Читать «Квантовый оптоэлектронный генератор» онлайн - страница 20

1.8. Нелинейности в ОЭГ

ОЭГ представляет генератор с различными видами нелинейностей. Помимо «традиционной» нелинейности электронного усилителя, в петле обратной связи ОЭГ при прохождении колебаний необходимо иметь в виду, что существуют в потенциале нелинейности фотодиода, лазера, модулятора и нелинейность волоконно-оптического световода. В ОЭГ присутствуют различные виды нелинейностей: квадратичная и кубическая (лазерный диод с внутренней модуляцией током накачки и фотодиод), косинусоидальная (модулятор Маха-Цендера) и другие. Например, косинусоидальную нелинейность модулятора МЦ можно использовать для умножения в четное число раз поднесущей частоты колебаний [156]. В работе [157] представлен анализ и результаты экспериментальных исследований схемы по передачи сигнала с сверхнизким уровнем шума (-100Дбн/Гц при отстройке от несущей на 1Гц).

1.8.1. Нелинейность в протяженных кварцевых одномодовых оптических волокнах

с геометрической длиной от 1 км до 12 км проявляется при создании больших плотностей мощности в жиле ОВ 20…500мВт/1кв. мкм, при средних непрерывных мощностях излучения КЛД 20—200мВт. Пороговый уровень мощности, при котором начинают проявляться нелинейные эффекты, зависит от типа и длины оптического волокна, введенной мощности лазерного излучения в оптическое волокно, ширины спектральной линии генерации КЛД и параметров эффективного сечения ОВС [27]. Наиболее изученными являются многофотонные нелинейные эффекты, возникающие за счет прямого и обратного рассеяния Брюллиена [155]. Увеличить пороговую мощность нелинейных оптических эффектов в 10…20 раз можно путем использования в ВОЛЗ специальных микроструктуированных ОВ, поперечные сечения которых представлены на рис.1.14. В оптических дисковых резонаторах (ОДР) диаметром 1…10 мм при вводимых в них мощностях 10…100мкВт оптического излучения проявляется их нелинейность. При этом нелинейные эффекты не только вызывают спектральные стохастические шумы колебаний, но высокую температурную нестабильность собственной частоты ОДР. Это не дает возможности применять ОДР в ОЭГ в качестве пассивных высокодобротных резонаторов и фильтров в ВОЛЗ.

1.8.2.Дисперсионная ВОЛЗ в ОЭГ

Волоконно-оптическая линия задержки, в общем, является дисперсионной, то есть ее задержка зависит от оптической частоты колебаний, генерируемых лазером. Современные малодисперсионные оптические волокна (ОВ) характеризуются спектральной погонной задержкой порядка (1 ÷ 10) пс/ (нм км). С другой стороны, есть специальные дисперсионные ОВ, позволяющие реализовать как отрицательную, так и положительную дисперсию с 100—1000 пс / (нм км).