9.3.3. ВОЛОКОННЫЕ ВРМБ-УСИЛИТЕЛИ

ВРМБ-усиление в световодах можно использовать для усиления слабых сигналов, частота которых смещена от частоты накачки на величину ВРМБ-сдвига Однако из-за исключительно узкой полосы ВРМБ-усиления полоса пропускания такого усилителя обычно меньше 100 МГц, в то время как у ВКР-усилителей полоса пропускания составляет приблизительно По этой причине, несмотря на возможность заметного усиления при мощности накачки лишь в несколько милливатт, ВРМБ-усилители до недавнего времени не привлекали большого внимания. Активность, заметная в этой области в последнее время, объясняется в основном потенциальной возможностью применения таких усилителей в системах оптической связи [41 48].

Теория волоконных ВРМБ-усилителей основывается на уравнениях (9.2.1) и (9.2.2), решение которых приводилось в разд. 9.2.2. Ненасыщенное усиление за один проход задается выражениями (9.2.10) и (9.2.11) и получается в виде

Экспоненциальный рост наблюдается, только если мощность сигнала остается ниже уровня насыщения. Характеристики насыщения волоконных ВРМБ усилителей показаны на рис. 9.3. Насыщенное усиление понижается на 3 дБ, когда

для в диапазоне 20-30 дБ и Здесь входная мощность усиливаемого сигнала. Поскольку мощность насыщения также составляет около 1 мВт.

Полупроводниковый лазер накачки для ВРМБ-усилителя должен работать в одночастотном режиме, чтобы ширина его спектральной

Рис. 9.12. Схема волоконного ВРМБ-усилителя. ПЛ, И и ФД означают соответственно полупроводниковый лазер с внешним резонатором, изолятор и фотодетектор. Сплошные и штриховые линии показывают оптические пути излучения накачки и сигнала соответственно [41].

линии была меньше ширины линии ВРМБ-усиления. В эксперименте [41] источниками накачки и сигнального излучения служили два полупроводниковых лазера с внешними резонаторами и с шириной линий Оба лазера работали в непрерывном режиме и перестраивались в широком диапазоне вблизи 1,5 мкм. На рис. 9.12 представлена схема эксперимента. Излучение накачки вводилось в световод длиной 37,5 км через симметричный ответвитель. С противоположной стороны в световод вводилось слабое сигнальное излучение. Его длина волны перестраивалась, что позволило измерить спектр ВРМБ-усиления. Его форма оказалась двухпиковой с общей шириной около 150 МГц. Измеренное усиление в максимуме экспоненциально зависело от мощности накачки, как и следует из уравнения (9.3.1). При мощности накачки усиление составило 16 дБ

Волоконные ВРМБ-усилители могут обеспечивать усиление на уровне 20 40 дБ при мощности накачки лишь несколько милливатт. Их узкая полоса усиления (обычно менее 100 МГц) может оказаться преимуществом для тех применений, где требуется усиление небольшой части спектра сигнала [43, 45]. Эти применения обсуждаются в следующем разделе. Для получения постоянного усиления в относительно широком частотном диапазоне (более 100 МГц) можно использовать модуляцию лйзера накачки с помощью внешнего модулятора [42]. Конечно, увеличение полосы усиления достигается за счет понижения пикового усиления. Следовательно, для компенсации такого понижения требуется дополнительная мощность накачки.