Фазовая самомодуляция (ФСМ) и перекрестная фазовая модуляция (ФКМ).

Одним из первых нелинейных эффектов, который начинает проявляться при мощности оптического сигнала примерно 8.10 мВт, является самомодуляция, или автомодуляция, фазы оптической несущей — ФСМ (SPM). Это явление возникает вследствие изменения показателя преломления сердечника. В свою очередь изменение показателя преломления обусловлено большой плотностью мощности, при которой в структуре сердечника существует сильное электромагнитное поле, воздействующее на движение электронов. Поскольку при движении оптического импульса вдоль волокна непрерывно изменяется п,(Р|), то изменяется также постоянная распространения оптической несущей, что приводит к непрерывному изменению фазы. Как известно, изменение фазы эквивалентно изменению частоты. Очевидно, что при этом происходит расширение спектра сигнала и сужение оптического импульса.

Самомодуляция фазы заметно проявляется при длительности оптических импульсов т„ Z100 пс. При длительностити 10.20 пс сужение может достигать двух—трех и более раз. В результате чего импульсы могут даже раздваиваться.

Если в волокне распространяются две оптические волны и каждая из них имеет мощность порядка 10 мВт и более, то нелинейность среды вызывает взаимодействие этих волн. Оно возникает вследствие изменения показателя преломления, которое также приводит к самомодуляции фазы каждой волны. При этом мощность одной из волн вызывает фазовую модуляция не только собственного сигнала, но и соседнего. Это влияние носит взаимный характер и называется перекрестной фазовой модуляцией или фазовой кросс-модуляцией — ФКМ (СРМ).

Вернемся к явлению самомодуляции фазы одной световой волны. Возникновение осцилляции на фронтах импульса вызвано так называемой волновой неустойчивостью. Выше было отмечено, что при ФСМ происходит расширение спектра оптического импульса. При этом более Длинноволновые составляющие спектра движутся с большей скоростью по сравнению с коротковолновыми. В результате обе составляющие спектра интерферируют, чем и вызываются осцилляции. Поскольку среда в данном случае нелинейная, смещение частот приводит к возникновению новых частот: и таким образом, кроме двух составляющих в спектре появляются еще две.

При дальнейшем распространении происходит их взаимодействие, приводящее к усложнению процесса и обогащению спектра новыми составляющими. металлические стеллажи складские москва .