Id-dispersjoni hija tant sabiħa, għaliex il-fibri ottiċi ma jħobbux?

Aktar minn tliet mitt sena ilu fl-Ewropa, f’nofsinhar xemxi, Newton fassal pjan bħal dan.

Ħalli d-dawl tax-xemx jiddi fuq il-priżma. Wara li jippenetra l-priżma, id-dawl jinfirex fi żigarelli ikkuluriti magħmulin minn aħmar, oranġjo, isfar, aħdar, blu u vjola, u huwa pproġettat fuq purtiera fil-kamra. B'dan il-mod, id-dawl tax-xemx li jidher trasparenti jinbidel f'meded ta 'kulur inkredibbli bl-għajnuna tal-priżma.

Wara dan, Newton fetaħ xquq vertikali fin-nofs tal-purtiera, u rranġa t-tieni priżma u t-tieni purtiera wara l-purtiera.

Rajtu jdur l-ewwel priżma u jipproġetta seba’ żigarelli ikkuluriti ħomor, oranġjo, isfar, aħdar, blu u vjola fuq ix-xquq fl-ewwel purtiera, u mbagħad mit-tieni priżma fuq it-tieni purtiera. Ġara miraklu. Dak li deher fuq it-tieni purtiera kien kulur wieħed tad-dawl. Id-dijagramma skematika hija kif ġej:

F'dan il-punt, id-dawl tax-xemx huwa separat f'kuluri singoli multipli u ppreżentat fuq it-tieni purtiera. Lord Niu juża priżma biex jikser is-sigriet: id-dawl jista 'jiġi mxerred! Id-dawl tax-xemx jidher li huwa ssiġillat, u hemm qalba ikkulurita taħt id-dehra ordinarja. Dan huwa dak li ħafna drabi nsejħu t-tixrid tad-dawl.

1. Kif tiġi prodotta t-tixrid?

Il-fenomenu li d-dawl kompost huwa dekompost fi tliet kuluri jissejjaħ dispersjoni tad-dawl.

Fl-esperiment tal-priżma, id-dawl tax-xemx (jiġifieri dawl kompost) jidħol fil-ħġieġ mill-arja, u mbagħad jidħol fl-arja mill-ħġieġ, fejn jiġi rifrattjat darbtejn. Trid tkun taf li kollox huwa ta 'benefiċċju. Meta sseħħ ir-rifrazzjoni, id-dawl naturalment jagħżel l-iqsar triq u jimxi 'l quddiem filwaqt li jimminimizza t-telf tal-enerġija. Mill-esperiment tal-priżma ta 'Newton hawn fuq, nafu li d-dawl kompost huwa essenzjalment magħmul minn ħafna dwal singoli ta' kuluri differenti. Dawn id-dwal għandhom wavelengths differenti, u l-enerġija tad-dawl ta 'wavelengths differenti hija differenti ħafna. Huwa diffiċli li tirrikonċilja l-opinjonijiet, u d-dawl ta 'wavelengths differenti għandu opinjonijiet differenti dwar kif tagħżel it-triq wara r-rifrazzjoni. Għalhekk, wara li ħarġu mill-priżma, huma "firdu".

Allura, għaliex id-dawl iferrex? Jirriżulta li dak li jikkawża din it-tixrid huwa l-wavelength tad-dawl. Dawl ta 'wavelengths differenti għandu indiċi ta' rifrazzjoni differenti fil-veloċitajiet ta 'propagazzjoni medja u differenti (mogħdijiet), li inevitabbilment jikkawża li d-dawl (i) jinfirex u jinfirex, u t-tixrid jiġi ffurmat.

Il-fenomenu ta 'dispersjoni tad-dawl juri li l-veloċità tad-dawl li jippropaga fil-medju għandha relazzjoni kbira mal-indiċi refrattiv. Iktar ma jkun kbir l-indiċi ta 'rifrazzjoni, iżgħar tkun il-veloċità tad-dawl. Ara l-formula li ġejja:

V=C/N

C hija l-veloċità tal-propagazzjoni tad-dawl fil-vakwu,

kostanti 300,000 km/s

N huwa l-indiċi refrattiv tal-mezz għad-dawl

2. L-effett tat-tixrid

Għalkemm it-tixrid jista 'jgħinna nidħlu f'dinja ikkulurita, fil-qasam tal-komunikazzjonijiet, it-tixrid huwa verament mhux daqshekk sabiħ.

Matul it-trażmissjoni ta 'sinjali ottiċi f'fibri ottiċi, it-tixrid huwa wieħed mill-fatturi importanti li jikkawżaw telf.

Dan huwa minħabba li l-indiċi refrattiv tad-dawl jikkawża dispersjoni, li tikkawża interferenza inter-kodiċi fil-polz tad-dawl, u b'hekk iwessa 'l-tarf tal-output.

X'inhu tiġbid?

It-twessigħ ifisser li d-dawl ta 'wavelengths differenti jivvjaġġa b'veloċitajiet differenti fil-medju minħabba indiċi rifrattivi differenti, li jirriżulta f'żieda fil-wisa' spettrali. Fi kliem ieħor, meta raġġ ta 'dawl jiġi trażmess f'mezz, xi mewġ tad-dawl ikollu indiċi refrattiv kbir u jiddevja serjament mir-runway.

Xi mewġ tad-dawl għandhom indiċi rifrattiv żgħir, u għalkemm huma mgħawweġ, xorta jistgħu jivvjaġġaw f'direzzjoni predeterminata.

Id-dissonanza tal-mewġ tad-dawl tikkawża li l-wisa 'ta' dan ir-raġġ tad-dawl tkun akbar minn qabel ma tidħol fil-medju, u tifforma twessigħ.

Fil-każ ta 'dispersjoni, iktar ma tkun itwal id-distanza tat-trażmissjoni tas-sinjal ottiku, iktar ikun serju t-twessigħ. Ir-riżultat huwa distorsjoni tas-sinjal u d-deterjorazzjoni tal-prestazzjoni tar-rata ta 'żball tal-bit, li taffettwa serjament il-kwalità tat-trażmissjoni tal-informazzjoni.

Kif tevita l-impatt tat-tixrid fuq il-komunikazzjoni?

3. Kif tevita l-influwenza tat-tixrid?

Wara perjodu twil ta 'esplorazzjoni u riċerka, in-nies sabu mod kif jużaw il-kumpens biex jibbilanċjaw it-telf ta' dispersjoni. Fost diversi metodi ta 'kumpens, it-teknoloġija tal-fibra ta' kumpens ta 'dispersjoni hija metodu ta' kumpens ta 'dispersjoni rikonoxxut ħafna.

Wieħed mill-metodi ta 'kumpens ta' dispersjoni: fibra ta 'kumpens ta' dispersjoni DCF

F'sistemi ordinarji tal-fibra ottika b'modalità waħda, il-wavelength operattiva tal-fibra ottika għandha dispersjoni pożittiva għolja f'1550nm.

Karatteristiċi ta 'dispersjoni pożittiva: Hekk kif il-wavelength jiżdied, l-indiċi ta' rifrazzjoni jonqos gradwalment.

Skont l-idea ta 'kumpens, dispersjoni negattiva jeħtieġ li tiżdied ma' dawn il-fibri ottiċi għal kumpens ta 'dispersjoni biex jiġi żgurat li t-tixrid totali tal-linja tal-fibra ottika kollha tkun bejn wieħed u ieħor żero. Il-fibra li tikkumpensa t-tixrid (DCF) hija tip ġdid ta 'fibra b'mod wieħed iddisinjat prinċipalment għall-wavelength ta' 1550nm. Għandha dispersjoni negattiva għolja f'1550nm (il-karatteristiċi ta 'dispersjoni negattiva u dispersjoni pożittiva huma opposti), u tista' tintuża f'kejbils ordinarji tal-fibra ottika b'mod wieħed. Il-kumpens tad-dispersjoni jitwettaq fis-sistema tal-fibra ottika. Kif muri fil-figura hawn taħt, is-somma tad-dispersjonijiet pożittivi u negattivi kkumpensati joqrob lejn iż-żero f'1550nm.

Din li ġejja hija l-formula għal fibra ta 'kumpens ta' dispersjoni applikata għal fibra b'mod wieħed.

D(As)L+Dc(As)Lc=0

D( λ s) huwa l-koeffiċjent tad-dispersjoni tal-fibra b'modalità waħda f'wavelength operattiv λ s

Dc( λ s) huwa l-koeffiċjent tad-dispersjoni tad-DCF fil-wavelength operattiv λ s

L u LC huma t-tulijiet tal-fibra konvenzjonali b'modalità waħda u D CF rispettivament.

F'applikazzjonijiet prattiċi, DCF u fibra b'mod wieħed huma użati f'serje fil-linja ta 'trażmissjoni biex jikkumpensaw it-tixrid pożittiv ta' fibra b'mod wieħed f'tul ta 'mewġ ottiku 1550nm, sabiex testendi d-distanza tar-relay u jitnaqqas it-telf, sabiex jiġu realizzati high- veloċità, kapaċità kbira, u komunikazzjoni fuq distanza twila. Kif muri hawn taħt:

Bħala kumpens għad-dispersjoni, DCF għandu l-vantaġġi li ġejjin:

L-effett ta 'kumpens huwa notevoli u s-sistema taħdem b'mod stabbli.

L-operazzjoni hija sempliċi u l-fibra ta 'kumpens tista' tkun imqabbda direttament mas-sistema ta 'trażmissjoni biex tirrealizza kumpens.

L-ammont ta 'kumpens ta' dispersjoni huwa kontrollabbli kif meħtieġ u jista 'jiġi aġġustat kif meħtieġ skond l-ammont ta' kumpens attwali meħtieġ mis-sistema ta 'trażmissjoni.

Avviż:

Hekk kif is-sinjal ottiku jivvjaġġa aktar 'il bogħod fuq il-linja ta' trasmissjoni, se jseħħ telf ieħor, bħall-attenwazzjoni tal-linja. Sabiex tiġi evitata l-attenwazzjoni tal-linja, huwa meħtieġ li jiġi kkunsidrat l-użu ta 'amplifikatur tal-fibra drogat bl-erbju EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier).