В световодах при передачи импульсных сигналов после прохождения некоторого расстояния импульсы искажаются, расширяются и наступает момент, когда соседние импульсы перекрывают друг друга.
Данное явление в теории световодов носит название дисперсии . В курсе физики дисперсией называется распространение синусоидальных волн разных частот с различными фазовыми скоростями.
Расширение импульсов устанавливает предельные скорости передачи информации по световоду при импульсно-кодовой модуляции и при малых потерях ограничивают длину участка регенерации. Дисперсия также ограничивает ширину полосы пропускания световода.
Рассмотрим явление дисперсии более подробно. Распространение импульса электромагнитной энергии по световоду может быть представлен в виде ряда лучей, как показано на рис.1.
Возможно вы искали - Реферат: Історія зв’язку та його розвиток
Аксиальный луч (1) распространяется вдоль оптической оси и проходит расстояние 
. Время пробега при этом составит
где 
- фазовая скорость электромагнитной волны.
Время пробега того же расстояния наклонным лучом с максимально возможным значением угла 
.
Похожий материал - Контрольная работа: Контроль характеристик термоперетворювачів опору
Так как максимальное значение определяется углом полного внутреннего отражения с , то
Когда эти два луча, переносящие электромагнитную энергию, складываются вместе, наклонный луч по сравнению с аксиальным лучом имеет временное запаздывание
Это приводит к тому, что форма выходного импульса по сравнению со входным импульсом искажается, импульс расширяется во времени (рис.1).
Очень интересно - Дипломная работа: Методика проектування пристроїв синхронізації
Такое явление называется межмодовой (модовой) дисперсией (
) и проявляется в многомодовых световодах. Однако данный вид дисперсии не единственный в волоконных световодах.
Дисперсия определяется тремя главными составляющими:
межмодовой;
волноводной;
материальной.
Вам будет интересно - Курсовая работа: Напрямки розвитку волоконної оптики
дисперсия волоконный световод волна
Волноводная (
) характеризуется зависимостью групповой скорости моды от длины волны, а материальная (
) - зависимостью коэффициента преломления материала световода от длины волны.
Результирующая дисперсия может быть рассчитана по формуле:
.
Различные виды дисперсии проявляются по-разному в различных типах волоконных световодов. В ступенчатых многомодовых оптических волокнах доминирует межмодовая дисперсия, которая рассчитывается по формуле:
Похожий материал - Контрольная работа: Нелинейные эффекты вынужденного неупругого рассеивания световой волны в волокне
,
где 
.
В реальных ступенчатых волоконных световодах расширение импульса составляет =20 нс/км. В градиентных волоконных световодах модовая дисперсия практически отсутствует. Это объясняется параболическим профилем показателя преломления сердечника стекловолокна (рис.2).
