首页/文章/ 详情

RP 系列激光分析设计软件 | 模间色散

墨光科技

4月前浏览2331

模间色散

模间色散(也称为模式色散)是一种现象，即在多模光纤(或其他波导)中传播的光的群速度不仅取决于光学频率(→色散)，还取决于所涉及的传播模式。

图1显示了一个数值模拟，其中一个200fs的超短脉冲被发射到一个50cm长的多模光纤中，从而激发多个模式。在光纤之后，由于不同模式的不同群速度，相应的模式的贡献也出现在不同的时间。基模最先出现，因为它最快。

图1:注入50cm长多模光纤的200fs输入脉冲的输出功率与时间的关系。

模间色散的强度可以量化为差模延迟(DMD)。它很大程度上取决于纤芯内和周围光纤的折射率分布。例如，对于阶跃折射率分布，高阶模式具有较低的群速度，这可能导致10 ps/m = 10 ns/km数量级的差分群延迟。因此，在一千米长的光纤链路中实现每秒几个G比特的数据速率几乎是不可能的。

在基于多模光纤的光纤通信系统中，模间色散会严重限制可达到的数据传输速率(比特率)。为了避免强烈的信号失真，通常需要将脉冲保持足够长，以保持不同模式分量的合理时间重叠，这不可避免地会限制数据速率。

消除模间色散的自然方法是使用基于单模光纤的光纤链路:如果只有一种传播模式可用(不考虑可能的偏振模式色散和包层模式)，则传播时间之间不会有差异。不过，使用抛物线折射率分布的多模光纤也能最大程度地减少模间色散。

武汉墨光是光学领域优质服务商，提供SYNOPSYS™ 光学设计软件、ASAP 光学分析软件、APEX 光机系统分析与设计软件、RP 系列激光分析设计软件、 SimuLase™ 半导体模拟软件、Diffract 波动光学仿真软件、FDTD 仿真软件等产品的推广、销售、咨询、培训、技术支持、软件二次开发及解决方案等服务，辅助高校教学科研、研究所进行高端技术研发以及光机电厂商利用光学软件研发各领域的光学器件与光机系统，在最短时间内完成量产并获利。

来源：武汉墨光