1. 재료분산 + 구조분산 = 색분산
ㅇ 재료 분산 (Material Dispersion)
- 매질의 굴절율(n=c/v) 변화에 대한 파장 의존성에 기인
. 광섬유를 구성하는 재료가 굴절율이 같은 물질이라도,
. 입력 파동 파장의 변화에 따라, 굴절율이 다르게 변화함에 따라 속도차가 발생하는 분산
ㅇ 구조 분산/도파로 분산 (Waveguide Dispersion)
- 전파모드(입사각) 마다 다른 위상속도 및 군속도의 파장 의존성에 기인
. 재료물질 특성이 아닌 구조적 요인(입사각)에 의한 분산(Dispersion) 현상
. 기하학적인 형태 및 굴절률 분포에 따라, 분산 발생
2. 재료 분산 (Material Dispersion)
ㅇ 재료분산은 파장에 따른 굴절율 변화로 광 펄스 파형이 벌어지는 현상
- 굴절율이 같은 재료라도 입력 파장 변화에 따라 굴절율이 달라짐에 따라 속도차 발생
ㅇ 다중모드 광섬유 보다는 단일모드 광섬유에서 영향을 많이 받음
ㅇ 순수 실리카(Si)에서 1300 nm 파장대의 재료분산 값은 0
- 즉, 이 파장에서는 재료분산으로 인한 펄스퍼짐 현상이 나타나지 않음.
ㅇ 한편, 코히어런트한 광일수록 재료분산이 작아짐
3. 구조 분산 또는 도파로 분산 (Waveguide Dispersion)
※ 보통 도파로 재료 물질은 분산성이 있으므로 구조분산 및 재료분산은 동시에 존재
ㅇ 구조분산 발생원인
- 광 에너지 일부가 광 코어로 내부전반사하는 중에,
. 클래딩 부분으로 약간 누설되며,
. 클래딩 굴절률이 광 코어 굴절률 보다 약간 작으므로,
. 클래딩에서의 속도가 코어에서의 속도 보다 약간 빨라져서,
. 결국 시간차이가 생겨서,
- 이로 인해 펄스의 퍼짐 현상이 발생
ㅇ 구조분산 영향
- 구조분산은 재료분산 처럼 다중모드 보다는 단일모드 광섬유에서 더 문제가 됨
- 구조분산은 일반적으로 짧은 파장대에서 강한 영향을 줌
ㅇ 구조분산 극복
- 실제적으로 사용 파장에서 재료분산과 구조분산이 서로 상쇄토록 설계됨 ☞ 영분산 점 참조