Dispersão material em fibra

A dispersão material alarga pulsos ópticos porque comprimentos de onda diferentes no espectro da fonte viajam com velocidades de grupo ligeiramente distintas dentro do vidro. A estimativa de primeira ordem desse alargamento temporal é um produto simples: valor absoluto do parâmetro de dispersão material vezes a largura espectral vezes o comprimento da fibra. Esta calculadora de dispersão material em fibra recebe D em picossegundos por nanómetro por quilómetro, Δλ em nanómetros e L em quilómetros, e devolve o alargamento do pulso em picossegundos com uma string de fórmula estável para registos e trabalhos. Orçamentos de ligação em telecomunicações, laboratórios universitários de fibra e comparações de díodos laser precisam da mesma forma fechada antes de abrir simuladores não lineares ou de guia de onda completos.

O que significa o alargamento por dispersão material em fibra

Dentro da sílica e de outros vidros ópticos o índice de refração depende do comprimento de onda, logo o atraso de grupo por unidade de comprimento também depende dele. Quando a fonte não é monocromática, as componentes espectrais acumulam atrasos diferentes e a envolvente do pulso estica no tempo. O modelo industrial de primeira ordem concentra esse efeito num parâmetro de dispersão D, habitualmente em picossegundos de variação de atraso por nanómetro de variação de comprimento de onda e por quilómetro de fibra.

Multiplicar o valor absoluto de D pela largura espectral da fonte Δλ e pelo comprimento do troço L dá a contribuição esperada da dispersão material ao alargamento: Δt é igual a |D| vezes Δλ vezes L. D positivo associa-se muitas vezes à região de dispersão normal; D negativo, à anómala, usada em discussões de solitões e compensação. Para a magnitude do alargamento o sinal cancela-se, por isso esta calculadora usa |D|.

O modelo ignora a dispersão de guia de onda (que pode cancelar ou somar-se à material em fibra monomodo real), a dispersão por modo de polarização, a automodulação de fase e as declividades de dispersão de ordem superior. É a estimativa de manual e de orçamento de ligação que convém quando D, a largura de linha e o comprimento já vêm da ficha técnica ou do enunciado, não um solucionador completo de GVD a partir de coeficientes de Sellmeier.

Onde as equipas usam esta estimativa na prática

Os cursos de comunicações ópticas propõem problemas intermináveis sobre o alargamento por dispersão material a partir de um D de catálogo, a largura espectral de um laser ou LED e o comprimento da ligação; um oráculo fiável acelera a correção e a preparação de laboratório. Planeadores de redes de acesso e metro comparam essa figura em picossegundos com orçamentos de período de bit antes de decidir se é necessária compensação de dispersão, fontes mais estreitas ou regeneradores mais próximos.

Fornecedores de componentes publicam curvas de D versus comprimento de onda e querem um produto transparente de D, Δλ e L em calculadoras de marketing e notas de aplicação. Grupos de instrumentação estimam quanto uma fonte ASE de banda larga se estica após um carretel de fibra ao projetar bancadas OTDR, de sensoriamento ou de óptica não linear.