光纤的色散特性课件.pptVIP

1-*光纖的色散特性光纖經常選擇在色散最小的工作波段。所以群速度色散在感興趣的波長兩面要變號。光纖色散：光源的線寬一般調製帶寬比光源窄的多10.5780860相對輸出功率FullwidthatHalfMaximumFWHMa、f－中心波長、頻率B.光纖的色散分類（起因）光纖中的信號是由不同的頻率成分或模式成分構成的，它們是由不同的傳播速度，從而引起比較複雜的色散現象。2025-5-23Opticalfibercommunications1、材料色散：n=n(λ)，n是波長λ的非線性函數。2、波導色散：同一模式的相位常數β隨波長λ而變，從而引起色散。3、模式色散：多模光纖中，即使在同一波長，不同模式的傳播速度也不同，它引起的色散叫模式色散。4、偏振色散：單模光纖中實際存在偏振方向相互正交的兩個基模。當光纖中存在雙折射時，這兩個模式的傳輸速度不同，引起偏振色散。MMF模式中：以模式色散為主，SMF：以材料色散為主2025-5-23Opticalfibercommunications一、ModelDispersionGroupdelay:波長相同，β不同最低階模的縱向波矢：最高階模的縱向波矢：最低階模的縱向波矢：最高階模的縱向波矢：ModelDispersioncanbeexpressed(notethathasunitsofS/m)2025-5-23Opticalfibercommunications二、時延差在光纖中，不同速度的信號經過同樣的距離會有不同的時延，從而產生時延差。時延差越大，色散越嚴重。常用最大時延差來表示光纖色散程度，簡稱時延差。假若有一頻率為f的已調光載頻在光纖中傳播，信號的群速度：（包絡線中心前進的速度）β：信號縱向相位常數，ω：角頻率2025-5-23OpticalfibercommunicationsB.單位長度上的時延：or(s/m)C.時延差設光譜寬為，單位長度光纖的時延差用表示。若2025-5-23Opticalfibercommunications嚴格的說，在不同頻率上，是不同的，在這裏近似認為在整個譜寬內是不變的，等於中心頻率的值。D.色散係數D：單位線寬光源在單位長度光纖上所引起的時延差。單位：三、衝擊回應h(t)與脈衝展寬A.脈衝寬度（FullWidthatHalfMaximum—FWHM）2025-5-23OpticalfibercommunicationsGaussian脈衝：tP0tet2025-5-23Opticalfibercommunications——脈衝總能量——為平均時間，時間重心均方根脈衝寬度定義為：即取的平方，平均，方根。對Gaussian脈衝：之間的關係：2025-5-23OpticalfibercommunicationsB.衝擊回應（timedomain）輸入任意的光功率脈衝光纖h(t)—衝擊回應，忽略光纖的損耗，完全由光纖的色散特性決定①若實際光纖的h(t)常接近Gaussian型（忽略損耗）2025-5-23Opticalfibercommunications②不是函數可用和h（t）的卷積得到C.脈衝寬度：當輸入零寬度的脈衝時，其輸出波形h（t）。因而h（t）的寬度即脈衝展寬，以示之。2025-5-23Opticalfibercommunications輸入寬度，輸出脈衝寬度：脈衝展寬：對單模光纖：—單位長度的脈衝展寬，ns/km，ps/km）（四、頻率回應H（F）與3dB帶寬BA.3dB帶寬B：使H（F）降低到最大值一半時的帶寬，單位長度光纖的基帶3dB帶寬常用表示。對SMF：B：MHz，GHz：MHz·km，GHz·km以上指的是光帶寬，它是由光功率來定義的。2025-5-23Opticalfibercommunications五、h（t）與H（F）的關係h（t）與H（F）的關係由傅立葉變換和反變換聯繫：若：則：3dB帶寬：2025-5-23Opticalfibercommunications六、材料色散A.相速，群速（PhaseV