Mevcut optik iletişim geliştirme dalgasında, fiber optik kablolar ve bileşenler çeşitli alanlarda yaygın olarak uygulanmış ve ilerlemenin temel itici güçleri haline gelmiştir. Optik alanda önemli bir kavram olan fiber optik dağılım, yalnızca optik iletişimin gelişimini derinden etkilemekle kalmaz, aynı zamanda spektroskopi, optik görüntüleme ve diğer alanlarda da büyük bir potansiyel göstermektedir.
Fiber Optik Dağılım Nedir?
Fiber optik dispersiyon, farklı frekans bileşenleri ve mod bileşenleri taşıyan optik fiberler aracılığıyla iletilen sinyallerin, bu bileşenlerin iletim hızlarındaki değişiklikler nedeniyle bozulmaya uğraması olgusunu ifade eder.
Optik Fiberlerdeki Dağılım Optik İletişim Sistemlerini Nasıl Etkiler?
Optik fiberlerdeki dağılım, optik darbelerin darbe genişlemesine neden olur. Dağılım şiddetli olduğunda, optik darbeler zaman içinde üst üste gelebilir ve bu da semboller arası girişime ve artan bit hata oranına yol açar. Bu nedenle, fiber optik dağılımı yalnızca optik fiberlerin iletim kapasitesini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda optik iletişim sistemlerinin röle mesafesini de sınırlar.
Fiber Optik Dağılım Çeşitleri ve İlişkileri Nelerdir?
Fiber optik dispersiyon esas olarak malzeme dispersiyonunu, polarizasyon modu dispersiyonunu (PMD), dalga kılavuzu dispersiyonunu ve mod dispersiyonunu içerir.
Malzeme Dağılımı:
Malzeme dağılımı, fiber malzemenin kırılma indisindeki ışık dalgasının frekansına bağlı olarak meydana gelir. Tipik olarak, fiber malzemenin kırılma indisi ışık dalgasının frekansına bağlı olarak değişir ve sinyalin farklı frekans bileşenlerinin farklı grup hızlarına sahip olmasına neden olarak dağılıma yol açar.
Polarizasyon Modu Dağılımı:
Polarizasyon modu dağılımı, PMD olarak kısaltılır, optik fiberlerdeki polarizasyon dağılımını ifade eder. Gerçek fiberdeki temel modun iki ortogonal polarizasyon modu içermesi nedeniyle oluşur. Fiber boyunca yayılma sırasında, sıcaklık ve basınç değişimleri gibi dış etkenler bu modlar arasında bağlantıya neden olur ve farklı hızlarda yayılarak darbe genişlemesine ve sinyal bozulmasına yol açar.
Dalga Kılavuzu Dağılımı:
Dalga kılavuzu dispersiyonu, farklı frekanslı ışık dalgaları için dalga kılavuzu yapısının farklı kılavuzlama özelliklerinden kaynaklanır. Lifteki dalga kılavuzu yapısı, lifin iç yapısı veya çevre tarafından oluşturulan dış kısıtlamalar veya mikro yapılar olabilir. Dalga kılavuzu dispersiyonu tipik olarak yayılma sabitinin frekansa bağımlılığı olarak ortaya çıkar ve bu da farklı frekanslı ışık dalgalarının dalga kılavuzu içinde farklı hızlarda yayılmasıyla sonuçlanır.
Mod Dağılımı:
Mod dağılımı, fiberdeki ışık dalgalarının farklı iletim modlarının (örneğin, temel mod, yüksek dereceli modlar) farklı iletim karakteristiklerinden kaynaklanır. Işık dalgaları fiberde yayılırken, mod alanı dağılım farklılıkları farklı frekanslı ışık dalgalarının farklı faz hızlarına sahip olmasına neden olur ve bu da mod dağılımına yol açar.
Fiber Optik Dağılımının Test Yöntemleri:
1. Zaman Alanı Yöntemleri: Bunlar, fiberlerin dağılım özelliklerini ölçmek için optik darbelerin zaman içinde genişlemesini gözlemlemeyi içerir. Yaygın yöntemler arasında Optik Zaman Alanı Reflectometrisi (OTDR) ve Öz Faz Modülasyonu (SPM) bulunur.
2. Frekans Alanı Yöntemleri: Bunlar, fiber dağılım özelliklerini ölçmek için frekans alanındaki değişiklikleri gözlemlemeyi gerektirir. Frekans alanı spektroskopisi ve frekans alanı faz kaydırma yöntemleri yaygın olarak kullanılan tekniklerdir.
3. Faz Karşılaştırma Yöntemi: Bu yöntem, fiberden iletilen farklı frekanslardaki ışık dalgalarının faz farklılıklarından yararlanarak fiber dispersiyon özelliklerini ölçer.
Sonuç olarak, çeşitli türleri ve test yöntemleriyle fiber optik dispersiyon, optik iletişim sistemlerinin performansını önemli ölçüde etkiler. Bu dispersiyon olaylarını anlamak ve kontrol etmek, çeşitli uygulamalarda fiber optik sistemlerinin performansını optimize etmek için çok önemlidir.