2.3材料色散由于材料折射率随光信号频率的变化而不同，光信号不同频率成分所对应的群速度不同，由此引起的色散称为材料色散，一般情况下，材料色散往往是用色散系数这个物理量来衡量，色散系数定义为单位波长间隔内各频率成份通过单位长度光纤所产生的色散，用Dm(a）表示，单位是ps/(nmkm)。ad'nDm(a)=c da?
⚫ 由于材料折射率随光信号频率的变化而不同，光 信号不同频率成分所对应的群速度不同，由此引 起的色散称为材料色散。 ⚫ 一般情况下，材料色散往往是用色散系数这个物 理量来衡量，色散系数定义为单位波长间隔内各 频率成份通过单位长度光纤所产生的色散，用 Dm(λ)表示，单位是 ps/(nm·km)。 2.3 材料色散 2 2 ( ) d d n c Dm =
材料色散特性与脉冲展宽n和ng随波长的变化曲线1.49在入=1.25~1.66um范围1.48可近似表示为：EN1.471.46DM~122(1-2zD/2)1.452zD=1.276μm1.44L.0.60.81.21.61.4WAVELENGTH (μm)Variation of refractive index n and group index n, with wavelength for fused silica在已知材料色散系数的前提下，材料色散导致的脉冲展宽可表示为：Tm(2)=Dm(2)·42·L式中：为光源的谱线宽度，即光功率下降到峰值光功率一半时所对应的波长范围；L是光纤的传播长度
在＝1.25~1.66um范围， 可近似表示为： n和ng随波长的变化曲线 在已知材料色散系数的前提下，材料色散导致的脉冲展 宽可表示为： τm(λ)=Dm(λ)·Δλ·L 式中：Δλ为光源的谱线宽度，即光功率下降到峰值光功率一半时所 对应的波长范围；L是光纤的传播长度。 材料色散特性与脉冲展宽
波导色散2.4单模光纤只有约80%的光1功率在纤芯中传播，20%0.75/312112在包层中传播的光功率其r0.50201/11速率要更大一些0.250不同波长的光信号，芯包563478201V功率比不同，等效传播常几个低阶LP模的功率限制因子图 3.6随光纤归一化频率变化的关系曲线数不同，由此导致的色散，称为波导色散2元-a1W元
◼ 单模光纤只有约80%的光 功率在纤芯中传播，20% 在包层中传播的光功率其 速率要更大一些。 ◼ 不同波长的光信号，芯包 功率比不同，等效传播常 数不同，由此导致的色散， 称为波导色散。 2.4 波导色散 2 2 1 2 2 V a n n = −
波导色散与脉冲展宽波导色散D.(2)d1波导色散导致的脉冲展宽：Tw(a)= Dw(a).△a.L式中：^入为光源的谱线宽度，即光功率下降到峰值光功率一半时所对应的波长范围；L是光纤的传播长度。Dw(2)为波导色散系数
式中：Δλ为光源的谱线宽度，即光功率下降到峰值光功率一半时 所对应的波长范围；L是光纤的传播长度。Dw(λ)为波导色散系数。 w () = Dw () L ] ( ) [ 1 ( ) 2 2 2 dV d Vb V c n Dw = − ⚫ 波导色散导致的脉冲展宽： 波导色散与脉冲展宽 ⚫ 波导色散
波导色散特性由图可知，在整个波长范围内DW均为负光纤总色散D-DM+DW波导色散特性取决于光纤的特性，如：芯径a，相对折射率差以及折射率分布等因此可以通过改变光纤特性来改变其色散特性色散的改变主要集中在零色散波长的位移和色散平坦两方面1.230d (Vb)av201.0vd (V)dv2.(wy·u)sd/aD100.8100Dw10AZD0.4200.2LY3011.41.51.71.21.61.31.1A/umNormalized frequency VFigure 2.9: Variation of b and its derivatives d(Vb)/αV and V[c(Vb) /dv2] with the V param普通单模光纤的DM，Dw和随波长的变化图2.11eter. (After Ref.[33]: @1971 OSA; reprinted with permission.)
➢ 由图可知，在整个波长范围内DW均为负 ➢ 光纤总色散D=DM+DW ➢ 波导色散特性取决于光纤的特性，如：芯径a，相对折射率差以及 折射率分布等 ➢ 因此可以通过改变光纤特性来改变其色散特性 ➢ 色散的改变主要集中在零色散波长的位移和色散平坦两方面 波导色散特性