材料色散

更新时间:2024-07-03 18:11

材料色散是由光纤材料自身特性造成的。石英玻璃的折射率,严格来说,并不是一个固定的常数,而是对不同的传输波长有不同的值。光纤通信实际上用的光源发出的光,并不是只有理想的单一波长,而是有一定的波谱宽度。

定义

三棱镜会把白光分成七彩。如果把一个白光脉冲送进光纤中会不会有七个彩色脉冲输出呢?因为石英光纤不在可见光工作,我们没有看到,但它在红外光工作会发生类似现象。

如果光纤中传播的光信号的光波长并不是很纯,也就是该光信号内含有若干个不同波长的光,那么就等同于有若干个不同波长的光信号在光纤中传播。这些不同波长的光信号经过一段距离后,由于它们的传播速度不同,结果就会出现相对时延(或称群时延差)。通常用光纤的色散d来表示光纤的群时延差,色散d表示每单位光谱宽度、单位传送距离的时延增量,具体地说,是没纳米光信号经1公里传播后引起的群时延。材料色散的单位是ps/nm·km。

原理

当光在折射率n的为介质中传播时,其速度v与空气中的光速C之间的关系为:

v=C/n

光的波长不同,折射率n就不同,光传输的速度也就不同。因此,当把具有一定光谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤内传输时,光的传输速度将随光波长的不同而改变,到达终端时将产生时延差,从而引起脉冲波形展宽。

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