色散

2021年9月16日571

色散一词是在光学中常用的词汇,我们在中学时就知道白光通过三棱镜或光栅分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色的现象叫做光的色散。在物理学中,色散用来描述从同一波源发射出的几列波在媒质中有不同传播特性的现象。

色散

光的色散

牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散,把白光分解为彩色光带(光谱)。1672年,牛顿利用三棱镜将太阳光分解成彩色光带,这是人们首次作的光的色散实验。

光的色散

光的色散(dispersion of light)指的是复色光分解为单色光的现象,复色光通过棱镜分解成单色光的现象(如下图),光的色散可以用三棱镜,衍射光栅,干涉仪等来实现。

光的色散

色散关系

色散关系作为因果律的推论,主要思想可概括为:设外界对某一物理系统输入信号(或施加作用),作为反应系统产生输出信号(或次级作用)。

色散关系

色散关系的研究是激光核聚变中最基本最重要的问题之一,色散关系(dispersion relation)是指物理学中从因果律出发(与其他 原理相结合)得出的积分关系式的统称。

色散关系

偏振模色散

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。

偏振模色散

色散现象

物理的世界总是神奇又高深莫测的,我们越来越多的对于我们日常中的一些现象感到好奇,追根究底都是由于物理原理产生的。最近很多的网友对于色散现象有很大的疑惑。

色散现象

光纤自身存在色散,即材料色散、波导色散和模式色散.对于单模光纤,因为仅存在一个传输模,故单模光纤的色散只包括材料色散和波导色散,除此之外,还存在着与光纤色散有关的种种因素。

色散现象

色散曲线

色散曲线(dispersion curve)即物质材料的折射率n与波长λ之间的依赖关系曲线。在真空中,光以恒定的速度传播,而且速度与光的频率(波长)无关,在通过任何物质时,光的速度均发生变化。

色散曲线

色散的实验事实在折射现象中明显的反映出来,例如,太阳光(或白光)通过棱镜或水晶时发生的色散现象(如图所示),即一束阳光可被棱镜分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光。

色散曲线

色散补偿

色散补偿指消除一些光学元件中的色散。但是,一般意义上它用于色散控制,即通控制系统的整体色散。目标就是,例如避免超短脉冲在时域的展宽或者信号的畸变。

色散补偿

色散补偿(dispersion compensation)的定义:通过在系统中加入适当的光学元件实现对系统整体色散的控制。

色散补偿

色散位移光纤

标准通信光纤的零色散波长在1300nm波长区域。早期的光纤通信系统由于工作在1310 nm区域,因此这种光纤是满足要求的。后来通常采用1500 nm区域的光,因为在该波长处光纤的损耗更低,并且掺铒光纤放大器也是工作于这一区域(1300 nm的放大器性能比其差)。

色散位移光纤

发展了色散位移光纤,其中由于改变了波导色散,零色散波长偏移到1500 nm区域。这通常是通过改变纤芯的折射率分布来实现。一般色散位移光纤的折射率分布为三角形,梯形或高斯形。

色散位移光纤

时间色散

时间色散是指到达接收机的直射信号和其他多径信号由于空间传输的时间差异而带来的彼此干扰问题。时间色散参数是用平均附加时延和时延扩展以及最大附加时延扩展来描述的,这些参数是由功率延迟分布来定义的。

时间色散

从时域上分析,对于多径传播信号来说,不同路径的信号到达接收机时有不同的时延,相邻的发送信号在接收端处会发生时间上的重叠,造成符号间干扰,这种现象我们称之为传播信号发生了时间色散。

时间色散

色散力

色散力(dispersion force),又称伦敦力,是指非极性分子相互靠拢时,它们的瞬时偶极矩之间产生的很弱的吸引力。色散力存在于一切分子之间。

色散力

任何一个分子,都存在着瞬间偶极,这种瞬间偶极也会诱导邻近分子产生瞬间偶极,于是两个分子可以靠瞬间偶极相互吸引在一起。这种瞬间偶极产生的作用力称为色散力。

色散力

色散系数

色散系数是衡量镜片成像品质的重要指标,通常用阿贝数表示,所以色散系数也叫阿贝数,决定着镜片成像品质的好坏。

色散系数

色散系数(阿贝数)越大,色散越不明显,镜片的成像品质越好;色散系数(阿贝数)越小,色散越明显,镜片的成像品质就差。所以,供人佩戴的镜片色散系数(阿贝数)最低不能低于30。

色散系数

光纤色散

在光纤中传输的光信号(脉冲)的不同频率成分或不同的模式分量以不同的速度传播,到达一定距离后必然产生信号失真(脉冲展宽),这种现象称为光纤色散或弥散。

光纤色散

光纤中传输的光信号具有一定的频谱宽度,也就是说光信号具有许多不同的频率成分。同时,在多模光纤中,光信号还可能由若干个模式叠加而成,也就是说上述每一个频率成份还可能由若干个模式分量来构成。

光纤色散
  • 本站文章来自网友投稿、本站原创以及互联网统一发布,部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考。