9.2.2. ИСТОЩЕНИЕ НАКАЧКИ И НАСЫЩЕНИЕ УСИЛЕНИЯ

При достижении порога ВРМБ значительная часть энергии накачки преобразуется в энергию стоксовой волны. Для учета истощения накачки необходимо точно решить уравнения (9.1.1) и (9.1.2). Общее решение имеет вид [4, 21]

где

Здесь (параметр эффективности ВРМБ) показывает, какая часть исходной мощности накачки преобразуется в мощность стоксовой волны, коэффициент усиления слабого сшнала.

Уравнения (9.2.7) и (9.2.8) описывают изменение интенсивностей стоксовой волны и волны накачки по длине световода в случае ВРМБ-усиления сигнала, вводимого в световод в точке поля накачки, вводимой в точке На рис. 9.2 показано изменение интенсивностей стоксовой волны и волны накачки для двух значений входного сигнала, соответствующих и 0,01. Потери в световоде таковы, что Коэффициент ВРМБ-усиления соответствует однопроходному усилению

(кликните для просмотра скана)

Из-за истощения накачки усиление значительно меньше Тем не менее 50 и 70% энергии накачки переходят в стоксово излучение при и 0,01 соответственно. Отметим также, что передача основной части энергии происходит на первых 20% длины световода.

Характеристики насыщения волоконных ВРМБ-усилителей можно получить из уравнения (9.2.7). если определить насыщенное и ненасыщенное усиление следующим образом:

На рис. 9.3 показана зависимость от для нескольких значений Сравним этот рисунок с рис. 8.6, где показаны характеристики насыщения ВКР-усилителя. Насыщенное усиление понижается вдвое (или на 3 дБ), когда для в пределах 20-30 дБ Эти условия выполняются при мощности усиленного сигнала, составляющей 50% от входной мощности накачки. Типичная мощность накачки при ВРМБ-усилении , следовательно, мощность насыщения составляет в отличие от волоконных ВКР-усилителей, для которых мощность насыщения Вт.