Mikä on kuitudispersio?Kuinka kompensoida dispersio?

Kuitudispersio näyttää tulosignaalin etenemistilan kuidussa. Se viittaa signaalin vääristymään, joka aiheutuu optisen signaalin eri taajuuskomponenttien tai eri muotokomponenttien etenemisestä eri nopeuksilla. Se sisältää pääasiassa kolme tapausta: intermoodidispersion, krominanssidispersion ja polarisaatiomoodin dispersion.

Intermoodidispersio on signaalin vääristymismekanismi, jota esiintyy monimuotokuiduissa ja muissa aaltoputkissa. Monimuotokuidussa kuituun eri tulokulmissa tulevat valonsäteet määritellään poluksi tai kuvioksi. Koska kunkin moodin siirtotie on erilainen, sen siirtonopeus (eli ryhmänopeus) on myös erilainen, joten signaalin lähetystilojen välillä on aikaero päästä valokuitupäätteeseen.Yleensä osa valosta kulkee suoraan ytimen läpi (aksiaalisessa tilassa), kun taas toiset palautuvat takaisin. ja eteenpäin verhouksen/ytimen rajojen välillä ja kulkea siksak-liikenteessä pitkin aaltoputkea, kuten alla olevassa askelindeksi-monimuotokuidussa näkyy. Tosiasia on, että heti kun valo taittuu, tapahtuu intermoodi/moodi-dispersiota. korreloi positiivisesti siirtotien kanssa, eli korkean kertaluvun tilan aiheuttama moodien välinen hajonta (säde tulee suuremmalla kulmalla pidemmälle matkalle) on suurempi kuin matalan tilan aiheuttama. -järjestystila (säde tulee pienemmällä kulmalla lyhyemmälle matkalle).

Monimuotokuitu voi vastaanottaa jopa 17 säteen etenemismoodia samanaikaisesti, ja sen intermodinen dispersio on paljon suurempi kuin yksimuotokuidulla. Tämä johtuu siitä, että yksimuotokuiduilla on yksimuotoinen etenemismuoto, eli valo kulkee ydintä pitkin (aksiaalinen). tilassa) heijastamatta pois suojakuoren rajalta, joten intermode-dispersiota ei tapahdu. Tilanne on kuitenkin erilainen, jos käytetään asteikolla varustettua monimuotokuitua. Vaikka valo etenee myös eri muodoissa, johtuen kuidun ytimen epätasaisesta taitekertoimesta, valonsäteiden polku ei ole suora, vaan käyrä, ja myös valonsäteiden etenemisnopeus muuttuu. Siksi moodien välistä dispersiota voidaan vähentää huomattavasti valitsemalla sopiva taitekerroinjakauma.

Materiaalin dispersion aiheuttaa taitekertoimen riippuvuus ydinmateriaalin aallonpituudesta, kun taas aaltoputkidispersion aiheuttaa moodietenemisvakion riippuvuus kuituparametreista (ytimen säde, taitekertoimen ero ytimen ja verhous) ja signaalin aallonpituus. Tietyillä taajuuksilla materiaalin dispersio ja aaltoputkidispersio voivat kumota toisensa, jolloin saadaan aallonpituus, joka vastaa 0 väridispersiota. Itse asiassa krominanssidispersio ei aina ole haitallista. Valo kulkee eri nopeuksilla eri aallonpituuksilla tai materiaaleilla, jolloin valopulssit levenevät tai puristuvat kuidussa, mikä mahdollistaa taitekerroinprofiilien mukauttamisen eri tarkoituksiin tarkoitettujen kuitujen tuottamiseksi. G.652-valokuitu on yksi esimerkki.

Polarisaatiomuotodispersio (PMD) heijastaa valon aaltojen etenemisominaisuuksien polarisaatioriippuvuutta valokuiduissa. Varsinaisissa optisissa kuiduissa on kaksi polarisaatiomoodia, jotka ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden. Ihannetapauksessa kahdella polarisaatiomoodilla tulisi olla samat aallon etenemisominaisuudet, mutta yleensä eri polarisaatiomoodien välillä on hienoisia eroja. Tämä johtuu lämpötilan, paineen ja muiden etenemisprosessin tekijöiden muutoksesta tai häiriöstä, mikä johtaa erilaisiin kahden polarisaatiomoodin lähetysnopeudet, mikä johtaa aikaviiveeseen ja polarisaatiomoodin hajaannukseen.