Ключевое различие между модовой и хроматической дисперсией заключается в том, что модовая дисперсия может возникнуть с монохроматическим источником света, тогда как хроматическая дисперсия не может возникнуть с монохроматическим источником света.
Модовая и хроматическая дисперсия являются важными терминами для описания оптических свойств оптических волокон. Модальная дисперсия - это тип механизма искажения, при котором искажение возникает в многомодовых волокнах и других волноводах. Хроматическая дисперсия - это явление, при котором разные спектральные компоненты импульса распространяются с разной скоростью.
Что такое модальная дисперсия?
Модовая дисперсия - это тип механизма искажения, при котором искажение возникает в многомодовых волокнах и других волноводах. Здесь сигнал распространяется со временем, потому что скорость распространения оптического сигнала не одинакова для всех мод. Существуют и другие названия модовой дисперсии, такие как многомодовое искажение, многомодовая дисперсия, модальное искажение, интермодальное искажение и т. д.
В процессе модовой дисперсии по аналогии с лучевой оптикой лучи света входят в волокно под разными углами к оси волокна (разница возникает вплоть до угла приема волокна). Световые лучи, входящие в волокно под малыми углами, проходят более прямой путь. Кроме того, эти лучи приходят быстрее, чем лучи, входящие под более крутым углом.
Рисунок 01: Оптическое волокно
Кроме того, модовая дисперсия может ограничивать пропускную способность многомодовых волокон. Использование сердцевины волокна с регулируемым профилем показателя преломления может значительно уменьшить модовую дисперсию, но не может полностью ее устранить. Например, многомодовое волокно с градиентным показателем преломления, имеющее полосу пропускания, превышающую 3,5 ГГц на длине волны 850 нм, производится для использования.
PMD или поляризационная модовая дисперсия является частным случаем модовой дисперсии, которая представляет собой дисперсию волокна, обычно связанную с одномодовыми волокнами. Как правило, PMD возникает, когда есть две моды, которые обычно распространяются с одинаковой скоростью из-за геометрической симметрии сердцевины волокна и напряжения, которые распространяются с разными скоростями из-за случайных дефектов, которые могут нарушить симметрию..
Что такое хроматическая дисперсия?
Хроматическая дисперсия – это явление, при котором различные спектральные компоненты импульса распространяются с разными скоростями. Хроматическая дисперсия возникает в основном по двум причинам. Во-первых, показатель преломления кремнезема (кремнезем - это материал, который мы используем для изготовления большинства оптических волокон) зависит от частоты света. Мы можем назвать это компонентом материальной дисперсии в хроматической дисперсии.
Рисунок 02: Дисперсионная призма
Вторая причина – волноводная дисперсия. Световая энергия моды распространяется частично в сердцевине и частично в оболочке. При этом эффективный показатель моды лежит между показателями преломления оболочки и сердцевины. Фактическое значение эффективного индекса зависит от доли мощности, заключенной в оболочке и сердцевине. Если большая часть мощности находится в сердцевине, эффективный показатель становится ближе к показателю преломления сердцевины. Если большая часть мощности находится в оболочке, то эффективный показатель ближе к показателю преломления оболочки. Распределение мощности моды между сердцевиной и оболочкой волокна зависит от длины волны света, проходящего через волокно. Например. больше длина волны, больше мощность в оболочке. Поэтому даже при отсутствии материальной дисперсии эффективный показатель моды изменяется при изменении длины волны, что называется волноводной дисперсией.
В чем разница между модальной и хроматической дисперсией?
Модовая и хроматическая дисперсия важны для описания оптических свойств оптических волокон. Модальная дисперсия - это тип механизма искажения, при котором искажение возникает в многомодовых волокнах и других волноводах. Хроматическая дисперсия - это явление, при котором различные спектральные компоненты импульса распространяются с разной скоростью. Ключевое различие между модовой и хроматической дисперсией заключается в том, что модовая дисперсия может возникнуть с монохроматическим источником света, тогда как хроматическая дисперсия не может возникнуть с монохроматическим источником света.
Резюме – модальная и хроматическая дисперсия
Модовая и хроматическая дисперсия важны для описания оптических свойств оптических волокон. Ключевое различие между модовой и хроматической дисперсией заключается в том, что модовая дисперсия может возникнуть с монохроматическим источником света, тогда как хроматическая дисперсия не может возникнуть с монохроматическим источником света.
