1. 개요
ㅇ 선형 광학 효과
- 광섬유에 입사하는 광 신호 세기에는 무관한 광통신 전송 상의 통상적인 특성
. 例) 광 손실 (흡수손실, 선형성 산란손실 등), 광 분산 (군속도 분산, 편광모드 분산)
ㅇ 비선형 광학 효과
- 강한 빛과 물질과의 상호작용에서 발생되는 현상
. 입사 광의 세기가 어느 크기(임계값) 이상으로 클 경우에,
. 그 세기에 따라, 물질의 굴절율 등 광학적 특성이 변하게되고,
. 그 결과로써, 다시 빛의 강도,편광,진행 특성이 변하게 되며,
. 서로간에 비선형적인 영향을 연이어 주게되는 비선형적 현상
.. 한편, 비선형 임계 크기 값은 도파 재료 및 전송 특성에 따라 달라짐
. 例) 케르 효과 (Kerr Effect), 산란 효과 (Scattering Effect)
* 통상의 광섬유는, 비록 유효 코어 면적은 작지만,
. 그 속을 통과하는 빛의 세기가 꽤 큰 편이므로, 비선형 특성을 고려할 필요 있음
- 이때, 전기장,자기장 파동 현상에서 1차 항 보다 높은 2차 항 이상이 주도적인 역할을 함
2. 광통신/광섬유 등에서 대표적인 비선형 효과
ㅇ 유도 산란 (Stimulated Scattering) : 빛의 세기(파동 세기)에 따라 이득,손실이 변하는 현상
- SBS (Stimulated Brillouin Scattering, 유도 브릴루앙 산란)
- SRS (Stimulated Raman Scattering, 유도 라만 산란)
ㅇ 광 케르 효과 (Optical Kerr Effect) : 빛의 세기(파동 세기)에 따라 굴절률이 변하는 현상
- SPM (Self-Phase Modulation, 자기위상변조)
. 케르 효과에 기인한 비선형적 위상 천이로써, 자신의 채널의 광 신호의 크기에 영향 받음
- XPM (Cross-Phase Modulation, 교차위상변조)
. 케르 효과에 기인한 비선형적 위상 천이로써, 다른 채널의 광 신호에 영향 받음
- FWM (Four Wave Mixing)
* [참고] ☞ 전기광학 효과 참조