Hva Er Kromatisk Dispersjon ? (material dispersjon og bølgelederdispersjon)

Kromatisk dispersjon er begrepet gitt til fenomenet hvor forskjellige spektrale komponenter i en puls beveger seg ved forskjellige hastigheter. For å forstå effekten av kromatisk dispersjon, må vi forstå betydningen av forplantningskonstanten β. Vi vil begrense vår diskusjon til single mode fiber siden i tilfelle av multimode fiber, effekten av intermodal dispersjon vanligvis overskygge de av kromatisk dispersjon. Så forplantningen konstant β i våre diskusjoner vil være det som er knyttet til fiberens grunnleggende modus.

Kromatisk dispersjon oppstår av to grunner.

1. den første grunnen er at brytningsindeksen til silika, materialet som brukes til å lage optisk fiber, er frekvensavhengig. Dermed reiser forskjellige frekvenskomponenter med forskjellige hastigheter i silika. Denne komponenten av kromatisk dispersjon kalles material dispersjon.
2. selv om material dispersjon er prinsippkomponenten i kromatisk dispersjon for de fleste fibre, er det en annen komponent, kalt bølgelederdispersjon.

for å forstå den fysiske opprinnelsen til bølgelederdispersjon, må vi vite at lysenergien til en modus forplanter seg delvis i kjernen og delvis i kledningen. Også at den effektive indeksen for en modus ligger mellom brytningsindeksene til kledningen og kjernen. Den faktiske verdien av den effektive indeksen mellom disse to grensene avhenger av andelen av kraft som finnes i kledningen og kjernen. Hvis det meste av kraften er inneholdt i kjernen, er den effektive indeksen nærmere kjernebrytningsindeksen; hvis det meste av det forplantes i kledningen, er den effektive indeksen nærmere kledningsbrytningsindeksen.

strømfordelingen av en modus mellom kjernen og kledningen av fiberen er i seg selv en funksjon av bølgelengden. Mer nøyaktig, jo lengre bølgelengden, jo mer kraft i kledningen. Således, selv i fravær av materiell dispersjon – slik at brytningsindeksene til kjernen og kledningen er uavhengige av bølgelengden – hvis bølgelengden endres, endres denne kraftfordelingen, noe som fører til at den effektive indeksen eller forplantningens konstante β av modusen endres. Dette er den fysiske forklaringen på bølgelederdispersjon.