Qu'est-ce qu'un amplificateur optique Raman ?

L'amplificateur optique Raman est un élément important du système de communication à multiplexage par répartition en longueur d'onde dense. Dans de nombreux milieux optiques non linéaires, la diffusion de la lumière de pompage avec une longueur d'onde plus courte provoque le transfert d'une petite partie de la puissance incidente vers un autre faisceau dont la fréquence est décalée vers le bas. L’ampleur de la diminution de fréquence est déterminée par le mode de vibration du support. Ce processus est appelé effet Mann tirant.

Voici la liste du contenu :
Qui est Raman ?
Qu'est-ce que l'effet Raman ?
L'application de l'effet Raman dans la vie.

Qui est Raman ?
Raman (1888-1970), physicien indien. L'étude a découvert l'effet Raman dans la région de diffusion de la lumière et a remporté le prix Nobel de physique en 1930. Il est décédé en 1970 à l'âge de 82 ans. Il a remporté le prix Nobel de physique en 1930 en reconnaissance de ses recherches et de sa découverte de la loi. de lumière qui porte son nom.

Dans l'après-midi du 28 février 1928, Raman fit une expérience très belle et décisive en utilisant la lumière monochromatique comme source lumineuse. Regardez sa lumière diffusée, la zone visible à l'œil nu depuis le séparateur de faisceau est une lumière bleue et verte, deux ou plusieurs lignes lumineuses et nettes. Chaque ligne correspond à un rayonnement diffusé incident variable. En général, la fréquence devient inférieure à celle des rayons diffusés, et parfois la fréquence des rayons diffusés est supérieure à celle des rayons incidents, mais l'intensité est encore plus faible. La nouvelle de la découverte par Raman d’une diffusion anormale s’est répandue dans le monde entier et a provoqué de vives réactions. De nombreux laboratoires ont répété, confirmé et développé ses résultats.

En raison de la découverte de l'effet Raman, de plus en plus de scientifiques se sont joints à l'étude de l'effet Raman et ont finalement développé un amplificateur optique Raman basé sur le principe de l'effet Raman.

Qu'est-ce que l'effet Raman ?
Le phénomène de diffusion de la lumière a un effet spécial, similaire à l’effet Compton de la diffusion des rayons X. La fréquence de la lumière change après la diffusion. La «diffusion Raman» fait référence à une certaine fréquence du laser irradié sur la surface de l'échantillon, les molécules et les photons transfèrent une substance énergétique, générant un état vibratoire (par exemple, les distorsions des atomes et le balancement, le balancement et la vibration) chimiquement) différent de la manière et mesure de se produire. Change puis diffuse la lumière de différentes fréquences. Le changement de fréquence est déterminé par les caractéristiques du matériau diffusant. Différents types de groupes atomiques vibrent de manière unique, de sorte qu’ils peuvent générer une lumière diffusée avec une différence de fréquence spécifique par rapport à la lumière incidente. Ce spectre est appelé « spectre d’empreintes digitales » et peut être suivi. Ce principe détermine le type de molécules qui composent une substance. Cela a été découvert par Raman en 1928 lorsqu'il étudiait le processus de diffusion de la lumière. La spectroscopie Raman est le résultat de la superposition de l'énergie vibrationnelle ou énergie de rotation de la molécule et de l'énergie du photon lorsque le photon incident entre en collision avec la molécule. La spectroscopie Raman, en complément de la spectroscopie infrarouge, constitue donc une arme puissante pour étudier la structure moléculaire.

L'application de l'effet Raman dans la vie
La découverte de l'effet Raman a favorisé dans une certaine mesure le développement de nos vies et a un large éventail d'applications dans la vie réelle. Par exemple, l'amplificateur optique Raman basé sur l'effet Raman en est un représentant typique.

L'amplificateur optique Raman est un amplificateur optique basé sur l'effet Raman. Le milieu actif Raman est généralement une fibre optique, mais il peut également s'agir d'un cristal, d'une structure de guide d'onde dans un circuit intégré photonique, d'un gaz ou d'un milieu liquide. Le signal lumineux qui se trouve dans la même direction ou à l'opposé de la lumière de la pompe est amplifié et sa longueur d'onde est généralement de plusieurs dizaines de nanomètres plus petite que la lumière de la pompe. Pour la fibre de quartz, lorsque la fréquence de la lumière de pompe et celle du signal lumineux sont désaccordées entre 1 et 15 THz, le gain maximal est obtenu. L'amplificateur optique Raman dépend de la composition du cœur de la fibre.

Lorsqu'ils sont utilisés dans les systèmes de communication, les amplificateurs optiques Raman peuvent être comparés aux amplificateurs à fibre dopée à l'erbium. Par rapport à ces derniers, leurs caractéristiques comprennent :

Les amplificateurs optiques Raman peuvent fonctionner dans différentes régions de longueurs d'onde, à condition qu'il existe une source de lumière de pompe appropriée. Les amplificateurs optiques Raman nécessitent une puissance de pompe élevée (pour améliorer la sécurité du laser) et une luminosité de pompe élevée, et peuvent également générer une puissance de sortie élevée. Le facteur de bruit de l'amplificateur optique Raman est très faible. En d’autres termes, ils transfèrent le bruit de pompe au signal lumineux plus directement que les amplificateurs laser. Si la lumière de pompe est polarisée, le gain Raman dépend également de l'état de polarisation. Cet effet est généralement indésirable mais peut être supprimé en utilisant deux diodes de pompe couplées en polarisation ou des dépolariseurs de pompe.

L'amplificateur optique Raman est pompé par la lumière continue d'une diode laser. Si des impulsions de pompe dans la même direction sont utilisées, des impulsions ultra-courtes peuvent également être amplifiées efficacement. Cependant, l’inadéquation de la vitesse de groupe peut limiter considérablement la durée d’interaction effective, en particulier lorsque la durée de l’impulsion est inférieure à 1 ps.

La fibre de l’amplificateur optique Raman n’a pas besoin d’être dopée avec des ions de terres rares. En théorie, la fibre monomode ordinaire remplit les conditions, mais dans les applications pratiques, les amplificateurs optiques Raman sont plus adaptés aux fibres de transmission (voir amplificateurs distribués). Cependant, certaines fibres spéciales peuvent augmenter le gain Raman, car certains dopages (comme le germanium) peuvent augmenter la section efficace Raman, ou simplement parce que la zone de mode efficace est petite. Ces fibres conviennent aux amplificateurs optiques Raman, qui ne constituent qu'une petite section de fibre utilisée dans le processus d'amplification.

Enfin
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