Η βασική διαφορά μεταξύ τροπικής και χρωματικής διασποράς είναι ότι η τροπική διασπορά μπορεί να συμβεί με μια μονόχρωμη πηγή φωτός, ενώ η χρωματική διασπορά δεν μπορεί να συμβεί με μια μονόχρωμη πηγή φωτός.
Η τροπική και η χρωματική διασπορά είναι σημαντικοί όροι για την περιγραφή των οπτικών ιδιοτήτων των οπτικών ινών. Η τροπική διασπορά είναι ένας τύπος μηχανισμού παραμόρφωσης στον οποίο η παραμόρφωση εμφανίζεται σε πολυτροπικές ίνες και άλλους κυματοδηγούς. Η χρωματική διασπορά είναι το φαινόμενο κατά το οποίο διαφορετικές φασματικές συνιστώσες ενός παλμού ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες.
Τι είναι η Modal Dispersion;
Η τροπική διασπορά είναι ένας τύπος μηχανισμού παραμόρφωσης στον οποίο η παραμόρφωση εμφανίζεται σε πολυτροπικές ίνες και άλλους κυματοδηγούς. Εδώ, το σήμα εξαπλώνεται με το χρόνο επειδή η ταχύτητα διάδοσης του οπτικού σήματος δεν είναι ίδια για όλους τους τρόπους λειτουργίας. Υπάρχουν κάποιες άλλες ονομασίες για την τροπική διασπορά, όπως πολυτροπική παραμόρφωση, πολύτροπη διασπορά, τροπική παραμόρφωση, διατροπική παραμόρφωση, κ.λπ.
Κατά τη διαδικασία της τροπικής διασποράς στην αναλογία οπτικών ακτίνων, οι ακτίνες φωτός εισέρχονται στην ίνα με διαφορετικές γωνίες ως προς τον άξονα της ίνας (η διαφορά εμφανίζεται μέχρι τη γωνία αποδοχής της ίνας). Οι ακτίνες φωτός που εισέρχονται στην ίνα με ρηχές γωνίες εκτείνονται σε μια πιο άμεση διαδρομή. Επίσης, αυτές οι ακτίνες φτάνουν πιο γρήγορα από τις ακτίνες που εισέρχονται με πιο απότομη γωνία.
Εικόνα 01: Οπτική ίνα
Επιπλέον, η τροπική διασπορά μπορεί να περιορίσει το εύρος ζώνης των πολυτροπικών ινών. Η χρήση ενός πυρήνα ίνας που έχει προφίλ διαβαθμισμένου δείκτη διάθλασης μπορεί να μειώσει σημαντικά τη τροπική διασπορά, αλλά δεν μπορεί να την εξαλείψει εντελώς. Για παράδειγμα, η πολύτροπη ίνα διαβαθμισμένου δείκτη που περιέχει εύρος ζώνης άνω των 3,5 GHz.km στα 850 nm κατασκευάζεται για χρήση.
Το PMD ή η διασπορά τρόπου πόλωσης είναι μια ειδική περίπτωση τροπικής διασποράς που είναι μια διασπορά ινών που συνήθως σχετίζεται με ίνες μονής λειτουργίας. Συνήθως, το PMD εμφανίζεται όταν υπάρχουν δύο τρόποι λειτουργίας που ταξιδεύουν συνήθως με την ίδια ταχύτητα λόγω της γεωμετρίας του πυρήνα των ινών και της συμμετρίας τάσης που ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες λόγω τυχαίων ατελειών που μπορούν να σπάσουν τη συμμετρία.
Τι είναι η χρωματική διασπορά;
Χρωματική διασπορά είναι το φαινόμενο κατά το οποίο διαφορετικές φασματικές συνιστώσες ενός παλμού ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες. Μια χρωματική διασπορά συμβαίνει κυρίως για δύο λόγους. Ως πρώτος λόγος, ο δείκτης διάθλασης του πυριτίου (το πυρίτιο είναι το υλικό που χρησιμοποιούμε για να φτιάξουμε τις περισσότερες οπτικές ίνες), εξαρτάται από τη συχνότητα του φωτός. Μπορούμε να το ονομάσουμε συστατικό διασποράς υλικού στη χρωματική διασπορά.
Εικόνα 02: Πρίσμα διασποράς
Ο δεύτερος λόγος είναι η διασπορά κυματοδηγού. Η φωτεινή ενέργεια ενός τρόπου λειτουργίας διαδίδεται εν μέρει στον πυρήνα και εν μέρει στην επένδυση. Επιπλέον, ο αποτελεσματικός δείκτης ενός τρόπου λειτουργίας βρίσκεται μεταξύ των δεικτών διάθλασης της επένδυσης και του πυρήνα. Η πραγματική τιμή του ενεργού δείκτη εξαρτάται από την αναλογία ισχύος που περιέχεται στην επένδυση και τον πυρήνα. Εάν το μεγαλύτερο μέρος της ισχύος βρίσκεται στον πυρήνα, ο αποτελεσματικός δείκτης πλησιάζει περισσότερο τον δείκτη διάθλασης του πυρήνα. Εάν το μεγαλύτερο μέρος της ισχύος βρίσκεται στην επένδυση, τότε ο αποτελεσματικός δείκτης είναι πιο κοντά στον δείκτη διάθλασης της επένδυσης. Η κατανομή ισχύος ενός τρόπου λειτουργίας μεταξύ του πυρήνα και της επένδυσης μιας ίνας είναι συνάρτηση του μήκους κύματος του φωτός που διέρχεται από την ίνα. Π.χ. μεγαλύτερο μήκος κύματος, περισσότερη ισχύς στην επένδυση. Επομένως, ακόμη και απουσία διασποράς υλικού, ο ενεργός δείκτης του τρόπου λειτουργίας αλλάζει όταν αλλάζει το μήκος κύματος, το οποίο ονομάζεται διασπορά κυματοδηγού.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Modal και Chromatic Dispersion;
Η τροπική και η χρωματική διασπορά είναι σημαντικές για την περιγραφή των οπτικών ιδιοτήτων των οπτικών ινών. Η τροπική διασπορά είναι ένας τύπος μηχανισμού παραμόρφωσης στον οποίο η παραμόρφωση εμφανίζεται σε πολυτροπικές ίνες και άλλους κυματοδηγούς. Η χρωματική διασπορά είναι το φαινόμενο κατά το οποίο διαφορετικές φασματικές συνιστώσες ενός παλμού ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες. Η βασική διαφορά μεταξύ τροπικής και χρωματικής διασποράς είναι ότι η τροπική διασπορά μπορεί να συμβεί με μια μονόχρωμη πηγή φωτός ενώ η χρωματική διασπορά δεν μπορεί να συμβεί με μια μονόχρωμη πηγή φωτός.
Σύνοψη – Modal vs Chromatic Dispersion
Η τροπική και η χρωματική διασπορά είναι σημαντικές για την περιγραφή των οπτικών ιδιοτήτων των οπτικών ινών. Η βασική διαφορά μεταξύ τροπικής και χρωματικής διασποράς είναι ότι η τροπική διασπορά μπορεί να συμβεί με μια μονόχρωμη πηγή φωτός ενώ η χρωματική διασπορά δεν μπορεί να συμβεί με μια μονόχρωμη πηγή φωτός.
