Материальная дисперсия

Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления сердцевины и оболочки от длины волны.

Данная дисперсия объясняется тем, что коэффициент преломления стекла изменяется с длиной волны n = φ(λ). А практически любой, даже лазерный источник излучения, генерирует не на одной длине волны (λ), а в определенном спектральном диапазоне (Δλ).

В результате различные спектральные составляющие передаваемого оптического сигнала имеют различную скорость распространения, что приводит к их различной задержке на выходе волокна. Из-за узкой полосы излучаемых длин волн у лазерных источников излучения данный вид дисперсии сказывается незначительно. В некогерентных источниках – излучающих светодиодах – полоса пропускания существенно шире, и эта дисперсия проявляется довольно значительно. Так, основной параметр, который характеризует дисперсию данного вида Δλ/λ, для лазеров составляет 0,001, а для излучающих световодов – 0,1, т.е. на два порядка больше.

Величину уширения импульсов из-за материальной дисперсии τ_мат можно найти из выражения .

Для инженерных расчетов в первом приближении можно использовать упрощенную формулу, не учитывающую форму профиля показателя преломления (для идеального ступенчатого профиля показателя преломления): τ_мат = Δλ М (λ),

где Δλ – ширина спектра излучения источника, обычно соответствует 1…3 нм для лазера и 20…40 нм для светоизлучающих диодов; М (λ) – удельная материальная дисперсия, значения которой табулированы в табл. 6.

В ступенчатых световодах при многомодовой передаче доминирует модовая дисперсия, достигающая больших значений (20…50 нс/км)

В одномодовых ступенчатых световодах отсутствует модовая дисперсия. Здесь проявляется волноводная и материальная дисперсия, но они почти равны по абсолютной величине и противоположны по фазе в широком спектральном диапазоне в силу этого происходит их взаимная компенсация и результирующая дисперсия при = 1,2…1.7 мкм не превышает 1 нс/км.

Дата добавления: 2015-10-16