Klíčový rozdíl mezi modální a chromatickou disperzí je v tom, že modální disperze může nastat u monochromatického světelného zdroje, zatímco chromatická disperze nemůže nastat u monochromatického světelného zdroje.
Modální a chromatická disperze jsou důležité pojmy při popisu optických vlastností optických vláken. Modální disperze je typ mechanismu zkreslení, ve kterém ke zkreslení dochází ve vícevidových vláknech a jiných vlnovodech. Chromatická disperze je jev, při kterém se různé spektrální složky pulsu pohybují různými rychlostmi.
Co je modální disperze?
Modální disperze je typ mechanismu zkreslení, při kterém ke zkreslení dochází ve vícevidových vláknech a jiných vlnovodech. Zde se signál šíří s časem, protože rychlost šíření optického signálu není pro všechny módy stejná. Existují i další názvy pro modální disperzi, jako je multimodální zkreslení, multimódová disperze, modální zkreslení, intermodální zkreslení atd.
Při procesu modální disperze v analogii paprskové optiky vstupují paprsky světla do vlákna pod různými úhly k ose vlákna (rozdíl nastává až do akceptačního úhlu vlákna). Světelné paprsky, které vstupují do vlákna s mělkými úhly, se pohybují přímější cestou. Tyto paprsky také přicházejí rychleji než paprsky, které vstupují pod strmějším úhlem.
Obrázek 01: Optické vlákno
Modální rozptyl může navíc omezit šířku pásma multimodových vláken. Použití vláknitého jádra s odstupňovaným profilem indexu lomu může značně snížit modální disperzi, ale nemůže ji zcela eliminovat. Pro použití je například vyráběno multimódové vlákno s odstupňovaným indexem obsahující šířku pásma přesahující 3,5 GHz.km při 850 nm.
PMD neboli polarizační vidová disperze je speciální případ modální disperze, což je vláknová disperze, která je obvykle spojena s jednovidovými vlákny. K PMD obvykle dochází, když existují dva režimy, které se normálně pohybují stejnou rychlostí v důsledku geometrického jádra vlákna a symetrie napětí, které se pohybují různými rychlostmi v důsledku náhodných nedokonalostí, které mohou narušit symetrii.
Co je to chromatická disperze?
Chromatická disperze je jev, při kterém se různé spektrální složky pulsu pohybují různými rychlostmi. K chromatické disperzi dochází hlavně ze dvou důvodů. Prvním důvodem je, že index lomu oxidu křemičitého (oxid křemičitý je materiál, který používáme k výrobě většiny optických vláken), je závislý na frekvenci světla. Můžeme to nazvat složka disperze materiálu v chromatické disperzi.
Obrázek 02: Disperzní hranol
Druhým důvodem je rozptyl vlnovodu. Světelná energie modu se šíří částečně v jádru a částečně v plášti. Navíc efektivní index vidu leží mezi indexy lomu pláště a jádra. Skutečná hodnota efektivního indexu závisí na podílu výkonu, který je obsažen v plášti a jádru. Pokud je většina výkonu v jádru, efektivní index se přiblíží indexu lomu jádra. Pokud je většina výkonu v plášti, pak se efektivní index blíží indexu lomu pláště. Rozložení výkonu módu mezi jádrem a pláštěm vlákna je funkcí vlnové délky světla, které prochází vláknem. Např. delší vlnová délka, větší výkon v opláštění. Proto i při absenci materiálové disperze se efektivní index módu mění při změně vlnové délky, což se nazývá vlnovodná disperze.
Jaký je rozdíl mezi modální a chromatickou disperzí?
Modální a chromatická disperze jsou důležité při popisu optických vlastností optických vláken. Modální disperze je typ mechanismu zkreslení, ve kterém ke zkreslení dochází ve vícevidových vláknech a jiných vlnovodech. Chromatická disperze je jev, při kterém se různé spektrální složky pulsu pohybují různými rychlostmi. Klíčový rozdíl mezi modální a chromatickou disperzí je v tom, že modální disperze může nastat u monochromatického světelného zdroje, zatímco chromatická disperze nemůže nastat u monochromatického světelného zdroje.
Shrnutí – Modální vs. chromatická disperze
Modální a chromatická disperze jsou důležité při popisu optických vlastností optických vláken. Klíčový rozdíl mezi modální a chromatickou disperzí je v tom, že modální disperze může nastat u monochromatického světelného zdroje, zatímco chromatická disperze nemůže nastat u monochromatického světelného zdroje.
