Raman amplification /ˈrɑːmən/ is based on the stimulated Raman scattering (SRS) phenomenon, when a lower frequency 'signal' photon induces the inelastic scattering of a higher-frequency 'pump' photon in an optical medium in the nonlinear regime. As a result of this, another 'signal' photon is produced, with the surplus energy resonantly passed to the vibrational states of the medium. This process, as with other stimulated emission processes, allows all-optical amplification. Optical fiber is today mostly used as the nonlinear medium for SRS, for telecom purposes; in this case it is characterized by a resonance frequency downshift of ~11 THz (corresponding to a wavelength shift at ~1550 nm of ~90 nm). The SRS amplification process can be readily cascaded, thus accessing essentially any wave
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| - Raman-Laser (de)
- Amplificazione Raman (it)
- ラマン増幅 (ja)
- Raman amplification (en)
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| - ラマン増幅は誘導ラマン散乱(SRS)現象に基にしたものである。この現象は、光学媒質の非線形領域で低い周波数の「信号」光子がより高い周波数の「ポンプ」光子の非弾性散乱を誘起するときに生じるものである。その結果、媒質の振動状態に余剰のエネルギーを共鳴的に渡して別の「信号」光子が生成される。この過程は他の誘導放出の過程と同様にすべて光だけを用いた（途中に電気信号に変換せずに行える）増幅を可能とする。光ファイバーは今日では遠距離通信のためのSRS用の非線形媒質として主に使用されているが、その場合は約11THz（約1550nmでの約90nmの波長シフトに対応する）の共振周波数のシフトダウンで特徴づけられる。SRSの増幅過程はそのままカスケード接続をすることができて、それによりファイバの低損失の導波帯域の窓（1310と1550）内の本質的に任意の波長を得ることができる。非線形及び超高速光学系における応用に加えて、光による長距離通信でも使用されており、全範囲の波長帯域および通信路の途中での分散された信号増幅を可能とする。 (ja)
- L'amplificazione Raman, nota anche come pompa Raman (Raman pump nella letteratura in lingua inglese), si usa nella trasmissione ottica DWDM per aumentare la portata del segnale in fibra, specie su tratte molto lunghe, senza dover amplificare i segnali alla sorgente, riducendo quindi effetti indesiderati come il cross-talk tra lunghezze d'onda adiacenti e migliorando la figura di rumore, dato che consente di usare per la trasmissione potenze ottiche più basse a parità di lunghezza di tratta (span). Questo tipo di amplificazione è basato sul fenomeno fisico noto come effetto Raman stimolato (Stimulated Raman Scattering, SRS) e di fatto utilizza la fibra stessa come amplificatore. (it)
- Ein Raman-Laser ist ein optisch gepumpter Laser, der auf der stimulierten Raman-Streuung basiert. Die Pumpstrahlung erzeugt nicht wie bei anderen Lasern eine Besetzungsinversion, bevor die Laserabregung stattfindet, sondern die Photonen geben stimuliert Energie an das Medium (typischerweise als Gitterschwingungen bzw. Phononen) ab und werden mit geringerer Photonenenergie quasi sofort reemittiert. Der erste Raman-Laser wurde 1962 von Gisela Eckhardt and E. J. Woodbury in Nitrobenzol realisiert, welches zum Pumpen in einem gütegeschalteten Rubinlaser war. (de)
- Raman amplification /ˈrɑːmən/ is based on the stimulated Raman scattering (SRS) phenomenon, when a lower frequency 'signal' photon induces the inelastic scattering of a higher-frequency 'pump' photon in an optical medium in the nonlinear regime. As a result of this, another 'signal' photon is produced, with the surplus energy resonantly passed to the vibrational states of the medium. This process, as with other stimulated emission processes, allows all-optical amplification. Optical fiber is today mostly used as the nonlinear medium for SRS, for telecom purposes; in this case it is characterized by a resonance frequency downshift of ~11 THz (corresponding to a wavelength shift at ~1550 nm of ~90 nm). The SRS amplification process can be readily cascaded, thus accessing essentially any wave (en)
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| - Ein Raman-Laser ist ein optisch gepumpter Laser, der auf der stimulierten Raman-Streuung basiert. Die Pumpstrahlung erzeugt nicht wie bei anderen Lasern eine Besetzungsinversion, bevor die Laserabregung stattfindet, sondern die Photonen geben stimuliert Energie an das Medium (typischerweise als Gitterschwingungen bzw. Phononen) ab und werden mit geringerer Photonenenergie quasi sofort reemittiert. Anders als bei anderen Lasern wird die Frequenz der abgegebenen Laserstrahlung daher nicht durch die Energieübergänge des Lasermediums bestimmt, sondern durch die Differenz zwischen der Raman-Streu-Energie (z. B. Phononen-Resonanz) und der Energie der Pump-Photonen. Die durch die Raman-Streuung hervorgerufene Stokes-Verschiebung ist konstant, daher kann die Ausgangs-Wellenlänge des Raman-Lasers bzw. Raman-Verstärkers durch die Pump-Wellenlänge bestimmt werden. Das Lasermedium Quarzglas (typische Glasfaser) hat beispielsweise ein Phononenresonanz-Maximum bei 13,2 THz und somit sollte die Ausgangs-Laserstrahlung für optimale Verstärkung eine um 53 nm größere Wellenlänge als die Pumpstrahlung haben. Wird in einem Raman-Faserverstärker durch den Prozess der stimulierten Emission ramanfrequenzverschobenes Licht erzeugt, so lässt sich der Zusammenhang zwischen der Pumpleistung Pp und der Signalleistung Ps durch ein Differentialgleichungssystem beschreiben. Um einen Raman-Faserlaser zu konstruieren, werden ausgehend von der jeweiligen Pumpwellenlänge frequenzselektive Bragg-Gitter in die Faser geschrieben, die z. B. die Grundwellenlänge oder die jeweiligen durch den Raman-Effekt entstehenden Stokes-Ordnungen resonant reflektieren. Zwischen diesen Spiegeln koppelt die Leistung des Pumplichtes auf die Signalwelle über. Auf diese Weise können kaskadierte Raman-Laser konstruiert werden, indem die entstehende erste Stokes-Ordnung eine zweite Stokes-Ordnung pumpt, und so weiter. Raman-Faserlaser lassen sich wie normale Faserlaser vorwärts oder rückwärts pumpen, je nachdem, an welcher Stelle das Pumplicht eingekoppelt wird. Sie bieten eine sehr gute Lösung, um Lichtleistung in einem sehr großen Wellenlängenbereich frequenzselektiv bereitzustellen. Der erste Raman-Laser wurde 1962 von Gisela Eckhardt and E. J. Woodbury in Nitrobenzol realisiert, welches zum Pumpen in einem gütegeschalteten Rubinlaser war. Um 1975 wurden erste Faserverstärker realisiert, die auf dem Raman-Effekt beruhten. Ein in vorgestellter Raman-Faserlaser im Kilowattbereich besteht zum Beispiel aus einem Seedlaser und einem nachgeschalteten Raman-Faserverstärker, der zugleich seine Pumpstrahlung (1070 nm) erzeugt, indem die Glasfaser Erbium-dotiert ist und mittels Diodenlaserstrahlung (976 nm) gepumpt wird. Die Ausgangswellenlänge wurde zu 1123 nm gewählt, was genau der oben erwähnten optimalen Stokes-Differenz von 53 nm entspricht. (de)
- Raman amplification /ˈrɑːmən/ is based on the stimulated Raman scattering (SRS) phenomenon, when a lower frequency 'signal' photon induces the inelastic scattering of a higher-frequency 'pump' photon in an optical medium in the nonlinear regime. As a result of this, another 'signal' photon is produced, with the surplus energy resonantly passed to the vibrational states of the medium. This process, as with other stimulated emission processes, allows all-optical amplification. Optical fiber is today mostly used as the nonlinear medium for SRS, for telecom purposes; in this case it is characterized by a resonance frequency downshift of ~11 THz (corresponding to a wavelength shift at ~1550 nm of ~90 nm). The SRS amplification process can be readily cascaded, thus accessing essentially any wavelength in the fiber low-loss guiding windows (both 1310 and 1550). In addition to applications in nonlinear and ultrafast optics, Raman amplification is used in optical telecommunications, allowing all-band wavelength coverage and in-line distributed signal amplification. (en)
- ラマン増幅は誘導ラマン散乱(SRS)現象に基にしたものである。この現象は、光学媒質の非線形領域で低い周波数の「信号」光子がより高い周波数の「ポンプ」光子の非弾性散乱を誘起するときに生じるものである。その結果、媒質の振動状態に余剰のエネルギーを共鳴的に渡して別の「信号」光子が生成される。この過程は他の誘導放出の過程と同様にすべて光だけを用いた（途中に電気信号に変換せずに行える）増幅を可能とする。光ファイバーは今日では遠距離通信のためのSRS用の非線形媒質として主に使用されているが、その場合は約11THz（約1550nmでの約90nmの波長シフトに対応する）の共振周波数のシフトダウンで特徴づけられる。SRSの増幅過程はそのままカスケード接続をすることができて、それによりファイバの低損失の導波帯域の窓（1310と1550）内の本質的に任意の波長を得ることができる。非線形及び超高速光学系における応用に加えて、光による長距離通信でも使用されており、全範囲の波長帯域および通信路の途中での分散された信号増幅を可能とする。 (ja)
- L'amplificazione Raman, nota anche come pompa Raman (Raman pump nella letteratura in lingua inglese), si usa nella trasmissione ottica DWDM per aumentare la portata del segnale in fibra, specie su tratte molto lunghe, senza dover amplificare i segnali alla sorgente, riducendo quindi effetti indesiderati come il cross-talk tra lunghezze d'onda adiacenti e migliorando la figura di rumore, dato che consente di usare per la trasmissione potenze ottiche più basse a parità di lunghezza di tratta (span). Questo tipo di amplificazione è basato sul fenomeno fisico noto come effetto Raman stimolato (Stimulated Raman Scattering, SRS) e di fatto utilizza la fibra stessa come amplificatore. (it)
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