偏振模色散

2021年9月16日412

偏振模色散指单模光纤中偏振色散,简称PMD(=Polarization Mode Dispersion),起因于实际的单模光纤中基模含有两个相互垂直的偏振模,沿光纤传播过程中,由于光纤难免受到外部的作用,如温度和压力等因素变化或扰动,使得两模式发生耦合,并且它们的传播速度也不尽相同,从而导致光脉冲展宽,展宽量也不确定,便相当于随机的色散。

偏振模色散

光纤的固有偏振模色散是由非圆形纤芯引起,构成双折射现象导致的色散,而对双折射引起的偏振模色散是由外部因素如机械压力、热压力等导致的色散。

双折射与偏振是单模光纤特有的问题。单模光纤实际上传输的是两个正交的基模,它们的电场各沿x,v方向偏振。在理想的光纤中,这两个模式有着相同的相位常数,它们是互相简并的。

偏振模色散

但实际上光纤总有某种程度的不完善,如光纤纤芯的椭圆变形、光纤内部的残余应力等,将使得两个模式之间的简并被破坏,两个模式的相位常数不相等,这种现象称为模式双折射。由于存在双折射,将引起一系列复杂的效应。例如,由于双折射,两模式的群速度不同,因而引起偏振模色散;由于双折射偏振态沿光纤轴向变化,外界条件的变化将引起光纤输出偏振态的不稳定,这对某些应用场合,影响严重。

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