Дайте понятие областей нормальной и аномальной дисперсии
| Нормальная и аномальная дисперсия | |
| Итак, дисперсия света – это зависимость показателя преломления вещества от частоты световой волны
соответствуют нормальной дисперсии света(с ростом частоты ν показатель преломления n увеличивается). Нормальная дисперсия наблюдается у веществ, прозрачных для света. Например, обычное стекло прозрачно для видимого света, и в этой области частот наблюдается нормальная дисперсия света в стекле. На основе явления нормальной дисперсии основано «разложение» света стеклянной призмой монохроматоров. Дисперсия называется аномальной, если
т.е. с ростом частоты ν показатель преломления n уменьшается. Аномальная дисперсия наблюдается в областях частот, соответствующих полосам интенсивного поглощения света в данной среде. Например, у обычного стекла в инфракрасной и ультрафиолетовой частях спектра наблюдается аномальная дисперсия. Зависимости n от ν и λ показаны на рис. 10.4 и 10.5.
В зависимости от характера дисперсии групповая скорость u в веществе может быть как больше, так и меньше фазовой скорости υ (в недиспергирующей среде Групповая скорость u связана с циклической частотой ω и волновым числом k соотношением:
Таким образом, при нормальной дисперсии u < υ и При аномальной дисперсии u > υ, и, в частности, если |
. Эта зависимость не линейная и не монотонная. Области значения ν, в которых
(или 
) 
(или 
), 
).
, где 
, 
. Тогда
. Отсюда можно записать:
. 
.
, то u > c. Этот результат не противоречит специальной теории относительности. Понятие групповой скорости правильно описывает распространение только такого сигнала (волнового пакета), форма которого не изменяется при перемещении сигнала в среде. (Строго говоря, это условие выполняется только для вакуума, т.е. в недиспергирующей среде). В области частот, соответствующих аномальной дисперсии, групповая скорость не совпадает со скоростью сигнала, так как вследствие значительной дисперсии форма сигнала так быстро изменяется, что не имеет смысла говорить о групповой скорости.Объяснить влияние дисперсии на форму импульса при распространении по оптическому волокну.
Хроматическая дисперсия ограничивает частотный диапазон оптического волокна, что снижает пропускную способность, и существенно снижает дальность передачи сигналов.
Рис. 1. Зависимость хроматической дисперсии от длины волны
На рисунке 1 кривая 1 - хроматическая дисперсия чистого кварцевого стекла, кривая 2 - характеристика волокна со смещенной дисперсией.
Рис. 2. Хроматическая дисперсия одномодовых волокон в окне 1550 нм