dyspersja chromatyczna jest terminem nadanym zjawisku, w którym różne składniki spektralne impulsu podróżują z różnymi prędkościami. Aby zrozumieć efekt dyspersji chromatycznej, musimy zrozumieć znaczenie stałej propagacji β. Ograniczymy naszą dyskusję do światłowodu jednomodowego, ponieważ w przypadku światłowodu wielomodowego efekty dyspersji intermodalnej Zwykle przyćmiają dyspersję chromatyczną. Więc stała propagacji β w naszych dyskusjach będzie związana z podstawowym trybem włókna.
dyspersja chromatyczna powstaje z dwóch powodów.
- pierwszym powodem jest to, że współczynnik załamania krzemionki, materiału użytego do produkcji światłowodu, jest zależny od częstotliwości. W ten sposób różne komponenty częstotliwości poruszają się z różnymi prędkościami w krzemionce. Ten składnik dyspersji chromatycznej nazywa się dyspersją materiału.
- chociaż dyspersja materiału jest podstawowym składnikiem dyspersji chromatycznej dla większości włókien, istnieje drugi składnik, zwany dyspersją falowodową.
aby zrozumieć fizyczne pochodzenie dyspersji falowodów, musimy wiedzieć, że energia świetlna trybu rozchodzi się częściowo w rdzeniu, a częściowo w okładzinie. Również, że efektywny wskaźnik trybu leży między współczynnikami załamania okładziny i rdzenia. Rzeczywista wartość współczynnika efektywnego między tymi dwoma granicami zależy od proporcji mocy zawartej w okładzinie i rdzeniu. Jeśli większość mocy jest zawarta w rdzeniu, współczynnik efektywny jest bliższy współczynnikowi załamania rdzenia; jeśli większość propaguje się w okładzinie, współczynnik efektywny jest bliższy współczynnikowi załamania Okładziny.
rozkład mocy trybu między rdzeniem a okładziną włókna jest sam w sobie funkcją długości fali. Dokładniej, im dłuższa długość fali, tym więcej mocy w okładzinie. Tak więc, nawet w przypadku braku dyspersji materiału – tak, że współczynniki załamania rdzenia i okładziny są niezależne od długości fali – jeśli zmienia się długość fali, zmienia się ten rozkład mocy, powodując zmianę efektywnego wskaźnika lub stałej propagacji β trybu. Jest to fizyczne Wyjaśnienie dyspersji falowodów.