7.2.2. ИЗМЕНЕНИЕ ФОРМЫ ИМПУЛЬСОВ

Нелинейное двулучепреломление, вызванное каким-либо импульсом, может быть использовано для изменения его же формы, поскольку пропускание через световод и поляризатор становится зависящим от интенсивности. Например, световод может работать как нелинейный дискриминатор [21]. В разд. 6.4.2 отмечалось, что данное явление можно использовать для устранения пьедестала, связанного с импульсом, сжатым в компрессоре [21-23]. Его также можно использовать Для создания волоконно-оптических логических ячеек [24, 25].

В работе нелинейного дискриминатора используется по существу тот же принцип, что и для керровского затвора, показанного на рис.

7.1. Основное отличие заключается в том, что сигнал сам создает нелинейное двулучепреломление и изменяет собственное состояние Поляризации. Рассмотрим случай, когда входное излучение линейно-поляризовано под углом по отношению к одной из главных осей (оси световода. Его компоненты изменяют показатели преломления на величины определяемые выражениями (7.1.26) и (7.1.27) соответственно. Результирующий сдвиг фазы между двумя компонентами на выходе световода равен

Здесь предполагается, что постоянный сдвиг фазы возникающий из-за линейного двулучепреломления, скомпенсирован за счет использования четвертьволновой пластинки, и прохождение малого сигнала блокируется. Экспериментально измеренное значение нелинейного сдвига фазы [26] находится в согласии с (7.2.13). Индуцированное нелинейное двулучепреломление позволяет излучению проходить через поляризатор; коэффициент пропускания при этом [21]

где начальная мощность, а нелинейный параметр у тот же, что и в разд. 7.1, т. е. определяется формулой (2.3.28):

В случае когда по световоду распространяются оптические импульсы, произведение связано с максимальным сдвигом фазы вызванным ФСМ [см. (4.1.6)]; его также можно связать с нелинейной длиной через соотношение

Изменение формы импульса происходит из-за того, что при

Рис. 7.3. Коэффициент пропускания как функция угла входной поляризации 0 при трех различных значениях пиковой мощности, соответствующих и 30 [21]

данном значении угла пропускание зависит от мощности. Нели выбрать угол так, чтобы максимизировать пропускание вершины импульса, его «крылья» блокируются из-за относительно меньшего уровня мощности; при этом выходной импульс оказывается короче начального. Такое поведение наблюдалось экспериментально [22]. Оптимальное значение зависит от пиковой мощности На рис. 7.3 представлен коэффициент пропускания как функция при трех значениях . Пропускание может достичь 90% для при

Экспериментальные результаты по изменению формы импульсов указывают [22, 24], что наблюдаемое поведение не всегда согласуется с тем, что следует из (7.2.14). В частности, это уравнение предсказывает. что при т.е. входное излучение блокируется поляризатором, когда компоненты возбуждены с равными амплитудами. На самом деле это не так. Подобное несоответствие объясняется тем, что мы пренебрегли последним членом в уравнениях (7.1.28) и (7.1.29). В более точной теории его следует учесть. Для случая непрерывного или квазинепрерывного излучения, когда дисперсионными эффектами можно пренебречь, уравнения (7.1.8) и (7.1.29) можно решить аналитически [27], пренебрегая производными по времени и потерями. Результаты показывают, что, исключая область формула (7.2.14) является достаточно точной в случае световодов с сильным двулучепреломлением . В случае же слабого двулучепреломления формула (7.2.14) неприменима. На рис. 7.4 представлен коэффициент пропускания как функция 0 при Сравнивая соответствующий график с выражением (7.2.14). мы видим, как важно учитывать линейное двулучепреломление. Физически это означает, что линейный и

Рис. 7.4. Коэффициент пропускания как функция угла входной поляризации В, когда учтен эффект линейного двулучепреломления при Штриховой кривой показано пропускание в случае

нелинейный вклады в показатель преломления конкурируют друг с другом и их необходимо учитывать вместе.