作业帮光纤材料色散和波导色散是怎么回事?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/24 23:12:59
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光纤材料色散和波导色散是怎么回事?
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光纤色散可以使脉冲展宽,而导致误码.这是在通信网中必须避免的一个问题,也是长距离传输系统中需要解决的一个课题.
一般来说,光纤色散包括材料色散和波导结构色散两部分,材料色散取决于制造光纤的二氧化硅母料和掺杂剂的分散性,而波导色散通常是一种模式的有效折射率随波长而改变的倾向.材料色散 与波导色散都与波长有关,所以又统称为波长色散.
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.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.
波导色散：由于光纤的纤芯与包层的折射率差很小,因此在交界面产生全反射时,就可能有一部分光进入包层之内.这部分光在包层内传输一定距离后,又可能回到纤芯中继续传输.进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关,这就相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异.把有一定波谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤后,由于不同波长的光传输路径不完全相同,所以到达终点的时间也不相同,从而出现脉冲展宽.具体来说,入射光的波长越长,进入包层中的光强比例就越大,这部分光走过的距离就越长.这种色散是由光纤中的光波导引起的,由此产生的脉冲展宽现象叫做波导色散.
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