Den viktigaste skillnaden mellan modal och kromatisk dispersion är att modal dispersion kan ske med en monokromatisk ljuskälla, medan kromatisk dispersion inte kan ske med en monokromatisk ljuskälla.
Modal och kromatisk dispersion är viktiga termer för att beskriva de optiska egenskaperna hos optiska fibrer. Modal dispersion är en typ av distorsionsmekanism där distorsionen sker i multimodfibrer och andra vågledare. Kromatisk dispersion är det fenomen genom vilket olika spektrala komponenter i en puls färdas med olika hastigheter.
Vad är Modal Dispersion?
Modal dispersion är en typ av distorsionsmekanism där distorsionen sker i multimodfibrer och andra vågledare. Här sprids signalen med tiden eftersom utbredningshastigheten för den optiska signalen inte är densamma för alla moder. Det finns några andra namn för modal dispersion, såsom multimode distorsion, multimode dispersion, modal distortion, intermodal distortion, etc.
Under processen med modal dispersion i stråloptikanalogi kommer ljusstrålarna in i fibern med olika vinklar mot fiberaxeln (skillnaden uppstår upp till fiberns acceptansvinkel). Ljusstrålarna som kommer in i fibern med ytliga vinklar kam resa en mer direkt väg. Dessa strålar kommer också snabbare än strålarna som kommer in i en brantare vinkel.
Figur 01: Optisk fiber
Dessutom kan modal dispersion begränsa bandbredden för multimodefibrer. Att använda en fiberkärna med en graderad brytningsindexprofil kan avsevärt minska den modala dispersionen, men den kan inte helt eliminera den. Till exempel tillverkas multimod-graded-index-fiber som innehåller en bandbredd som överstiger 3,5 GHz.km vid 850 nm för användning.
PMD eller polarisationslägesdispersion är ett specialfall av modal dispersion som är en fiberdispersion som vanligtvis förknippas med singelmodsfibrer. Vanligtvis uppstår PMD när det finns två lägen som norm alt färdas med samma hastighet på grund av fiberkärnans geometriska och spänningssymmetri som färdas med olika hastigheter på grund av slumpmässiga ofullkomligheter som kan bryta symmetrin.
Vad är kromatisk dispersion?
Kromatisk dispersion är det fenomen genom vilket olika spektrala komponenter i en puls färdas med olika hastigheter. En kromatisk spridning uppstår främst på grund av två orsaker. Som den första anledningen är brytningsindexet för kiseldioxid (kiseldioxid är det material vi använder för att göra de flesta optiska fibrer), beroende på ljusets frekvens. Vi kan kalla det materialspridningskomponenten i kromatisk dispersion.
Figur 02: Dispersiv prisma
Det andra skälet är vågledarspridningen. Ljusenergin i ett läge fortplantas dels i kärnan och dels i beklädnaden. Dessutom ligger det effektiva indexet för en mod mellan beklädnadens och kärnans brytningsindex. Det faktiska värdet av det effektiva indexet beror på andelen effekt som finns i beklädnaden och kärnan. Om det mesta av kraften finns i kärnan, blir det effektiva indexet närmare kärnans brytningsindex. Om det mesta av kraften finns i beklädnaden, är det effektiva indexet närmare beklädnadens brytningsindex. Effektfördelningen av ett läge mellan kärnan och beklädnaden av en fiber är en funktion av våglängden av ljus som passerar genom fibern. T.ex. längre våglängd, mer kraft i beklädnaden. Därför, även i frånvaro av materialspridning, ändras det effektiva indexet för moden när våglängden ändras, vilket kallas vågledardispersionen.
Vad är skillnaden mellan modal och kromatisk dispersion?
Modal och kromatisk dispersion är viktiga för att beskriva de optiska egenskaperna hos optiska fibrer. Modal dispersion är en typ av distorsionsmekanism där distorsionen sker i multimodfibrer och andra vågledare. Kromatisk dispersion är det fenomen genom vilket olika spektrala komponenter i en puls färdas med olika hastigheter. Den viktigaste skillnaden mellan modal och kromatisk dispersion är att modal dispersion kan ske med en monokromatisk ljuskälla medan kromatisk dispersion inte kan inträffa med en monokromatisk ljuskälla.
Sammanfattning – Modal vs Chromatic Dispersion
Modal och kromatisk dispersion är viktiga för att beskriva de optiska egenskaperna hos optiska fibrer. Den viktigaste skillnaden mellan modal och kromatisk dispersion är att modal dispersion kan ske med en monokromatisk ljuskälla medan kromatisk dispersion inte kan inträffa med en monokromatisk ljuskälla.
