光纖的色散ppt課件-免費(fèi)閱讀
【正文】 而且，這對(duì)于其它各階模式傳輸時(shí)延也都不一樣。 由上式可見(jiàn)，若光纖長(zhǎng)度的與偏振模色散漲落幅度的乘積 時(shí)，可得到偏振模色散統(tǒng)計(jì)平均值為 2 1L??3. 多模光纖的色散 多模光纖中傳播的導(dǎo)波模式很多，不同的模式有不同的相位常數(shù)，因而有不同的相速度和群速度，從而產(chǎn)生色散。 0??? ? ? 0??mD 0??? ? ? 0??mD(87)式中，第二項(xiàng)為 ? ? ? ?2221 dV bVdVc NND W ?? ???此項(xiàng)描述的是導(dǎo)波模式的色散特性，即 波導(dǎo)色散項(xiàng) 。這兩個(gè)方向的相位常數(shù)也不同，同樣也會(huì)產(chǎn)生傳播時(shí)延差或脈沖展寬，這種色散稱為偏振模色散，也應(yīng)歸入模式色散。 Δ是頻率的函數(shù)表明纖芯折射率和包層折射率隨頻率變化的規(guī)律不一致。 39。根據(jù)經(jīng)典的電磁理論可以知道，這時(shí)介質(zhì)的電極化率、相對(duì)介電常數(shù)或者 折射率都是頻率的函數(shù)，而且都是復(fù)數(shù)。對(duì)于數(shù)字信號(hào)，將導(dǎo)致光脈沖的展寬，展寬的程度用時(shí)延差來(lái)表示。 根據(jù)上述不同機(jī)理引起的色散效應(yīng)，可以把光波在光纖中傳輸?shù)纳F(xiàn)象分成 波長(zhǎng)色散 、 模式色散 兩大類。 損耗主要導(dǎo)致光信號(hào)幅度的衰減，是早期限制無(wú)中繼傳輸距離的主要因素。 色散的大小常用時(shí)延差表示 ， 時(shí)延差是光脈沖中不同模式或不同波長(zhǎng)成分傳輸同樣距離而產(chǎn)生的時(shí)間差 。 光信號(hào)在光纖中以群速度傳播，群速度定義為光載波的角頻率對(duì)相位常數(shù)的微分，即 ? ?81g dv d ???? 于是可以得到光信號(hào)在光纖中傳播單位距離的時(shí)間，即群時(shí)延，為 ? ?1 82gdvd???? ? ? 在自由空間中，光的速度 c是個(gè)物理常數(shù)，相位常數(shù)為 ，同時(shí)注意到 ，則又可群時(shí)延寫(xiě)成波長(zhǎng)的關(guān)系式 0 0 0 /kc? ? ? ??? 0 2/k ???? ?20001 832d k d kddd k d c d c d? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? 可以看到，一般情況下，群時(shí)延都是波長(zhǎng)的函數(shù)，除非相位常數(shù)正好是波數(shù)的線性關(guān)系。 a) 、 材料色散 材料色散是由于構(gòu)成光纖的纖芯和包層材料的折射率是頻率的函數(shù)引起的。 0?0??/pv c n?正常色散 反常色散 同樣可以看出，在外加電磁場(chǎng) 時(shí)，隨著頻率的升高，折射的實(shí)部 n反而下降，這時(shí)波的相速度是 隨頻率升高而升高的，這種色散稱為 反常色散 。 具體說(shuō)，入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，進(jìn)入包層中的光強(qiáng)比例越大，這部分光走過(guò)的距離就越長(zhǎng)。這種色散的機(jī)理與波長(zhǎng)色散不同，它與光信號(hào)的譜寬沒(méi)有關(guān)系，僅由傳播模式間相位常數(shù)的差異導(dǎo)致色散效應(yīng) 。 ?3. 單模光纖的色散 a) 、 色散系數(shù) β的解析
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