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模间色散
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[[File:模间色散2.jpg|缩略图|模间色散[https://www.gigalight.com/cn/bbs/wp-content/uploads/2019/10/2019101801141270.jpg 原图链接][https://www.gigalight.com/cn/bbs/wp-content/uploads/2019/10/2019101801141270.jpg 图片来源优酷网]]]一种频率的光波以不同的角度入射到 [[ 光纤 ]] 中,形成不同的模式,每种模式具有不同的轴向速度,因而同时发出的不同模式到达输出端的时间是不相同的,从而导致 [[ 输出端信号 ]] 的畸变。
光纤的模式色散只存在于多模光纤中。每一种模式到达光纤终端的时间先后不同,造成了 [[ 脉冲 ]] 的展宽,从而出现 [[ 模间色散 ]] 现象。
'''中文名''':模间色散
==定义==
按照 [[ 几何光学 ]] 的解释就是,在多模光纤中,各光线经不同途径传输到终端,由于个光线的光程长短不同造成的色散,如果把不同途径间的 [[ 光线 ]] 称为 [[ 光的模 ]] ,这就是模间色散。模间色散使多模光纤的容量受到限制,一般多模光纤的容量为1-3GHz。单模光线中没有模间色散。
用 [[ 电磁场 ]] 理论推导出光在 [[ 多模光纤 ]] 传播时,可有许多传播路径,也就是说有许多种传播式样,“模”普通含义是式样的意思,于是电磁场理论称为多模传输。然而用电磁场导出的多模传输模具有不连续性,是离散的。这种不连续性,用一个弦的振动来比喻:弦可以做全长振动,或以全长的1/2,1/3,1/4,1/5......做泛音振动,但不能做出任意的振动,例如1/根号2全长振动。事实上多模光纤不能以任意方式传输光能。若用射线来比喻“模”,上述机理就无法得到圆满解释。
事实上,先入为主是常有的,译名也是如此。英国的Harrier战斗机开始被译为猎兔狗战斗机,实际上harrier可作 [[ 猎鹰 ]] ,误认鹰为狗!Dispersion被译为色散,是因为三棱镜把白光分为七彩。然而模间色散(intermodal dispersion)毫无彩色之意。其实dispersion可作为散,即能量分散更为确切 [1] 。
==输出强度==
测量光纤的输出时,由于各个模式的群速度不同,它们到达 [[ 光纤端口 ]] 是时间不同。基模最先到达,因为其速度最大。
模间色散的强度可以定量表示为微分模延迟(DMD)。它与光纤纤芯中和其附近的折射率分布密切相关。例如,对于阶跃折射率分布,高阶模式具有更低的群速度,这时得到的微分群延迟在 10 ps/m量级。这在一千米长的光纤链路中,数据速率很难实现几个Gbit/s。
在采用多模光纤的光纤通信系统中,模间色散极大的制约了 [[ 数据传输速率 ]] (比特率)。为了避免强的信号畸变,需要使脉冲足够长来保持不同模式间的时间交叠足够多,这样不可避免的也会限制数据速率。
最简单的消除模间色散的方法是在光纤链中采用 [[ 单模光纤 ]] ,但是也可以采用 [[ 抛物线 ]] 折射率分布的多模光纤使模间色散最小化<ref>[赵梓森.玻璃丝的神通: 浅谈光纤通信:清华大学出版社,2002]</ref>
==视频==
==如何通过直方图来判断曝光是否正确==
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==参考文献==
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