La diferencia clave entre la dispersión modal y cromática es que la dispersión modal puede ocurrir con una fuente de luz monocromática, mientras que la dispersión cromática no puede ocurrir con una fuente de luz monocromática.
La dispersión modal y cromática son términos importantes para describir las propiedades ópticas de las fibras ópticas. La dispersión modal es un tipo de mecanismo de distorsión en el que la distorsión se produce en fibras multimodo y otras guías de ondas. La dispersión cromática es el fenómeno por el cual diferentes componentes espectrales de un pulso viajan a diferentes velocidades.
¿Qué es la dispersión modal?
La dispersión modal es un tipo de mecanismo de distorsión en el que la distorsión se produce en fibras multimodo y otras guías de ondas. Aquí, la señal se propaga con el tiempo porque la velocidad de propagación de la señal óptica no es la misma para todos los modos. Hay otros nombres para la dispersión modal, como distorsión multimodo, dispersión multimodo, distorsión modal, distorsión intermodal, etc.
Durante el proceso de dispersión modal en la analogía de la óptica de rayos, los rayos de luz ingresan a la fibra con diferentes ángulos con respecto al eje de la fibra (la diferencia ocurre hasta el ángulo de aceptación de la fibra). Los rayos de luz que ingresan a la fibra con ángulos poco profundos viajan por un camino más directo. Además, estos rayos llegan más rápido que los rayos que entran en un ángulo más pronunciado.
Figura 01: Fibra óptica
Además, la dispersión modal puede limitar el ancho de banda de las fibras multimodo. El uso de un núcleo de fibra que tenga un perfil de índice de refracción graduado puede reducir considerablemente la dispersión modal, pero no puede eliminarla por completo. Por ejemplo, la fibra de índice gradual multimodo que contiene un ancho de banda superior a 3,5 GHz.km a 850 nm se fabrica para su uso.
PMD o dispersión de modo de polarización es un caso especial de dispersión modal que es una dispersión de fibra que generalmente se asocia con fibras monomodo. Por lo general, la PMD ocurre cuando hay dos modos que normalmente se desplazan a la misma velocidad debido a la geometría del núcleo de la fibra y la simetría de tensiones que se desplazan a diferentes velocidades debido a imperfecciones aleatorias que pueden romper la simetría.
¿Qué es la dispersión cromática?
La dispersión cromática es el fenómeno por el cual diferentes componentes espectrales de un pulso viajan a diferentes velocidades. Una dispersión cromática se produce principalmente por dos motivos. Como primera razón, el índice de refracción de la sílice (la sílice es el material que usamos para fabricar la mayoría de las fibras ópticas) depende de la frecuencia de la luz. Podemos llamarlo el componente de dispersión material en la dispersión cromática.
Figura 02: Prisma dispersivo
La segunda razón es la dispersión de la guía de ondas. La energía luminosa de un modo se propaga en parte en el núcleo y en parte en el revestimiento. Además, el índice efectivo de un modo se encuentra entre los índices de refracción del revestimiento y del núcleo. El valor real del índice efectivo depende de la proporción de energía contenida en el revestimiento y el núcleo. Si la mayor parte de la potencia está en el núcleo, el índice efectivo se acerca más al índice de refracción del núcleo. Si la mayor parte de la energía está en el revestimiento, entonces el índice efectivo está más cerca del índice de refracción del revestimiento. La distribución de potencia de un modo entre el núcleo y el revestimiento de una fibra es una función de la longitud de onda de la luz que pasa a través de la fibra. P.ej. más larga la longitud de onda, más potencia en el revestimiento. Por lo tanto, incluso en ausencia de dispersión material, el índice efectivo del modo cambia cuando cambia la longitud de onda, lo que se denomina dispersión de guía de ondas.
¿Cuál es la diferencia entre dispersión modal y cromática?
La dispersión modal y cromática son importantes para describir las propiedades ópticas de las fibras ópticas. La dispersión modal es un tipo de mecanismo de distorsión en el que la distorsión se produce en fibras multimodo y otras guías de ondas. La dispersión cromática es el fenómeno por el cual diferentes componentes espectrales de un pulso viajan a diferentes velocidades. La diferencia clave entre la dispersión modal y cromática es que la dispersión modal puede ocurrir con una fuente de luz monocromática, mientras que la dispersión cromática no puede ocurrir con una fuente de luz monocromática.
Resumen: Dispersión modal frente a cromática
La dispersión modal y cromática son importantes para describir las propiedades ópticas de las fibras ópticas. La diferencia clave entre la dispersión modal y cromática es que la dispersión modal puede ocurrir con una fuente de luz monocromática, mientras que la dispersión cromática no puede ocurrir con una fuente de luz monocromática.
