1. 色散是什麼?
色散是複色光分解為單色光而形成光譜的現象。色散可以利用稜鏡或光柵等作用為色散系統的儀器來實現。如複色光進入稜鏡後,由於它對各種頻率的光具有不同折射率,各種色光的傳播方向有不同程度的偏折,因而在離開稜鏡時就各自分散,形成光譜。例如太陽光透過三稜鏡後,產生自紅到紫循序排列的彩色連續光譜。複色光透過光柵或干涉儀時,由於光的衍射和干涉作用,也能使各種色光分散。從廣泛的意義上來說,色散不僅指光波分解成頻譜,而且任何物理量只要隨頻率(或波長)變化而變化,都稱色散,例如旋光色散等。
簡單的來說就是材料的折射率隨入射光頻率的改變而改變的性質,稱為“色散”。光的色散分為正常色散和反常色散。隨著光頻率升高介質折射率增大的色散稱為正常色散,反之隨著頻率的降低介質折射率減小的現象稱為反常色散。圖1為幾種光學材料的色散曲線。色散可透過稜鏡或光柵等作為“色散系統”的儀器來實現。如一細束陽光可被稜鏡分為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光從而產生彩虹效應。這是由於複色光中的各種色光的折射率不相同。當它們透過稜鏡時,傳播方向有不同程度的偏折,因而在離開稜鏡則便各自分散。
2. 色散有什麼影響?
色散能夠給人們帶來美麗的彩虹,但是如果色散發生在光通訊系統中,就沒有那麼美好了。儘管色散的概念是從光的色散現象提出來的,但色散的含意遠超出了光在介質中傳播的範疇,它涉及了介質中集體激發的各個領域。例如格波的頻率與其波矢的關係稱格波的色散關係。光波與長光學橫波耦合而產生的極化激元(電磁耦合場量子)的頻率與其波矢之間的關係稱極化激元的色散關係。磁激子(自旋波量子)的能量子與其自旋波波矢的關係構成了磁激子的色散關係。另外色散概念也用於量子場論中。也可用於描述傳播引數與頻率之間的關係。在光纖中的色散由材料色散、波導色散、 折射率分佈色散等組成,會引起傳輸訊號的失真。
在“損耗”術語中,我們瞭解到,色散是光纖傳輸中的損耗之一。隨著光纖製造工藝的不斷提高,光纖損耗對光通訊系統的傳輸距離不再起主要限制作用,色散上升為首要限制因素之一。當光纖的輸入端光脈衝訊號經過長距離傳輸以後,在光纖輸出端,光脈衝波形發生了時域上的展寬,這種現象即為色散。以單模光纖中的色散現象為例,色散將導致碼間干擾,在接收端將影響光脈衝訊號的正確判決,誤位元速率效能惡化,嚴重影響資訊傳送。
3. 光傳輸當中的光纖色散有什麼影響?
光纖的色散,其可以被形容為一種脈衝拓寬現象,具體指的是不同模式分量、不同頻率下的光訊號,或是光脈衝,在光線中出現,保持不同的傳輸速度並傳輸一定距離後,出現訊號失真現象。通常情況下,我們將光纖的色散劃分為三種,第一種是模式色散,第二種是材料色散,第三種是波導色散。就模式色散來說,是在不同的模式傳輸時,如果光具有相同的頻率,切分量但是不同,並引起的群速不同,最終造成的色散;就材料色散來說,這主要是因為材料自身的因素影響,導致光的折射率出現差異,引起的群速不同,最終造成的色散;最後的波導色散,主要是在單模式光傳輸下,其寬度頻帶不變,切分量存在差異而最終造成的色散。波導色散、材料色散,也被一併的成為色度色散,模式色散主要在多模光纖當中出現。色散,對於光纖的資訊傳輸具有很大的影響,其與光纖頻寬距離積之間,呈反比的關係,如果色散越大的話,頻寬距離積自然就會變得越小,為此我們就需要應用到補償原理,來對光纖資訊傳輸進行最佳化,確保其傳輸質量。
4. 什麼是色散補償器?
色散補償器是一種用於補償傳輸媒介中產生的色散的裝置或裝置。
近年來 , 隨著光纖通訊的迅速發展 , 多通道的色散補償技術成為促進光纖通訊發展的一項關鍵技術 . 由於色散補償光纖( DCF) 損耗大 , 光纖的非線性強 , 而且用 DCF很難實現大範圍的色散斜率的補償。
這種色散補償器由幾個波長交錯的多波長光纖光柵組成 , 它對線性串擾和非線性串擾都具有一定的抑制能力 , 其結構簡單 , 系統成本增加很少 , 而且沒有額外的插損。
由於非線性串擾( 交叉相位調製和四波混頻效應 ) 主要是由鄰近通道引起的 , 因此 , 實際上不需要對每一個通道間都引入隨機時延差 , 而只要在鄰近通道間引入隨機時延差就可以了 , 所以 , 圖所示的這種色散補償器 , 只在鄰近通道間引入隨機時延差來抑制交叉相位調製和四波混頻效應。
它同時具有了串聯的窄帶光纖光柵和取樣光纖光柵的優點 , 與窄帶光纖光柵相比 , 它所用的光纖光柵的數量大為減少 , 不會受到背景損耗的限制 , 需要封裝的光纖光柵的數量少 , 而且色散補償器的體積也很小 ; 另一方面 , 它的串擾效能會優於單個的取樣光纖光柵 , 而且 , 在不給系統帶來額外的成本和損耗的條件下 , 還能夠有效地抑制系統的交叉相位調製和四波混頻效應 , 因此 , 能獲得更好的價效比。
DCM色散補器是深圳纖億通科技研發生產用於高速長距通訊系統中解決光纖色散問題而設計一款色散補償裝置,能夠有效最佳化G.652&G.655標準單模光纖的色散,提升傳輸系統的穩定性,在10G&25G波分系統中尤為常見。纖億通色散補償相關產品已廣泛應用於各種政企專網、資料中心光傳輸系統中。