10.3.1.3. Конверторы на основе эффекта четырехволнового смешения

В этом случае используется нелинейный эффект ЧВС в ОВ, при котором три несущие с частота­ми/}, /^ и/? приводят к генерации четвертой несущей или при (см. разд. 9.1.7.4).

Особенность процесса в том, что генерируемая несущая лежит в полосе взаимодействую­щих частот, которые, в свою очередь, близки между собой. Учитывая небольшую амплитуду ге­нерируемой составляющей, обычно используют ППОУ, а также специальное ОВ, в котором эф­фект ЧВС сильно выражен. Тогда подача на ППОУ основного и пробного сигналов приводит к генерации на выходе ВК частоты при условии, что все указанные частоты лежат в

рабочей полосе частот усилителя. Применительно к генерируемой длине волны получаем

Основное преимущество этого метода конвертации в том, что он прозрачен по отношению к формату преобразуемого сигнала. В качестве недостатков можно отметить: а) необходимость фильтра генерируемого сигнала на выходе ППОУ; б) снижение эффективности конвертации с увеличением разности частот основного и пробного сигналов.

10.3.1.4. Конверторы на основе других нелинейных эффектов

В общем случае могут быть использованы другие нелинейные эффекты, возникающие при взаи­модействии двух оптических несущих.

Например, при использовании ферроэлектрического кристалла - периодической полос-ковой доменной решетки (нанесенной на подложку их оксида ниобата лития - LiNbCb) с чере­дующимися направлениями поляризации у соседних полосковых доменов - в качестве нелинейной оптической среды, происходит генерация (на выходе волновода) разностной частоты (или длины волны ) при совместном прохождении основной несущей f_s и

пробного сигнала^, (сигнала лазерной накачки) по поперечному волноводу (см. рис. 10-32) [326].

Образец схемы такого ВК класса П-П компании OKI Electric Industry Co., Ltd. позволяет, используя перестраиваемый лазер с номинальной мощностью 10 мвт и длиной волны 770 нм, до­биться диапазона перестройки несущей на выходе конвертера порядка 100 нм, покрывающего ра­бочий диапазон используемых WDM систем. Недостатком такого ВК (впрочем, как и всех ВК, ос­нованных на нелинейных эффектах) является низкий уровень генерируемого сигнала (например, для генерации 1545 нм сигнала, приведенного в [326], он почти в 2000 раз меньше уровня основ­ной несущей) и необходимость использования дополнительного усилителя.

В заключение можно отметить, что нелинейные эффекты в ОВ, приводящие к генерации новых гармоник, обусловлены в основном нелинейностью показателя преломления. Они могут наблюдаться и при относительно малых интенсивностях входного излучения, учитывая очень низкие потери светового пучка частоты а>о в волокне (особенно в области третьего окна прозрач­ности). Механизм генерации (кроме ЧВС) позволяет генерировать гармоники вида <п_о± а> (напри­мер, стоксова и антистоксова частоты в процессах ВКР и ВРМБ или при явлении модуляционной неустойчивости) или гармоники вида (например, при ЧМ, характерной для ФСМ), или же

второй и суммарной гармоник 2со₀ и {соо + со), что имеет место при взаимодействии двух несущих (например, основного и пробного сигнала) или в процессе параметрического усиления [168].

Эффективность конкретной реализации той или иной технологии конвертации зависит от многих факторов. Одним из важных при этом является уровень амплитуды генерируемой гармо­ники. Указанные выше методы позволяют реализовать амплитуды порядка 0,1% от амплитуды основного сигнала или сигнала накачки.