O que é amplificador óptico Raman?

O amplificador óptico Raman é uma parte importante do sistema de comunicação de multiplexação por divisão de comprimento de onda denso.Em muitos meios ópticos não lineares, a dispersão da luz da bomba com um comprimento de onda mais curto faz com que uma pequena parte da energia incidente seja transferida para outro feixe cuja frequência é deslocada para baixo.A quantidade de mudança de frequência para baixo é determinada pelo modo de vibração do meio.Este processo é chamado de efeito puxando Mann.

Aqui está a lista de conteúdo:
Quem é Raman?
O que é o efeito Raman?
A aplicação do efeito Raman na vida.

Quem é Raman?
Raman (1888-1970), um físico indiano.O estudo descobriu o efeito Raman na região de dispersão da luz e ganhou o Prêmio Nobel de Física em 1930. Ele morreu em 1970 aos 82 anos. Ele ganhou o Prêmio Nobel de Física em 1930 em reconhecimento à sua pesquisa e descoberta da lei de luz com o seu nome.

Na tarde de 28 de fevereiro de 1928, Raman fez um experimento muito bonito e decisivo usando luz monocromática como fonte de luz.Olhe para sua luz dispersa, a área visível a olho nu do divisor de feixe é uma luz azul e verde, duas ou mais linhas brilhantes nítidas.Cada linha tem uma radiação espalhada incidente variável correspondente.Em geral, a frequência torna-se menor do que a dos raios dispersos e, ocasionalmente, a frequência dos raios dispersos é maior do que a dos raios incidentes, mas a intensidade é ainda mais fraca.A notícia da descoberta da dispersão anormal de Raman se espalhou por todo o mundo e causou uma forte reação.Muitos laboratórios repetiram, confirmaram e desenvolveram seus resultados.

Devido à descoberta do efeito Raman, mais e mais cientistas se juntaram ao estudo do efeito Raman e finalmente desenvolveram um amplificador óptico Raman baseado no princípio do efeito Raman.

O que é o efeito Raman?
O fenômeno de espalhamento de luz tem um efeito especial, semelhante ao efeito Compton do espalhamento de raios X.A frequência da luz muda após a dispersão."Espalhamento Raman" refere-se a uma certa frequência do laser irradiado para a superfície da amostra, moléculas e fótons transferem substância de energia, gerando estado vibracional (por exemplo, distorções de átomos e oscilação, oscilação e vibração) quimicamente) diferente da maneira e medida para ocorrer.Muda e então espalha luz de diferentes frequências.A mudança de frequência é determinada pelas características do material de dispersão.Diferentes tipos de grupos atômicos vibram de maneiras únicas, para que possam gerar luz espalhada com uma diferença de frequência específica da luz incidente.Esse espectro é chamado de “espectro de impressão digital” e pode ser rastreado.Este princípio determina o tipo de moléculas que compõem uma substância.Isso foi descoberto por Raman em 1928, quando estudou o processo de dispersão da luz.A espectroscopia Raman é o resultado da superposição da energia vibracional ou energia rotacional da molécula e a energia do fóton quando o fóton incidente colide com a molécula.Portanto, a espectroscopia Raman, como suplemento à espectroscopia no infravermelho, é uma arma poderosa para estudar a estrutura molecular.

A aplicação do efeito Raman na vida
A descoberta do efeito Raman promoveu até certo ponto o desenvolvimento de nossas vidas e tem uma ampla gama de aplicações na vida real.Por exemplo, o amplificador óptico Raman baseado no efeito Raman é um representante típico.

O amplificador óptico Raman é um amplificador óptico baseado no efeito Raman.O meio ativo Raman geralmente é uma fibra óptica, mas também pode ser um cristal, uma estrutura de guia de onda em um circuito integrado fotônico, um meio gasoso ou líquido.A luz do sinal que está na mesma direção ou oposta à luz da bomba é amplificada e seu comprimento de onda é geralmente dezenas de nanômetros menor que a luz da bomba.Para a fibra de quartzo, quando a frequência da luz da bomba e da luz do sinal é dessintonizada em 1-15 THz, o ganho de pico é obtido.O amplificador óptico Raman depende da composição do núcleo da fibra.

Quando usados ​​em sistemas de comunicação, os amplificadores ópticos Raman podem ser comparados com os amplificadores de fibra dopada com érbio.Comparado com o último, seus recursos incluem:

Os amplificadores ópticos Raman podem funcionar em diferentes regiões de comprimento de onda, desde que haja uma fonte de luz de bomba adequada.Amplificadores ópticos Raman requerem alta potência de bomba (para melhorar a segurança do laser) e alto brilho de bomba, e também podem gerar alta potência de saída.A figura de ruído do amplificador óptico Raman é muito pequena.Em outras palavras, eles transferem o ruído da bomba para a luz do sinal mais diretamente do que os amplificadores a laser.Se a luz da bomba for polarizada, o ganho Raman também depende do estado de polarização.Este efeito é geralmente indesejável, mas pode ser suprimido usando dois diodos de bomba acoplados à polarização ou despolarizadores de bomba.

O amplificador óptico Raman é bombeado por luz contínua em um laser de diodo.Se forem usados ​​pulsos de bomba na mesma direção, pulsos ultracurtos também podem ser amplificados de forma eficaz.No entanto, a incompatibilidade de velocidade do grupo pode limitar muito o comprimento efetivo da interação, especialmente quando o comprimento do pulso é inferior a 1 ps.

A fibra no amplificador óptico Raman não precisa ser dopada com íons de terras raras.Em teoria, a fibra monomodo comum atende às condições, mas em aplicações práticas, os amplificadores ópticos Raman são mais adequados para fibras de transmissão (consulte amplificadores distribuídos).No entanto, algumas fibras especiais podem aumentar o ganho Raman, porque certas dopagem (como o germânio) podem aumentar a seção transversal Raman, ou simplesmente porque a área do modo efetivo é pequena.Essas fibras são adequadas para amplificadores ópticos Raman, que são apenas uma pequena seção de fibra usada no processo de amplificação.

Afinal
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Hora da postagem: 06 de dezembro de 2021