Квазимонохроматические световые волн

Ширину спектра излучения удобно характеризовать степенью vонохроматичности [Ищенко 1968]:

,
где и – полуширина линии по уровню ½ в единицах частоты и длины волны соответственно.

С помощью лучших монохроматоров – интерферометров можно получить

Непрерывное одномодовое одночастотное лазерное излучение

С классической точки зрения возможно существование строго гармонических монохроматических волн. С физической точки зрения это невозможно, т.к. такая волна не ограничена во времени.

Мы увидим позднее, что существует предельная ширина полосы излучения лазера или .

Вместе с тем, мгновенная мощность излучения одномодовых одночастотных лазеров остается практически постоянной и конечная ширина линии излучения лазеров определяется в основном случайной (хаотической) модуляцией фазы. Подробно этот вопрос будет рассмотрен во 2 части курса.

Основными характеристиками лазерного излучения являются:

распределение интенсивности

средняя интенсивность

дисперсия

Излучение одномодового одночастотного лазера характеризуется тем, что отклонения от среднего значения малы, т.е. >> .

При распространении световых сигналов в волоконно-оптических системах связи наряду с ним формируется хаотическое излучение, являющееся шумом по отношению к сигналу. Для определения влияния шумов на сигнал вводится параметр – оптическое отношение сигнала к шуму OSNR.

Непрерывное не лазерное излучение (хаотическое световое излучение)

Во многих случаях оптическое поле возбуждается множеством независимых источников со случайными амплитудами и фазами, как например, в случае теплового излучения нагретого тела или усиленного спонтанного излучения оптического усилителя или в случае многомодового лазера с независимыми модами. При этом распределение комплексной амплитуды является нормальным (гауссовым) с независимыми действительной и мнимой частями, а распределение интенсивности имеет экспоненциальный характер (индекс относится к хаотическому полю):

. (1.)

Таким образом, средняя интенсивность полностью определяет статистику стационарного хаотического светового поля (в одной точке и для одного типа поляризации). Отметим, что с наибольшей вероятностью встречается нулевая интенсивность: . Из (1.1.47) нетрудно найти дисперсию интенсивности:

. (1.)