Ce paragraphe présente différents composants actifs ou utilisant des effets non linéaires mettant en jeu des changements de fréquence optique. Ils utilisent soit des phénomènes induits par la modification de la composition des fibres (dopage par terres rares, fibres microstructurées) soit des phénomènes de diffusions inélastiques dues aux inhomogénéités au sein du matériau. Dans le cas des fibres dopées terre rare, le matériau lui-même devient un milieu à gain qui offre la possibilité d'amplifier le signal à transmettre et d'obtenir un effet laser par bouclage de la cavité. Si la fibre n'est pas dopée, la diffusion de la lumière devient stimulée lorsque les fluctuations à l'origine de la diffusion sont induites par la présence d'ondes électromagnétiques qui modifient alors les caractéristiques optiques du milieu.
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