Praeguses optilise side arendamise laines on kiudoptilisi kaableid ja komponente laialdaselt kasutatud erinevates valdkondades, millest on saanud edasimineku peamised liikumapanevad jõud. Kiudoptiline dispersioon kui oluline kontseptsioon optilises valdkonnas, ei mõjuta mitte ainult põhjalikult optilise kommunikatsiooni arengut, vaid näitab ka tohutut potentsiaali spektroskoopias, optilises pildistamises ja muudes valdkondades.
Mis on kiudoptiline dispersioon?
Kiudoptiline dispersioon viitab nähtusele, kus optiliste kiudude kaudu edastatavad signaalid, mis kannavad erinevaid sageduskomponente ja režiimikomponente, kogevad moonutusi nende komponentide edastuskiiruste erinevuste tõttu.
Kuidas mõjutab optiliste kiudude dispersioon optilisi sidesüsteeme?
Dispersioon optilistes kiududes põhjustab optiliste impulsside impulsside laienemist. Kui dispersioon on tõsine, võivad optilised impulsid ajaliselt kattuda, mis põhjustab sümbolitevahelisi häireid ja bitivigade suurenemist. Seega ei mõjuta kiudoptiline dispersioon mitte ainult optiliste kiudude edastusvõimet, vaid piirab ka optiliste sidesüsteemide relee kaugust.
Millised on kiudoptilise dispersiooni tüübid ja nende seosed?
Kiudoptiline dispersioon hõlmab peamiselt materjali dispersiooni, polarisatsioonirežiimi dispersiooni (PMD), lainejuhi dispersiooni ja režiimi dispersiooni.
Materjali dispersioon:
Materjali hajumine toimub kiudmaterjali murdumisnäitaja varieerumise tõttu valguslaine sagedusega. Tavaliselt muutub kiudmaterjali murdumisnäitaja koos valguslaine sagedusega, põhjustades signaali erinevatel sageduskomponentidel erineva grupikiiruse, mille tulemuseks on dispersioon.
Polarisatsioonirežiimi dispersioon:
Polarisatsioonirežiimi dispersioon, lühendatult PMD, viitab polarisatsioonidispersioonile optilistes kiududes. See juhtub seetõttu, et tegeliku kiu põhirežiim sisaldab kahte ortogonaalset polarisatsioonirežiimi. Piki kiudu levimise ajal põhjustavad välised tegurid, nagu temperatuuri ja rõhu kõikumised, nende režiimide vahelist seost ja need levivad erineva kiirusega, mis põhjustab impulsi laienemist ja signaali moonutusi.
Lainejuhi dispersioon:
Lainejuhi dispersioon tuleneb erineva sagedusega valguslainete lainejuhistruktuuri erinevatest juhtomadustest. Kiu lainejuhi struktuur võib olla kiu sisemine struktuur või välised piirangud või mikrostruktuurid, mis on põhjustatud keskkonnast. Lainejuhi dispersioon avaldub tavaliselt levikonstandi sõltuvusena sagedusest, mille tulemuseks on erineva sagedusega valguslained, mis levivad lainejuhis erineva kiirusega.
Režiimi dispersioon:
Režiimide hajumine tuleneb kiu valguslainete erinevatest edastusomadustest (nt põhirežiim, kõrgemat järku režiimid). Valguslainete levimisel kius põhjustavad režiimivälja jaotuse erinevused erineva sagedusega valguslainete erineva faasikiiruse, mille tulemuseks on režiimide hajumine.
Fiiberoptilise dispersiooni testimismeetodid:
1. Ajadomeeni meetodid: need hõlmavad optiliste impulsside laienemise jälgimist ajas, et mõõta kiudude hajuvusomadusi. Levinud meetodid hõlmavad optilise aja domeeni peegeldamist (OTDR) ja isefaasimodulatsiooni (SPM).
2. Sagedusdomeeni meetodid: need hõlmavad sageduspiirkonna muutuste jälgimist, et mõõta kiudude dispersiooni karakteristikuid. Tavaliselt kasutatavad tehnikad on sageduspiirkonna spektroskoopia ja sageduspiirkonna faasinihke meetodid.
3. Faasivõrdluse meetod: see meetod kasutab kiudude dispersiooniomaduste mõõtmiseks valguslainete faasierinevusi erinevatel sagedustel, mis edastatakse läbi kiudude.
Kokkuvõtteks võib öelda, et fiiberoptiline dispersioon oma erinevate tüüpide ja testimismeetoditega mõjutab oluliselt optiliste sidesüsteemide toimimist. Nende dispersiooninähtuste mõistmine ja juhtimine on fiiberoptiliste süsteemide jõudluse optimeerimiseks erinevates rakendustes ülioluline.