La dispersión de la fibra monomodo incluye principalmente

La dispersión de la fibra monomodo incluye principalmente dispersión de material, dispersión de guía de onda y dispersión del modo de polarización.

1. Dispersión de materiales.

La dispersión del material está provocada por las características del propio material de la fibra óptica. El índice de refracción del vidrio de cuarzo, estrictamente hablando, no es una constante fija, sino que tiene valores diferentes para diferentes longitudes de onda de transmisión. La luz emitida por la fuente de luz realmente utilizada en la comunicación por fibra óptica no solo tiene una longitud de onda única ideal, sino que también tiene un cierto ancho de espectro.

Cuando la luz se propaga en un medio con un índice de refracción n, la relación entre su velocidad v y la velocidad de la luz C en el aire es v=C/n. El índice de refracción n es diferente según el. longitud de onda de la luz, la velocidad de transmisión de la luz también es diferente.

Por lo tanto, cuando el pulso de luz emitido por la fuente de luz con un cierto ancho espectral se inyecta en la fibra óptica para su transmisión, la velocidad de transmisión de la luz cambiará con la diferente longitud de onda de la luz, y una Se producirá una diferencia de retardo de tiempo cuando llegue al terminal. Esto hace que la forma de onda del pulso se amplíe.

2. Dispersión de la guía de ondas.

El tercer tipo de dispersión en las fibras ópticas es la dispersión por guía de ondas. Dado que la diferencia del índice de refracción entre el núcleo de la fibra y el revestimiento es muy pequeña, cuando se produce una reflexión total en la interfaz, algo de luz puede entrar en el revestimiento. Después de que esta parte de la luz recorre una cierta distancia en el revestimiento, puede regresar al núcleo y continuar la transmisión.

La intensidad de esta parte de la luz que entra en el revestimiento está relacionada con la longitud de onda de la luz, que equivale a la longitud del camino de transmisión óptica que varía con la longitud de onda de la onda luminosa. Después de inyectar un pulso de luz de una fuente de luz con un cierto ancho de espectro en una fibra óptica, dado que las rutas de transmisión de luz de diferentes longitudes de onda no son exactamente iguales, el tiempo para alcanzar el punto final también es diferente, lo que resulta en un ensanchamiento del pulso.

En concreto, cuanto más larga es la longitud de onda de la luz incidente, mayor es la proporción de intensidad luminosa que entra en el revestimiento y mayor es la distancia que recorre esta parte de la luz. Esta dispersión es causada por la guía de ondas óptica en la fibra y el fenómeno de ensanchamiento del pulso resultante se llama dispersión de la guía de ondas.

3. Dispersión del modo de polarización.

Cuando un pulso de señal se transmite a lo largo de una fibra monomodo circular simétrica ideal sin interferencias externas, el pulso óptico en el extremo de entrada de la fibra se puede dividir en dos pulsos de salida polarizados perpendicularmente con los mismos dos. Los pulsos se transmiten a la misma velocidad de propagación y llegan a la salida de la fibra al mismo tiempo. Los dos pulsos se superponen para reproducir sus estados de polarización en la entrada de la fibra.

De hecho, la fibra óptica causará birrefringencia debido a varias razones mencionadas anteriormente, es decir, el índice de refracción en la dirección del eje x y la dirección del eje y son diferentes, lo que causará dispersión del modo de polarización ( Dispersión del modo de polarización).