Дисперсията на оптичното влакно

Дисперсия на оптичното влакно се нарича дисперсия по време на спектралните компоненти или режим на оптичния сигнал. Основната причина за изменението - различни скорости на разпространение на отделните компоненти на оптичния сигнал. Дисперсията е показан като разширяване, увеличаване на продължителността на посадъчен по влакно

Като цяло, това количество на оптичния импулс разширяване # 8710; # 948; средноквадратична стойност определя директно от продължителността на предаване # 948; и в # 948; от съответно:

На свой ред дисперсия създава прослушване води до интерференция между и следователно грешки в приемането на сигнали, който ограничава скоростта на трансфер по линията или, с други думи, дължината на секцията регенератор (RU).

Прехвърляне на дисперсия характерен само за многорежимните оптични влакна. Той се среща в многорежимните влакна поради голям брой режими с различно време размножаване и различни дължини път, които са отделни видове в ядрото на влакна (Фигура 1.10 -. 1.11).

Реализацията на високоскоростен многомодовото FOL изисква използването на един режим лазери като източници на радиация оптоелектронни модули SIR осигуряване предава информационната скорост над 622 Mbit / сек (STM-4). На свой ред, основният фактор на нарушаването на оптични сигнали singlemode SIR размножителен в многорежимните влакна FOL вече не многомодовото дисперсия и диференциална модален забавяне (DMD). DMD е произволен и зависи директно от параметрите на дадена двойка "източник влакна", както и на условията на радиация вход от изхода лазер в линейна пътека многомодовото FOL. Следователно, в паспортните данни до нов тип многорежимните оптични влакна - влакната оптимизирани за работа с лазери - освен стойностите на усилването на широколентовия, позволява да се оцени дисперсия модален в предавателни сигнали многомодовото SIR за многомодовото FOL на идентифицира също допълнителна информация, получена в резултат на DMD измервания по време на производство на влакна - например ограничаване на дължината на един режим ESC Gigabit Ethernet SIR.

Очевидно е, че в един режим оптични влакна intermode дисперсия не се появява. Един от основните фактори за изкривяване сигнали посадъчен на оптичните влакна са един режим хроматична и поляризация режим дисперсия

Хроматичен дисперсия DCH поради ограничен спектралната ширина на лазерното лъчение и разликата в скоростите общи спектрални компоненти на оптичния сигнал. Хроматичен дисперсия се състои от материал дисперсия и вълна, и е показан като един режим и многорежимните оптични влакна:

Dmat Материал дисперсия се определя от характеристиките на дисперсия на материали, които образуват ядрото на оптични влакна - силициев двуокис и добавки. Спектралният зависимост от коефициента на пречупване на материала на ядрото и обвивката (фигура 1.24) причинява промени с дължина на вълната и скорост на размножаване.

Много често, тази зависимост е описано Sellmeyer известно уравнение, което се дава от [48, 49]:

Когато Aj и Vj - Sellmeyra коефициенти, съответстващи на даден тип материал, добавката и неговата концентрация.

Фиг. 1.24. Спектралният зависимост от коефициента на пречупване на чист кварц (твърдо крива) и кварц легиран с германий, 13.5% (пунктирана линия)

Очевидно е, че тази характеристика за силициеви влакна може да се счита непроменена. Материал дисперсия се характеризира с коефициент Dmat PS / (nmkm), което се определя от съотношението:

Например, на фиг. 1.25 показва спектрални характеристики на материал дисперсия коефициенти чист кварц и кварц легиран с 13,5% от германий на.

Очевидно е, че естеството на дисперсията на проявление материал зависи не само от спектралната ширина на източника на радиация, но и от централния работен дължина на вълната. Така например, в областта на прозрачността на третия прозорец # 955 = 1550 нм малко от дългите вълни пътуват по-бързо от по-дълго, и материал дисперсия е по-голяма от нула (Dmat> 0). Този диапазон се нарича областта на нормално или положително дисперсия (фиг. 1.26 (б)).

В първия прозорец на прозрачност # 955 = 850 нм, напротив, дългосрочен вълната пътува по-бързо от по-кратък и материал дисперсия съответства на отрицателна стойност (Dmat<0) Данный диапазон называется областью аномальной или отрицательной дисперсии (рис. 1.26 (в)).

Фиг. 1.26. Хроматичен дисперсия на: (а) импулс на входа FOL; (В) нормално

дисперсия; (С) на аномална дисперсия; (G) региона на нула дисперсия.

В един момент на спектъра, наречен точката на нула материал дисперсия # 955 0, има съвпадение, и по този начин къси и дълги вълни се разпространяват в същата степен (Фигура 1.26 (г).). Така, например, отговаря на дължина на вълната от 1280 пМ (Фиг. 1.25) за чист кварц SiO2 точка на нула материал дисперсия.

Дълбоката дисперсия D "поради зависимостта на скоростта група на дължини на вълните режим размножаване, естеството на които се определя от формата на пречупване профил на оптичното влакно. Тази зависимост се определя от пространството на май плетене мода спрямо профила на индекс на пречупване влакна. По този начин, в някои случаи, в влакна с голям диаметър на сърцевината на дисперсия вълна може да бъде пренебрегнато. В singlemode оптични влакна поради малкия радиус на сърцевината, напротив, вълна дисперсия достатъчно голям. Много често, дисперсията вълна за оценка, като се използва следната зависимост [48]:

където V-нормализирана честота, чиято стойност се определя от (1.11);

B- нормализирана размножаване константа, която е свързана с # 946; следната зависимост:

Компонентите на формула (1.29) се нарича нормализиран вълна дисперсия параметър.