Põhiline erinevus modaalse ja kromaatilise dispersiooni vahel on see, et modaalne hajumine võib toimuda monokromaatilise valgusallika korral, samas kui kromaatiline hajumine ei toimu monokromaatilise valgusallika korral.
Modaalne ja kromaatiline dispersioon on optiliste kiudude optiliste omaduste kirjeldamisel olulised terminid. Modaalne dispersioon on teatud tüüpi moonutusmehhanism, mille puhul moonutus esineb mitmemoodilistes kiududes ja muudes lainejuhtides. Kromaatiline dispersioon on nähtus, mille korral impulsi erinevad spektrikomponendid liiguvad erinevatel kiirustel.
Mis on modaalne dispersioon?
Modaalne dispersioon on teatud tüüpi moonutusmehhanism, mille puhul moonutus esineb mitmemoodilistes kiududes ja muudes lainejuhtides. Siin levib signaal aja jooksul, kuna optilise signaali levimiskiirus ei ole kõigi režiimide puhul sama. Modaalsel hajutamisel on ka teisi nimetusi, nagu mitmemoodiline moonutus, mitmemoodiline hajumine, modaalne moonutus, intermodaalne moonutus jne.
Kiiroptika analoogia modaalse hajutamise protsessi käigus sisenevad valguskiired kiu erineva nurga all kiu telje suhtes (erinevus ilmneb kuni kiu vastuvõtunurgani). Valguskiired, mis sisenevad kiudu madalate nurkadega, liiguvad otsemat teed. Lisaks saabuvad need kiired kiiremini kui järsema nurga all sisenevad kiired.
Joonis 01: Optiline kiud
Lisaks võib modaalne dispersioon piirata mitmemoodiliste kiudude ribalaiust. Gradeeritud murdumisnäitaja profiiliga kiusüdamiku kasutamine võib modaalset dispersiooni märkimisväärselt vähendada, kuid ei saa seda täielikult kõrvaldada. Näiteks valmistatakse kasutamiseks mitmemoodiline gradueeritud indeksiga kiud, mille ribalaius 850 nm juures ületab 3,5 GHz.km.
PMD ehk polarisatsioonirežiimi dispersioon on modaalse dispersiooni erijuhtum, mis on kiuddispersioon, mida tavaliselt seostatakse ühemoodiliste kiududega. Tavaliselt ilmneb PMD, kui on kaks režiimi, mis liiguvad tavaliselt sama kiirusega kiudude südamiku geomeetria ja pingesümmeetria tõttu, mis liiguvad erineva kiirusega juhuslike ebatäiuslikkuse tõttu, mis võivad sümmeetriat rikkuda.
Mis on kromaatiline dispersioon?
Kromaatiline dispersioon on nähtus, mille korral impulsi erinevad spektraalkomponendid liiguvad erinevatel kiirustel. Kromaatiline dispersioon tekib peamiselt kahel põhjusel. Esimese põhjusena sõltub ränidioksiidi murdumisnäitaja (ränidioksiid on materjal, mida me kasutame enamiku optiliste kiudude valmistamiseks) valguse sagedusest. Võime seda nimetada materjali dispersioonikomponendiks kromaatilises dispersioonis.
Joonis 02: hajutav prisma
Teine põhjus on lainejuhi dispersioon. Režiimi valgusenergia levib osaliselt südamikus ja osaliselt kattes. Veelgi enam, režiimi efektiivne indeks asub katte ja südamiku murdumisnäitajate vahel. Efektiivse indeksi tegelik väärtus sõltub vooderdises ja südamikus sisalduva võimsuse osakaalust. Kui suurem osa võimsusest on südamikus, läheneb efektiivne indeks südamiku murdumisnäitajale. Kui suurem osa võimsusest on kattekihis, on efektiivne indeks katte murdumisnäitajale lähemal. Kiudude südamiku ja katte vahelise režiimi võimsuse jaotus sõltub kiudu läbiva valguse lainepikkusest. Nt. mida pikem lainepikkus, seda rohkem võimsust kattes. Seetõttu muutub lainepikkuse muutumisel režiimi efektiivne indeks isegi materjali dispersiooni puudumisel, mida nimetatakse lainejuhi dispersiooniks.
Mis vahe on modaalsel ja kromaatilisel dispersioonil?
Modaalne ja kromaatiline dispersioon on optiliste kiudude optiliste omaduste kirjeldamisel olulised. Modaalne dispersioon on teatud tüüpi moonutusmehhanism, mille puhul moonutus esineb mitmemoodilistes kiududes ja muudes lainejuhtides. Kromaatiline dispersioon on nähtus, mille korral impulsi erinevad spektrikomponendid liiguvad erinevatel kiirustel. Peamine erinevus modaalse ja kromaatilise dispersiooni vahel on see, et modaalne hajumine võib toimuda monokromaatilise valgusallika korral, samas kui kromaatiline hajumine ei toimu monokromaatilise valgusallika korral.
Kokkuvõte – modaalne vs kromaatiline dispersioon
Modaalne ja kromaatiline dispersioon on optiliste kiudude optiliste omaduste kirjeldamisel olulised. Peamine erinevus modaalse ja kromaatilise dispersiooni vahel on see, et modaalne hajumine võib toimuda monokromaatilise valgusallika korral, samas kui kromaatiline hajumine ei toimu monokromaatilise valgusallika korral.
