色散的分類
光纖的色散主要由模式色散、材料色散和波導(dǎo)色散組成。其中，材料色散與波導(dǎo)色散都與波長(zhǎng)有關(guān)，所以又統(tǒng)稱為波長(zhǎng)色散。
在多模光纖中，傳輸?shù)哪Ｊ胶芏啵煌哪Ｊ�，其傳輸路徑不同，所�?jīng)過(guò)的路程就不同，達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間也就不同，這就引起了脈沖的展寬。對(duì)模式色散進(jìn)行的嚴(yán)密分析比較復(fù)雜，這里僅作簡(jiǎn)單討論。我們知道，在同一根光纖中，高次模到達(dá)終點(diǎn)走的路程長(zhǎng)，低次模走的路程短，這就意味著高次模到達(dá)終點(diǎn)需要的時(shí)間長(zhǎng)，低次模到達(dá)點(diǎn)需要的時(shí)間短。在同一條長(zhǎng)度為的光纖上，最高次模與最低次模到達(dá)終點(diǎn)所用的時(shí)間差，就是這段光纖產(chǎn)生的脈沖展寬。
影響光纖時(shí)延差的因素有兩個(gè)：纖芯－包層相對(duì)折射率差和光纖的長(zhǎng)度。光纖的時(shí)延差與纖芯－包層相對(duì)折射率差成正比。其中是纖芯的折射率，是包層的折射率。越大，時(shí)延差就會(huì)越大，光脈沖展寬也越大。從減小光纖時(shí)延差的觀點(diǎn)上看，希望較小為好，這種小的光纖稱為弱導(dǎo)光纖。通信用光纖都是弱導(dǎo)光纖。另外，光纖越長(zhǎng)，時(shí)延差也越大，色散也越大。
材料色散是由光纖材料自身特性造成的。石英玻璃的折射率，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，并不是一個(gè)固定的常數(shù)，而是對(duì)不同的傳輸波長(zhǎng)有不同的值。光纖通信實(shí)際上用的光源發(fā)出的光，并不是只有理想的單一波長(zhǎng)，而是有一定的波譜寬度。當(dāng)光在折射率n的為介質(zhì)中傳播時(shí)，其速度v與空氣中的光速C之間的關(guān)系為：
v=C/n
光的波長(zhǎng)不同，折射率n就不同，光傳輸?shù)乃俣纫簿筒煌�。因此，�?dāng)把具有一定光譜寬度的光源發(fā)出的光脈沖射入光纖內(nèi)傳輸時(shí)，光的傳輸速度將隨光波長(zhǎng)的不同而改變，到達(dá)終端時(shí)將產(chǎn)生時(shí)延差，從而引起脈沖波形展寬。
光纖的第三類色散是波導(dǎo)色散。由于光纖的纖芯與包層的折射率差很小，因此在交界面產(chǎn)生全反射時(shí)，就可能有一部分光進(jìn)入包層之內(nèi)。這部分光在包層內(nèi)傳輸一定距離后，又可能回到纖芯中繼續(xù)傳輸。進(jìn)入包層內(nèi)的這部分光強(qiáng)的大小與光波長(zhǎng)有關(guān)，這就相當(dāng)于光傳輸路徑長(zhǎng)度隨光波波長(zhǎng)的不同而異。把有一定波譜寬度的光源發(fā)出的光脈沖射入光纖后，由于不同波長(zhǎng)的光傳輸路徑不完全相同，所以到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間也不相同，從而出現(xiàn)脈沖展寬。具體來(lái)說(shuō)，入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，進(jìn)入包層中的光強(qiáng)比例就越大，這部分光走過(guò)的距離就越長(zhǎng)。這種色散是由光纖中的光波導(dǎo)引起的，由此產(chǎn)生的脈沖展寬現(xiàn)象叫做波導(dǎo)色散。
一般來(lái)說(shuō)，光纖三種色散的大小順序是：
模式色散>材料色散>波導(dǎo)色散
對(duì)于多模光纖，總色散等于三者相加，在限制帶寬方面起主導(dǎo)作用的是模式色散，其他兩個(gè)色散影響很小。
對(duì)于單模光纖，因只有一個(gè)傳輸模式，故不存在模式色散，其總色散為材料色散和波導(dǎo)色散之和。為減小總的波長(zhǎng)色散，要盡量選用窄譜線激光器作光源。
對(duì)光纖用戶來(lái)說(shuō)，一般只關(guān)心光纖的總帶寬或總色散。光纖光纜在出廠時(shí)，也只標(biāo)明光纖的總帶寬或總色散。
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