光纖色散原理簡(jiǎn)介摘要:光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸引起光信號(hào)畸變、脈沖展寬。由于光信號(hào)能量是由不同頻率和模式成分共同承載的,因而引起色散的原因與機(jī)理也是多方面的。色散的主要機(jī)理與類(lèi)型包括:多模光纖的模式色散(或稱(chēng)模間色散);由于光纖材料固有的折射率對(duì)波長(zhǎng)依賴(lài)性而產(chǎn)生的波導(dǎo)色散;以及單模光纖中兩種不同偏振模式傳輸速度不同而引起的偏振色散。一、模間色散多模光纖中,即使對(duì)同一波長(zhǎng),不同傳輸模式仍具有不同的群速度,即傳播速度不同,由此引起的脈沖展寬,稱(chēng)為“模間色散”。模間色散引起的脈沖展寬是各種色散因素中影響嚴(yán)重的一種。并且,傳輸?shù)哪J皆蕉啵}沖展寬越嚴(yán)重。模間色散是發(fā)生在多模光纖和其他波導(dǎo)中的一種信號(hào)畸變機(jī)制 ...
過(guò)使用第二個(gè)色散元件,棱鏡或低分辨率光柵來(lái)解決的,它垂直于中階梯光柵,并在探測(cè)器上扇形展開(kāi),因此它們位于彼此上方的跡線(xiàn)中。這有效地將源光譜轉(zhuǎn)換為探測(cè)器上的連續(xù)光譜跡線(xiàn)堆棧,每個(gè)跡線(xiàn)覆蓋的光譜范圍很短,分辨率很高。這使得在一次拍攝中記錄寬帶高分辨率光譜成為可能,這就是為什么階梯光柵長(zhǎng)期以來(lái)一直是天文觀測(cè)中shou選的工具。需要專(zhuān)門(mén)的分析軟件來(lái)解開(kāi)堆疊的光譜序列,并將它們合并成一個(gè)覆蓋全范圍的校準(zhǔn)光譜。這需要精確的波長(zhǎng)校準(zhǔn)——將每個(gè)像素的位置與唯yi的波長(zhǎng)相匹配,并仔細(xì)的通量校準(zhǔn)以消除由光學(xué)器件和探測(cè)器的波長(zhǎng)相關(guān)效率引起的每個(gè)階的強(qiáng)度變化,特別是光柵在每個(gè)階上印下的強(qiáng)度剖面(所謂的火焰剖面)。下面 ...
A材料的光學(xué)色散(柯西系數(shù))由制造商提供。用MProbeVis測(cè)量涂層的厚度。圖3 PMMA的測(cè)量:測(cè)量數(shù)據(jù)與模型。厚度:143.2nm三、硅上光刻膠利用MProbeMSPVis系統(tǒng)(使用20μm的測(cè)點(diǎn))測(cè)量PR。PR的折射率尚不清楚。PR的光學(xué)常數(shù)用CauchyK近似表示----n和k隨厚度一起測(cè)量圖4 硅片上的光刻膠點(diǎn)(15×15um)圖5測(cè)量結(jié)果:模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的擬合。厚度:3341nm圖6 測(cè)量光刻膠的n和k四、藍(lán)寶石晶圓上的光刻膠。為了準(zhǔn)確地確定PR的R.I.離散度,我們首先使用直接曲線(xiàn)擬合并測(cè)量以下參數(shù):1.PR的厚度2.PR的R.I.色散。直接測(cè)量的參數(shù)是柯西系數(shù),因?yàn)?span style="color:red;">色散是用柯 ...
射率(材料的色散)已知,使用FFT厚膜算法很容易測(cè)量它們的厚度。這種方法不需要精確的校準(zhǔn)或詳細(xì)的膜堆模型,在生產(chǎn)環(huán)境中使用方便。然而,如果不知道正確的折射率,厚度讀數(shù)也會(huì)不準(zhǔn)確。樣品測(cè)量MProbe 20 Vis在400-1000nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)量包覆和未包覆的樣品。圖1 帶有聚對(duì)二甲苯涂層的Al樣品為了快速估計(jì)樣本的厚度,我們使用了基于厚膜FFT的算法圖2 聚對(duì)二甲苯厚層在拼接鋁上的反射光譜。圖3 采用厚膜算法測(cè)量(12.7 μm)的結(jié)果-假設(shè)對(duì)二甲苯X折射率由于我們不知道我們使用的折射率是否正確,我們需要驗(yàn)證模型與測(cè)量數(shù)據(jù)的擬合。這將使我們能夠更準(zhǔn)確地確定折射率和厚度。為了測(cè)量涂層,我們首 ...
光通過(guò)一小段色散補(bǔ)償光纖之后輸入光頻梳偏頻測(cè)量模塊(COSMO),可以檢測(cè)到載波包絡(luò)偏移信號(hào)(fCEO),載波包絡(luò)偏移信號(hào)(fCEO)在放大、濾波之后進(jìn)入鎖相環(huán)等反饋模塊,為激光器提供反饋信號(hào)。此時(shí)的射頻頻譜分析儀上就可以看到具有相干尖峰了。我們將放大器輸出連接到光頻梳偏頻測(cè)量模塊(COSMO),并調(diào)整放大器以提供max的fCEO信號(hào)。在300 kHz分辨率帶寬下,fCEO的信噪比約為36 dB,在100 kHz分辨率帶寬下,信噪比約為42 dB(圖4)。這樣的信噪比數(shù)據(jù)對(duì)于fCEO所需的精確可靠的鎖定來(lái)說(shuō)綽綽有余。然后,我們將fCEO電信號(hào)連接到Vescent SLICE-OPL并開(kāi)始反饋控 ...
口(對(duì)應(yīng)于零色散)中運(yùn)行。10GBASE-LR(Long Range)標(biāo)準(zhǔn)提出了使用10Gb/s數(shù)據(jù)流在1310nm的10kmSSMF上實(shí)現(xiàn)10千兆以太網(wǎng)協(xié)議光實(shí)現(xiàn)。目前,用于這些應(yīng)用的1.3-um光源主要由直接調(diào)制的Fabry-Perot或分布反饋激光器組成。然而,使用垂直腔面發(fā)射激光器(VCSELs)代替邊緣發(fā)射器是非常可取的,因?yàn)樗鼈兙哂泄逃械膬?yōu)點(diǎn),如優(yōu)越的光束質(zhì)量,極低的功耗和降低的制造成本。如今,長(zhǎng)波VCSEL技術(shù)已經(jīng)取得了重大進(jìn)展,使其工作速度達(dá)到10Gb/s,在高溫下也取得了良好的效果。另一方面,光互連和數(shù)據(jù)通信應(yīng)用將導(dǎo)致在非冷卻條件下將比特率提高到12.5Gb/s,以保持低成本 ...
件在沒(méi)有任何色散補(bǔ)償?shù)那闆r下耦合到4.2km標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(SMF)上。耦合是主動(dòng)穩(wěn)定的。為了更好地調(diào)整誤碼率測(cè)試設(shè)備的決策電平,我們使用了高帶寬光電探測(cè)器,信號(hào)通過(guò)摻鉺光纖放大器(EDFA)進(jìn)行預(yù)放大。為了突出調(diào)制下的偏振穩(wěn)定性,我們使用了特殊的保偏EDFA。因此,在該方案中,極化翻轉(zhuǎn)將意味著一個(gè)比特誤差。給定的接收功率是在EDFA放大之前,并且仍然不受激光的限制,因?yàn)樵谶@種情況下將需要第二個(gè)EDFA。如圖2.a)所示,在偽隨機(jī)比特序列(PRBS)為27-1、數(shù)據(jù)速率為25Gb/s的條件下,實(shí)現(xiàn)了4.2kmSMF和背靠背(BTB)的無(wú)差錯(cuò)數(shù)據(jù)傳輸。器件在室溫下分別以12.5mA和12mA的偏置 ...
dB/km;色散:2.5ps/nm·km),無(wú)色散補(bǔ)償。在不同的溫度(20℃和70℃)下進(jìn)行測(cè)量,在每個(gè)溫度下都找到一個(gè)非常佳的工作點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)相同的5.5dB消光比,保持12.4mA的偏置電流恒定,并改變調(diào)幅。該信號(hào)由一個(gè)靈敏度為26dBm、消光比為10.2dB的雪崩光電二極管檢測(cè)。圖4(a)顯示了在工作溫度為20℃時(shí)檢測(cè)到的眼圖。由于傳播,色散增加,但在40公里SSMF傳播后,眼仍然是打開(kāi)的,沒(méi)有明顯的退化。在圖4(b)中,報(bào)告了20℃時(shí)接收功率的誤碼率曲線(xiàn)。在BER下,在10公里的傳播后會(huì)出現(xiàn)輕微的損失(0.5dB),而在20公里和30公里的SSMF傳播后會(huì)出現(xiàn)大約1dB的功率損失。40公 ...
直接集成到金色散熱器中。這些小孔徑器件的輸出功率通常在1.5mW左右。具有較大孔徑的器件顯示單模輸出功率為幾毫瓦,并在85℃時(shí)提供高于0dBm的功率水平。波長(zhǎng)是高度可調(diào)的,但在相同的驅(qū)動(dòng)電流陣列內(nèi)幾乎相同。對(duì)于所有被研究的陣列,光譜不均勻性小于1nm,遠(yuǎn)低于4-5nm的調(diào)諧范圍。VCSEL陣列內(nèi)單個(gè)激光器的小信號(hào)調(diào)制性能是通過(guò)與共面射頻(RF)探頭直接接觸激光來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這種設(shè)置與倒裝芯片的設(shè)備相當(dāng),可以以更低的成本實(shí)現(xiàn)更好的性能。圖3繪制了VCSEL陣列在不同偏置電流下的小信號(hào)頻率響應(yīng)測(cè)量結(jié)果。對(duì)于每個(gè)偏置條件,實(shí)線(xiàn)都適合于包括弛豫共振頻率、阻尼因子和寄生極在內(nèi)的三極濾波器函數(shù)。曲線(xiàn)擬合允許提 ...
播,導(dǎo)致模式色散(因?yàn)槊總€(gè)“模式”的光以不同的角度進(jìn)入光纖,它們?cè)诓煌臅r(shí)間到達(dá)另一端,這種特性稱(chēng)為模式色散。)模色散技術(shù)限制了多模光纖的帶寬和距離,導(dǎo)致纖芯粗,傳輸速率低,傳輸距離短,整體傳輸性能差。然而,多模光纖具有成本相對(duì)較低的優(yōu)勢(shì),通常用于建筑物或地理上相鄰的環(huán)境。單模光纖只允許一束光傳播,因此不表現(xiàn)出模式色散特性。因此,單模光纖具有相應(yīng)纖芯較細(xì)、傳輸帶寬較寬、容量較高、傳輸距離較遠(yuǎn)的特點(diǎn)。一、單模光纖單模光纖只有一根(大多數(shù)應(yīng)用中是兩根)玻璃纖維,纖芯直徑范圍為8.3 μm 至10 μm。由于纖芯直徑相對(duì)較窄,單模光纖只能傳輸波長(zhǎng)為1310nm或1550 nm的光信號(hào),與光器件的耦合 ...
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