Ce este dispersia fibrelor? Cum se compensează dispersia?

Dispersia fibrei arată starea de propagare a semnalului de intrare în fibră. Se referă la distorsiunea semnalului cauzată de propagarea diferitelor componente de frecvență sau a diferitelor componente ale semnalului optic la viteze diferite. Include în principal trei cazuri: dispersia intermodală, dispersia crominanței și dispersia modului de polarizare.

Dispersia intermodală este un mecanism de distorsiune a semnalului care apare în fibrele multimodale și în alte ghiduri de undă. Într-o fibră multimodală, razele luminoase care intră în fibră la diferite unghiuri de incidență sunt definite ca o cale sau un model. Deoarece calea de transmisie a fiecărui mod este diferită, viteza de transmisie (adică viteza grupului) este, de asemenea, diferită, deci există o diferență de timp între modurile de transmisie a semnalului pentru a ajunge la terminalul de fibră optică. În general, o parte de lumină trece direct prin miez (în modul axial), în timp ce altele revin înapoi. și înainte între limitele placaj/nucleu și călătorie în zig-zag de-a lungul ghidului de undă, așa cum se arată în fibra multimodă cu indice de pas de mai jos. Faptul este că, de îndată ce lumina este refractată, are loc dispersia intermod/mod. este corelată pozitiv cu calea de transmisie, adică dispersia intermodală cauzată de modul de ordin înalt (raza intră la un unghi mai mare pentru o distanță mai mare) este mai mare decât cea cauzată de -modul de ordine (raza intra la un Unghi mai mic pentru o distanta mai scurta).

Fibra multimodală poate găzdui până la 17 moduri de propagare a razei în același timp, iar dispersia sa intermodală este mult mai mare decât cea a fibrelor monomode. Acest lucru se datorează faptului că fibrele monomode au un singur mod de propagare, adică lumina se deplasează de-a lungul miezului (axial). modul) fără a se reflecta la limita de placare, deci nu are loc dispersie intermodală. Cu toate acestea, dacă se utilizează o fibră multimodală cu indice gradat, situația este diferită. Deși lumina se propagă și în diferite moduri, datorită indicelui de refracție inegal al miezului fibrei, calea razelor de lumină nu este o linie dreaptă, ci o curbă, iar viteza de propagare a razelor de lumină se modifică și ea. Prin urmare, dispersia intermodală poate fi redusă mult prin selectarea distribuției adecvate a indicelui de refracție.

Dispersia materialului este cauzată de dependența indicelui de refracție de lungimea de undă a materialului miezului, în timp ce dispersia ghidului de undă este cauzată de dependența constantei de propagare a modului de parametrii fibrei (raza miezului, diferența de indice de refracție dintre miez și placarea) și lungimea de undă a semnalului. La anumite frecvențe, dispersia materialului și dispersia ghidului de undă se pot anula reciproc, astfel încât se obține o lungime de undă care aproximează 0 dispersia cromatică. De fapt, dispersia crominanței nu este întotdeauna dăunătoare. Lumina călătorește la viteze diferite în lungimi de undă sau materiale diferite, determinând lărgirea sau comprimarea impulsurilor de lumină în fibră, ceea ce face posibilă personalizarea profilurilor indicelui de refracție pentru a produce fibre pentru diferite scopuri. Fibra optică G.652 este un exemplu.

Dispersia modului de polarizare (PMD) reflectă dependența de polarizare a caracteristicilor de propagare a undelor luminoase în fibrele optice. În fibrele optice reale, există două moduri de polarizare care sunt perpendiculare unul pe celălalt. În mod ideal, cele două moduri de polarizare ar trebui să aibă aceleași caracteristici de propagare a undelor, dar, în general, există diferențe subtile între diferitele moduri de polarizare. Acest lucru se datorează modificării sau perturbării temperaturii, presiunii și altor factori în procesul de propagare, rezultând în diferite moduri de propagare. vitezele de transmisie ale celor două moduri de polarizare, rezultând în întârziere și dispersie mod de polarizare.