Pengkawanan optik dan gelombang akustik terjadi melalui efek electrostriction. Frekuensi sinar yang dipantulkan sedikit lebih rendah daripada frekuensi sinar asli; perbedaan frekuensi vB menggambarkan frekuensi fonon yang diemisi. Fenomena ini dikenal sebagai Shift Frekuensi Brillouin dan telah digunakan untuk aplikasi sensor optik.
Scattering Brillouin dapat terjadi spontan bahkan pada tingkat daya optik yang rendah. Hal ini berbeda dengan Stimulated Brillouin Scattering yang memerlukan daya optik untuk mencapai threshold yang cukup tinggi untuk terjadi.
Atau di atas suatu power threshold, Stimulated Brillouin Scattering dapat memantulkan sebagian besar dari power sinar asli. Tingkat power optik yang diperlukan untuk mengalami Stimulated Brillouin Scattering dalam satu mode fiber dapat dinyatakan dengan rumus berikut:
where
PB = Level Threshold Power Optik Stimulated Brillouin Scattering (watts)
a’ = Jari-jari Fiber (um)
λ’ = Panjang gelombang sumber cahaya (um)
α = Kerugian Fiber (dB/km)
△v’ = Lebaran spectral sumber cahaya (GHz)
Scattering Raman Stimulasi
Scattering Raman stimulasi adalah respons nonlinier glass fiber terhadap intensitas optik cahaya. Hal ini disebabkan oleh getaran kristal (atau glass) lattice. Scattering Raman stimulasi menghasilkan fonon optik frekuensi tinggi, dibandingkan dengan Scattering Brillouin yang menghasilkan fonon akustik frekuensi rendah dan photon yang terscatter.
Ketika dua sinar laser dengan panjang gelombang berbeda (dan biasanya memiliki arah polarization sama) mengalami difusi melalui medium Raman-aktif, sinar dengan panjang gelombang lebih lama dapat mengalami amplifikasi optik atas biaya sinar dengan panjang gelombang lebih pendek. Fenomena ini telah digunakan untuk amplifier Raman dan laser Raman.
Dalam Scattering Raman stimulasi, scattering terjadi sebagian besar dalam arah maju, sehingga power tidak hilang ke penerima.
Scattering Raman stimulasi juga memerlukan daya optik yang lebih tinggi daripada threshold untuk terjadi. Rumus berikut memberikan threshold:
where
PR = Level Threshold Power Optik Stimulated Raman Scattering (watts)
a’ = Jari-jari Fiber (um)
λ’ = Panjang gelombang sumber cahaya (um)
α = Kerugian Fiber (dB/km)
Kerugian Pemengkatan
Pemengkatan besar terjadi ketika fiber dibentuk menjadi radius lingkaran besar relativ terhadap diameter fiber (pemengkatan besar). Pemengkatan-pemengkatan ini menjadi sumber kerugian power yang signifikan ketika radius lingkaran adalah kurang dari beberapa sentimeter.
Pemengkatan mungkin ditemukan dalam tray splice atau kabel fiber yang telah dibentuk. Pemengkatan tidak akan menyebabkan kehilangan radiasi signifikan jika memiliki radius yang cukup besar.
Namun, ketika fiber dibentuk dengan radius yang terlalu kecil, radiasi menjadi penyebab kerugian power yang signifikan, seperti ditunjukkan pada gambar berikut.
Corning SMF-28e single mode fibers tidak boleh dibentuk dengan radius kurang dari 3 inci. Multimode fibers bergrade 50um, seperti Corning Infinicor 600, tidak boleh dibentuk dengan radius kurang dari 1.5 inci. Multimode fibers bergrade 62.5um, seperti Corning Infinicor 300, harus dibentuk dengan radius kurang dari 1 inci.
Kerugian Pemengkatan Kecil
Pemengkatan kecil adalah pembengkokan-pembengkokan yang terjadi pada interface core-cladding. Pembengkokan-pembengkokan ini dapat terjadi selama deployment fiber, atau dapat disebabkan oleh tekanan mekanikal lokal yang diterapkan pada fiber, seperti stres-stres yang ditimbulkan oleh kabel fiber atau mengikat fiber pada bobbin.
Pemengkatan kecil juga dapat menyebabkan kerugian power yang signifikan, terutama jika fiber memiliki panjang gelombang yang tidak seimbang. Oleh karena itu, penting untuk mempertahankan pemengkatan fiber dalam batas yang sesuai agar tidak menyebabkan kehilangan radiasi.
Saya harap artikel ini dapat membantu Anda memahami lebih lanjut tentang pengkawanan optik dan gelombang akustik melalui electrostriction.