Dispersion se tèlman bèl, poukisa fib optik pa renmen li?

Plis pase twasan ane de sa nan Ewòp, nan yon apremidi solèy, Newton te mete deyò yon plan konsa.

Kite limyè solèy la klere sou prism la. Apre li fin antre nan prism la, limyè a gaye nan riban kolore ki konpoze de wouj, zoranj, jòn, vèt, ble, ak koulè wouj violèt, epi li pwojte sou yon rido nan chanm nan. Nan fason sa a, limyè solèy la w pèdi transparan chanje nan bann koulè enkwayab avèk èd nan prism la.

Apre sa, Newton te louvri yon krak vètikal nan mitan rido a, epi li te ranje yon dezyèm prism ak yon dezyèm rido dèyè rido a.

Mwen te wè l t ap vire premye prism nan epi l t ap pwojte sèt riban kolore wouj, zoranj, jòn, vèt, ble ak koulè wouj violèt sou fant premye rido a, epi answit nan dezyèm prism la sou dezyèm rido a. Yon mirak te rive. Sa ki te parèt sou dezyèm rido a se te yon sèl koulè limyè. Dyagram nan chema se jan sa a:

Nan pwen sa a, limyè solèy la separe an plizyè koulè sèl epi prezante sou dezyèm rido a. Seyè Niu sèvi ak yon prism pou kraze sekrè a: limyè ka gaye! Limyè solèy la sanble sele, epi gen yon nwayo kolore anba aparans òdinè. Sa a se sa nou rele souvan dispèsyon limyè a.

1. Ki jan dispèsyon pwodui?

Fenomèn ki limyè konpoze dekonpoze an twa koulè rele dispèsyon limyè.

Nan eksperyans nan prism, limyè solèy la (ki se, limyè konpoze) antre nan glas la soti nan lè a, ak Lè sa a, antre nan lè a soti nan glas la, kote li refrakte de fwa. Ou dwe konnen ke tout bagay se benefisye. Lè refraksyon rive, limyè pral natirèlman chwazi chemen ki pi kout la epi avanse pou pi devan pandan y ap minimize pèt enèji. Soti nan eksperyans prism Newton an pi wo a, nou konnen ke limyè konpoze esansyèlman konpoze de anpil limyè sèl ki gen koulè diferan. Limyè sa yo gen longèdonn diferan, ak enèji limyè nan longèdonn diferan trè diferan. Li difisil pou rekonsilye opinyon yo, ak limyè a nan longèdonn diferan gen opinyon diferan sou kòman yo chwazi chemen an apre refraksyon. Se poutèt sa, apre yo fin soti nan prism la, yo "separe fason".

Se konsa, poukisa limyè gaye? Li sanble ke sa ki lakòz dispèsyon sa a se longèdonn limyè a. Limyè nan longèdonn diferan gen diferan endèks refraktif nan mwayen an ak diferan vitès pwopagasyon (chemen), ki pral inevitableman lakòz limyè a (yo) gaye ak gaye, ak dispèsyon fòme.

Fenomèn nan dispèsyon nan limyè montre ke vitès la nan limyè pwopagasyon nan mwayen an gen yon gwo relasyon ak endèks la refraktif. Pi gwo endèks refraktif la, se pi piti vitès limyè a. Gade fòmil sa a:

V=C/N

C se vitès pwopagasyon limyè nan vakyòm,

konstan 300,000 km/s

N se endèks refraktif mwayen limyè a

2. Efè dispèsyon

Malgre ke dispèsyon ka ede nou antre nan yon mond kolore, nan jaden an nan kominikasyon, dispèsyon se reyèlman pa sa ki bèl.

Pandan transmisyon siyal optik nan fib optik, dispèsyon se youn nan faktè enpòtan ki lakòz pèt.

Sa a se paske endèks refraktif limyè a lakòz dispèsyon, ki lakòz entèferans entè-kod nan batman kè limyè a, kidonk elaji fen pwodiksyon an.

Ki sa ki etann?

Elaji vle di ke limyè nan longèdonn diferan vwayaje nan vitès diferan nan mwayen an akòz diferan endis refraktif, sa ki lakòz yon ogmantasyon nan lajè espèk. Nan lòt mo, lè yon gwo bout bwa limyè transmèt nan yon mwayen, kèk vag limyè gen yon gwo endèks refraktif ak seryezman devye nan pist la.

Gen kèk vag limyè ki gen yon ti endèks refraktif, epi byenke yo kwochi, yo ka toujou vwayaje nan yon direksyon predetèmine.

Dissonans nan vag limyè lakòz lajè a nan gwo bout bwa limyè sa a yo dwe pi gwo pase anvan yo antre nan mwayen an, fòme yon elaji.

Nan ka dispèsyon, pi long la distans transmisyon siyal optik la, pi grav la elajisman an pral. Rezilta a se deformation siyal ak deteryorasyon nan pèfòmans pousantaj erè ti jan, ki afekte seryezman bon jan kalite a nan transmisyon enfòmasyon.

Ki jan pou fè pou evite enpak dispèsyon sou kominikasyon?

3. Ki jan pou fè pou evite enfliyans nan dispèsyon?

Apre yon peryòd tan nan eksplorasyon ak rechèch, moun yo te jwenn yon fason yo sèvi ak konpansasyon balanse pèt la nan dispèsyon. Pami divès metòd konpansasyon, teknoloji fib konpansasyon dispèsyon se yon metòd konpansasyon dispèsyon trè rekonèt.

Youn nan metòd konpansasyon dispèsyon: fib konpansasyon dispèsyon DCF

Nan sistèm òdinè sèl-mòd fib optik, longèdonn opere nan fib optik la gen gwo dispèsyon pozitif nan 1550nm.

Karakteristik dispèsyon pozitif: Kòm longèdonn ogmante, endèks refraktif la diminye piti piti.

Dapre lide konpansasyon, dispèsyon negatif bezwen yo dwe ajoute nan fib optik sa yo pou konpansasyon dispèsyon asire ke dispèsyon an total nan tout liy fib optik la se apeprè zewo. Fib konpansasyon dispèsyon (DCF) se yon nouvo kalite fib sèl-mòd sitou ki fèt pou longèdonn 1550nm. Li gen gwo dispèsyon negatif nan 1550nm (karakteristik yo nan dispèsyon negatif ak dispèsyon pozitif yo opoze), epi yo ka itilize nan òdinè sèl-mòd câbles fib optik. Se konpansasyon dispèsyon fèt nan sistèm nan fib optik. Jan yo montre nan figi ki anba a, sòm dispèsyon konpansasyon pozitif ak negatif apwoche zewo nan 1550nm.

Sa ki anba la a se fòmil la pou fib konpansasyon dispèsyon aplike nan fib sèl-mòd.

D(Kòm)L+Dc(Kòm)Lc=0

D( λ s ) se koyefisyan dispèsyon fib yon sèl mòd nan longèdonn opere λ s

Dc( λ s ) se koyefisyan dispèsyon DCF nan longèdonn opere λ s.

L ak LC se longè fib konvansyonèl sèl-mòd ak D CF respektivman.

Nan aplikasyon pratik, DCF ak fib sèl-mòd yo itilize nan seri nan liy transmisyon an pou konpanse dispèsyon pozitif nan fib sèl-mòd nan 1550nm longèdonn optik, konsa tankou pwolonje distans relè a epi redwi pèt, konsa tankou reyalize segondè- vitès, gwo-kapasite, ak kominikasyon long distans. Jan yo montre anba a:

Kòm konpansasyon dispèsyon, DCF gen avantaj sa yo:

Efè konpansasyon an se remakab ak sistèm nan travay estab.

Operasyon an se senp epi fib konpansasyon an ka dirèkteman konekte ak sistèm transmisyon an pou reyalize konpansasyon.

Kantite lajan konpansasyon dispèsyon an kontwole jan sa nesesè epi yo ka ajiste selon sa nesesè dapre kantite lajan konpansasyon aktyèl la egzije sistèm transmisyon an.

Avi:

Kòm siyal optik la vwayaje pi lwen sou liy transmisyon an, lòt pèt pral rive, tankou atenuasyon liy. Yo nan lòd pou fè pou evite atenuasyon liy, li nesesè yo konsidere lè l sèvi avèk EDFA (Erbium-Doped Fibre Amplifier) ​​erbium-doped anplifikatè fib.