Nøgleforskellen mellem modal og kromatisk spredning er, at modal spredning kan forekomme med en monokromatisk lyskilde, hvorimod kromatisk spredning ikke kan forekomme med en monokromatisk lyskilde.
Modal og kromatisk spredning er vigtige termer til beskrivelse af optiske fibres optiske egenskaber. Modal dispersion er en type forvrængningsmekanisme, hvor forvrængning forekommer i multimode fibre og andre bølgeledere. Kromatisk spredning er det fænomen, hvorved forskellige spektrale komponenter i en puls bevæger sig ved forskellige hastigheder.
Hvad er modal spredning?
Modal dispersion er en type forvrængningsmekanisme, hvor forvrængning forekommer i multimode fibre og andre bølgeledere. Her spredes signalet med tiden, fordi udbredelseshastigheden af det optiske signal ikke er den samme for alle tilstande. Der er nogle andre navne for modal dispersion, såsom multimode distortion, multimode dispersion, modal distortion, intermodal distortion osv.
Under processen med modal spredning i stråleoptik-analogi kommer lysstrålerne ind i fiberen med forskellige vinkler i forhold til fiberaksen (forskellen opstår op til fiberens acceptvinkel). De lysstråler, der kommer ind i fiberen med små vinkler, rejser en mere direkte vej. Disse stråler ankommer også hurtigere end de stråler, der kommer ind i en stejlere vinkel.
Figur 01: Optisk fiber
Desuden kan modal spredning begrænse båndbredden af multimode fibre. Anvendelse af en fiberkerne med en gradueret brydningsindeksprofil kan reducere den modale spredning betydeligt, men den kan ikke helt eliminere den. For eksempel er multimode graded-index fiber, der indeholder en båndbredde på over 3,5 GHz.km ved 850 nm, fremstillet til brug.
PMD eller polarisation mode dispersion er et særligt tilfælde af modal dispersion, som er en fiber dispersion, der norm alt forbindes med single-mode fibre. Typisk opstår PMD, når der er to tilstande, der norm alt bevæger sig med samme hastighed på grund af fiberkernens geometri og spændingssymmetri, der bevæger sig med forskellige hastigheder på grund af tilfældige ufuldkommenheder, der kan bryde symmetrien.
Hvad er kromatisk dispersion?
Kromatisk spredning er det fænomen, hvorved forskellige spektrale komponenter i en puls bevæger sig ved forskellige hastigheder. En kromatisk spredning opstår hovedsageligt af to årsager. Som den første grund er brydningsindekset for silica (silica er det materiale, vi bruger til at fremstille de fleste optiske fibre), afhængig af lysets frekvens. Vi kan kalde det materialespredningskomponenten i kromatisk spredning.
Figur 02: Dispersiv prisme
Den anden grund er bølgelederspredningen. En tilstands lysenergi forplantes dels i kernen og dels i beklædningen. Desuden ligger det effektive indeks for en tilstand mellem brydningsindeksene for beklædningen og kernen. Den faktiske værdi af det effektive indeks afhænger af andelen af strøm, der er indeholdt i beklædningen og kernen. Hvis det meste af strømmen er i kernen, bliver det effektive indeks tættere på kernens brydningsindeks. Hvis det meste af strømmen er i beklædningen, så er det effektive indeks tættere på beklædningens brydningsindeks. Effektfordelingen af en tilstand mellem kernen og beklædningen af en fiber er en funktion af bølgelængden af lys, der passerer gennem fiberen. For eksempel. længere bølgelængde, mere kraft i beklædningen. Derfor, selv i fravær af materialespredning, ændres det effektive indeks for tilstanden, når bølgelængden ændres, hvilket er navngivet som bølgelederspredningen.
Hvad er forskellen mellem modal og kromatisk spredning?
Modal og kromatisk spredning er vigtige i beskrivelsen af optiske fibres optiske egenskaber. Modal dispersion er en type forvrængningsmekanisme, hvor forvrængning forekommer i multimode fibre og andre bølgeledere. Kromatisk spredning er det fænomen, hvorved forskellige spektrale komponenter i en puls bevæger sig med forskellige hastigheder. Den vigtigste forskel mellem modal og kromatisk spredning er, at modal spredning kan forekomme med en monokromatisk lyskilde, mens kromatisk spredning ikke kan forekomme med en monokromatisk lyskilde.
Opsummering – Modal vs kromatisk spredning
Modal og kromatisk spredning er vigtige i beskrivelsen af optiske fibres optiske egenskaber. Den vigtigste forskel mellem modal og kromatisk spredning er, at modal spredning kan forekomme med en monokromatisk lyskilde, mens kromatisk spredning ikke kan forekomme med en monokromatisk lyskilde.
