Co je to disperze vláken?Jak kompenzovat disperzi?

Disperze vlákna ukazuje stav šíření vstupního signálu ve vláknu. Týká se zkreslení signálu způsobeného šířením různých frekvenčních složek nebo složek různých vidů optického signálu při různých rychlostech. Zahrnuje především tři případy: intermodovou disperzi, barevnou disperzi a polarizační vidovou disperzi.

Intermode disperze je mechanismus zkreslení signálu, který se vyskytuje u multimodových vláken a jiných vlnovodů. U multimodového vlákna jsou světelné paprsky vstupující do vlákna pod různými úhly dopadu definovány jako cesta nebo vzor. přenosová rychlost (tj. skupinová rychlost) je také odlišná, takže existuje časový rozdíl mezi režimy přenosu signálu pro dosažení terminálu optického vlákna. Obecně platí, že některé světlo prochází přímo jádrem (v axiálním režimu), zatímco jiné se odráží zpět a dále mezi hranicemi pláště/jádra a pohybem cik-cak podél vlnovodu, jak je znázorněno na níže uvedeném vícevidovém vláknu s krokovým indexem. Faktem je, že jakmile se světlo láme, dochází k intermodální/módové disperzi. pozitivně koreluje s přenosovou cestou, to znamená, že rozptyl mezi módy způsobený módem vysokého řádu (paprsek vstupuje pod větším úhlem na delší vzdálenost) je vyšší než rozptyl způsobený nízkým -režim pořadí (paprsek vstupuje pod menším Úhlem na kratší vzdálenost).

Vícevidové vlákno může pojmout až 17 režimů šíření paprsků současně a jeho intermodová disperze je mnohem vyšší než u jednovidového vlákna. Je to proto, že jednovidová vlákna mají jediný režim šíření, tj. světlo se šíří podél jádra (axiální mód) bez odrazu od hranice pláště, takže nedochází k intermodální disperzi. Pokud se však použije vícevidové vlákno s odstupňovaným indexem, situace je jiná. Přestože se světlo také šíří v různých režimech, kvůli nerovnoměrnému indexu lomu jádra vlákna, dráha světelných paprsků není přímka, ale křivka a mění se i rychlost šíření světelných paprsků. Proto může být rozptyl mezi vidy značně snížen výběrem vhodné distribuce indexu lomu.

Disperze materiálu je způsobena závislostí indexu lomu na vlnové délce materiálu jádra, zatímco disperze vlnovodu je způsobena závislostí konstanty šíření vidu na parametrech vlákna (poloměr jádra, rozdíl indexu lomu mezi jádrem a plátování) a vlnová délka signálu. Při určitých frekvencích se disperze materiálu a disperze vlnovodu mohou navzájem vyrušit, takže se získá vlnová délka přibližně 0 disperze barevnosti. Ve skutečnosti není barevná disperze vždy škodlivá. Světlo se šíří při různých rychlostech v různých vlnových délkách nebo materiálech, což způsobuje rozšíření nebo stlačení světelných pulzů ve vláknu, což umožňuje přizpůsobit profily indexu lomu pro výrobu vláken pro různé účely. Optické vlákno G.652 je jedním příkladem.

Polarizační vidová disperze (PMD) odráží polarizační závislost charakteristik šíření světelných vln v optických vláknech. Ve skutečných optických vláknech existují dva polarizační módy, které jsou na sebe kolmé. V ideálním případě by dva polarizační režimy měly mít stejné charakteristiky šíření vln, ale obecně existují jemné rozdíly mezi různými polarizačními režimy. přenosové rychlosti dvou polarizačních režimů, což má za následek časové zpoždění a rozptyl polarizačních vidů.