Intermodale Dispersion
Intermodale Dispersion ist ein Signalverzerrungsmechanismus, der in Multimode-Fasern und anderen Wellenleitern auftritt. In einer Multimode-Faser werden die Lichtstrahlen, die unter verschiedenen Einfallswinkeln in die Faser eintreten, alle mit einem Pfad oder einer Mode definiert. Da der Übertragungsweg jedes Modus unterschiedlich ist, ist auch seine Übertragungsgeschwindigkeit (dh Gruppengeschwindigkeit) unterschiedlich, so dass die Signalübertragung zwischen den Modi einen Zeitunterschied aufweist, um das Glasfaserendgerät zu erreichen. Im Allgemeinen passieren einige Lichtstrahlen direkt den Kern (axialer Modus), während andere Lichtstrahlen zwischen der Mantel- / Kerngrenze hin und her reflektiert werden und sich entlang des Zickzack-Wellenleiters vorwärts ausbreiten, was die in der Figur gezeigte Stufenbrechung ist unten. Die Rate der Multimode-Fasern wird angezeigt. Tatsache ist, dass, sobald das Licht gebrochen ist, sofort eine intermodale Dispersion / Modaldispersion auftritt.
Unter diesen ist die Streuung zwischen den Moden positiv mit dem Übertragungsweg korreliert, dh die Streuung zwischen den Moden, die durch den Modus höherer Ordnung (das Licht tritt in einem größeren Winkel ein, ist länger) verursacht wird als der Modus niedriger Ordnung (der Licht tritt in kürzerer Entfernung in den kürzeren Winkel ein)
Multimode-Fasern können gleichzeitig bis zu 17 Lichtausbreitungsmodi aufnehmen, und ihre Streuung zwischen den Moden ist viel höher als bei Einmodenfasern. Dies liegt daran, dass die Einmodenfaser einen Einzelausbreitungsmodus hat, dh das Licht breitet sich entlang des Kerns aus (axialer Modus), ohne an die Mantelgrenze reflektiert zu werden, so dass keine Streuung zwischen den Moden auftritt.
Wenn Sie jedoch Multimode-Fasern mit abgestuftem Index verwenden, ist die Situation anders. Obwohl sich das Licht aufgrund des ungleichmäßigen Brechungsindex des Kerns auch in verschiedenen Moden ausbreitet, ist der Weg des Lichts nicht länger eine gerade Linie, sondern eine Kurve, und die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts ändert sich ebenfalls. Daher kann der Intermode durch Auswahl einer geeigneten Brechungsindexverteilung Dispersion stark reduziert werden.
Chromatische Dispersion
Chromatische Dispersion bezieht sich auf das Phänomen der Lichtimpulsverbreiterung, das durch die unterschiedlichen Gruppengeschwindigkeiten verschiedener Wellenlängenkomponenten in der optischen Faser verursacht wird, einschließlich Materialdispersion und Wellenleiterdispersion.
Die Materialdispersion wird durch die Abhängigkeit des Brechungsindex von der Wellenlänge des Kernmaterials verursacht, während die Wellenleiterdispersion die Abhängigkeit der Modalausbreitungskonstante von den Faserparametern (Kernradius, Kern- und Mantelbrechungsindexdifferenz) und der Signalwellenlänge ist. Verursacht durch Sex. Bei bestimmten Frequenzen können sich Materialdispersion und Wellenleiterdispersion gegenseitig aufheben, was zu einer Wellenlänge nahe der chromatischen Dispersion nahe Null führt.
