Нелинейные эффекты в оптоволоконных системах. Клюев В.Г. - 46 стр.

перестраиваемых по частоте источников фемтосекундных рамановских со-
литонных лазеров.

      3.4. Оптические солитоны в информационных системах
      Дисперсия и нелинейность изменяют огибающую светового пакета,
причем модификация импульса тем существеннее, чем меньше его дли-
тельность. Эти изменения носят дестабилизирующий характер: модуляци-
онная неустойчивость, расплывание импульсов, разбиение на субимпульсы.
      Особый интерес представляет ситуация, когда баланс дисперсии и
нелинейности приводит к формированию устойчивых импульсов, сохра-
няющих практически неизменную форму при распространении на дистан-
ции, превышающие собственную длину импульса l=сτ0 в 106—107 раз. Та-
кие импульсы называют оптическими солитонами. Первые корректные
эксперименты, в которых наблюдались оптические солитоны, были вы-
полнены в 1980 г. Это стало возможным благодаря совершенствованию ла-
зерных источников спектрально-ограниченных пикосекундных импульсов,
перестраиваемых в ближнем ИК диапазоне, и созданию одномодовых во-
локонных световодов с потерями в десятые доли децибелла на километр.
      Последующие эксперименты, выполненные в тщательно контроли-
руемых условиях, позволили выявить ряд особенностей формирования,
распространения и взаимодействия солитонов при наличии многочислен-
ных возмущающих факторов и указать перспективы разнообразных техни-
ческих приложений. Сейчас отчетливо продемонстрированы возможности
применения солитонных эффектов для передачи информации по волокон-
ным световодам, формирования и генерации фемтосекундных импульсов,
исследования быстропротекающих процессов.
      Формирование оптических солитонов — конкуренция и баланс
эффектов нелинейного сжатия и дисперсионного расплывания
      Мы начинаем с простого качественного анализа, поясняющего физи-
ку формирования стационарных уединенных импульсов, основываясь на
результатах п. 3.2. В спектральном диапазоне, соответствующем аномаль-
ной дисперсии групповой скорости (k2<0, λ>1,3 мкм), совместное проявле-
ние дисперсии и нелинейности имеет характер конкуренции и при опреде-
ленном уровне входной мощности приводит к стабилизации длительности
импульса. Поясним это утверждение простыми оценками.
      Спектрально-ограниченный импульс, прошедший расстояние z по
волоконному световоду, приобретает частотную модуляцию, скорость ко-
торой αд(z) зависит от расстояния следующим образом:
                            α д (z ) = k 2−1 (z 2 + L2д ) −1 z.   (3.38)



                                   46