Xromatik dispersiya koeffitsienti. Xromatik dispersiya analizatori. Hd ni o'lchash usullari

DA multimodli pog'onali tolalar belgilash hisoblanadi intermodda dispersiya, bu ko'p sonli tarqalish rejimlarining mavjudligi va ularning tola bo'ylab tarqalish vaqtlaridagi farqlar bilan bog'liq, odatda ko'p yillik OF t =20÷50 ns/km.
OF gradientida turli rejimlarning tarqalish vaqtini tenglashtirish mavjud va hal qiluvchi omil hisoblanadi materialning tarqalishi, t =3÷5 ns/km.
Bosqichli bir rejimli optik tolalarda paydo bo'ladi xromatik (to'lqin qo'llanma va material) dispersiya, lekin ular l = 1,2 ÷ 1,7 mkm da keng spektrli diapazonda (13-rasm) mutlaq qiymatda deyarli teng va fazada qarama-qarshidir. Yagona rejimli optik tolalarda t = 5 -17 ps/km.
Elyaf materialida xromatik dispersiyaning paydo bo'lishi optik tolali kirishni qo'zg'atuvchi optik manba (yorug'lik chiqaradigan diod - LED yoki lazer diodi - LD) ma'lum bir kenglikdagi uzluksiz to'lqin spektriga ega bo'lgan yorug'lik impulslarini yaratishi bilan bog'liq. masalan, LED uchun taxminan 35-60 nm, ko'p rejimli lazerli diodlar (MMLD) uchun - 2-5 nm, bitta rejimli LD (OMLD) uchun - 0,01-1 nm). Impulsning turli spektral komponentlari turli tezliklarda tarqaladi va turli vaqtlarda ma'lum bir nuqtaga (tolaning oxirida) etib boradi, natijada chiqish pulsi kengayadi.
800 nm dan 1270 nm gacha bo'lgan mintaqada uzunroq to'lqin uzunliklari (qizilroq) qisqaroq (ko'k) to'lqin uzunliklariga qaraganda tezroq OF orqali o'tadi (2.13-rasm). Misol uchun, 860 nm to'lqin uzunligi 850 nm to'lqin uzunligiga qaraganda shisha tolasi orqali tezroq harakat qiladi. Buning sababi shundaki, 800 nm dan 1270 nm gacha bo'lgan diapazondagi shishaning sinishi ko'rsatkichi to'lqin uzunligi ortishi bilan kamayadi (xuddi shu hodisa kamalakning ko'rinishini tushuntiradi). Bu dispersiya deyiladi ijobiy.
1 270 nm dan 1700 nm gacha bo'lgan mintaqada vaziyat o'zgaradi: qisqaroq to'lqinlar uzoqroqqa qaraganda tezroq tarqaladi; 1560 nm to'lqin 1540 nm to'lqindan sekinroq harakat qiladi, ya'ni. 1270 nm dan 1700 nm gacha bo'lgan oynaning sinishi ko'rsatkichi to'lqin uzunligi ortishi bilan ortadi. Bu hodisa anomal (salbiy) dispersiya deb ataladi. Salbiy dispersiya impulsning "sekinroq" spektral komponentlari tezlashishi va "tez", aksincha, sekinlashishi bilan ifodalanadi. Spektrning ma'lum bir nuqtasida tasodif sodir bo'ladi, ko'k va qizil to'lqin uzunliklari bir xil tezlikda harakatlanadi. Tezliklarning bu mos kelishi taxminan to'lqin uzunligida sodir bo'ladi 1270 nm, bu to'lqin uzunligida material dispersiya nolga teng (2.13-rasm va 2.1-jadvalga qarang).
2.13-rasmda ma'lum bir to'lqin uzunligida material va to'lqin o'tkazgich dispersiyasi belgisi qarama-qarshi va kattaligi teng ekanligini ko'rsatadi, ya'ni. o'zaro kompensatsiya qilinadi. Ushbu to'lqin uzunligida material va to'lqin uzatuvchi dispersiyalarning yig'indisi bo'lgan xromatik dispersiya nolga teng. OF uchun bu to'lqin uzunligi - buyurtma 1312 nm, u chaqiriladi nol dispersiya to'lqin uzunligi Shunday qilib, bitta rejimli silika tolasi uchun xromatik dispersiya to'lqin uzunliklari uchun ijobiydir. λ <1312 нм и отрицательна для длин волн λ >1312 nm va yaqin atrofda λ = 1312 nm bu nolga teng.
2.1-jadval - bitta rejimli optik tolaning o'ziga xos material dispersiyasining odatiy qiymatlari

, mkm
M (  ), ps/nm*km
DA (  ), ps/nm*km

OF ning moddiy va toʻlqin oʻtkazgich dispersiyasi Dl manbasining nurlanish spektrining kengligiga proportsionaldir. Ushbu dispersiyalarning qiymatlarini formulalar yordamida maxsus dispersiya orqali aniqlash mumkin:
; (2.11)
(2.12)
bu erda M(l) - maxsus material dispersiya, uning qiymatlari 2.1-jadvalda keltirilgan, V(l) - maxsus to'lqin o'tkazgich qiymatlari 2.1-jadvalda keltirilgan dispersiya, Δλ nurlanish manbasining spektral chizig'ining kengligi. Xromatik dispersiya birliklarda o'lchanadi: ps/km.
Ma'lumki, kvarts optik tolalari uchun susaytirish minimumi 1,55 mkm to'lqin uzunligiga to'g'ri keladi va bu to'lqin uzunligidagi aloqa diapazoni xromatik dispersiya bilan cheklangan. 2.13-rasmda ko'rsatilganidek, an'anaviy bir rejimli tola l = 1,55 mkm uchun dispersiya minimalini ta'minlamaydi, shuning uchun dispersiyaga o'tgan optik tolalar ishlab chiqilgan bo'lib, ular sinishi ko'rsatkichi profil konfiguratsiyasida (uchburchak profil) farqlanadi.
2 .14-rasm - Materialning, to'lqin o'tkazgichning va natijada dispersiyaning siljishli dispersiya bilan OF uchun to'lqin uzunligiga bog'liqligi.
2.14-rasmda materialning, to'lqin o'tkazgichning va natijada dispersiyaning dispersiyaga o'tgan OF uchun to'lqin uzunligiga bog'liqligi ko'rsatilgan.
OF ning sinishi profilini o'zgartirganda to'lqin o'tkazgich dispersiyasi kuchayadi va dispersiya kompensatsiyasi boshqa to'lqin uzunligida - 1,55 mkm da amalga oshiriladi, buning natijasida OF zaiflashuvi minimal bo'lgan uchinchi shaffoflik oynasida ishlash uchun OFni optimallashtirish mumkin.
Dispersiyali siljishli tolalarni o'rganish natijasida ma'lum bo'ldiki, eng yaxshi ko'rsatkich uchburchak profilli tolalar tomonidan ta'minlanadi, chunki ular o'z-o'zidan fokuslanish xususiyatiga ega va tarqaladigan nurlarni OF o'qiga ulashgan kichik hajmda saqlaydi.
Xromatik dispersiya Xalqaro aloqa ittifoqi (INU) tomonidan bitta rejimli optik tolalarni tasniflash mezoni sifatida tanlangan. Ushbu mezonga ko'ra, bitta rejimli optik tolalarning uch turi mavjud: