Dispersione ottica: differenze tra le versioni

Contenuto cancellato Contenuto aggiunto
RolloBot (discussione | contributi)
m Bot: Correzione di uno o più errori comuni
Riga 44:
Se ''D'' è minore di zero, si dice che il mezzo ha ''dispersione positiva''. Se ''D'' è maggiore di zero, il mezzo ha ''dispersione negativa''. Se un impulso di luce si propaga lungo un mezzo a dispersione normale, il risultato è che le componenti a frequenze maggiori viaggiano più lente delle componenti a frequenze inferiori. L'impulso diventa quindi ''[[chirp]]ato positivamente'', ossia la frequenza cresce con il tempo. Al contrario, se un impulso di luce si propaga lungo un mezzo a dispersione anomala, le componenti a frequenze maggiori viaggiano più veloci delle componenti a frequenze inferiori e l'impulso diventa ''chirpato negativamente'', ossia la frequenza decresce nel tempo.
 
Il risultato dell GVD, sia positiva che negativa, è in definitiva l'allargamento dell'impulso. Questo rende la gestione della dispersione estremamente importante in sistemi di comunicazione ottici basati sulla [[fibra ottica]]., dal momento che, se la dispersione è troppo alta, impulsi successivi che rappresentano uno stream di bit si allargano nel tempo e si sovrappongono nel tempo, rendendo impossibile ricostruire lo stream (interferenza intersimbolica). Questo limita la lunghezza della fibra lungo cui un segnale può essere inviato senza rigenerazione. Una possibile risposta a questo problema è inviare segnali ad una lunghezza d'onda in cui la GVD è nulla (ad esempio intorno ai ~1.3-1.5 μm nelle fibre standard), in modo che gli impulsi a tale lunghezza d'onda soffrano di allargamenti minimi causati dalla dispersione; nella pratica tuttavia, questo approccio causa più problemi di quanti ne risolva, poiché una dispersione nulla causa un'amplificazione inaccettabile degli altri [[ottica nonlineare|effetti nonlineari]] (come il [[Four Wave Mixing]]). Un'altra opzione possibile è quella di usare [[solitone|impulsi solitonici]] in regime di dispersione anomala , ossia una forma di impulso ottico che sfrutta gli effetti nonlineari per mantenere la sua forma inalterata; i solitoni, tuttavia, presentano un limite pratico legato al fatto che la loro potenza deve essere mantenuta oltre un certo livello affinché l'impatto dei fenomeni nonlineari sia sempre sufficiente a contrastare la GVD. La soluzione correntemente usata è invece quella dieffettuare la [[compensazione della dispersione]], tipicamente utilizzando un tratto di fibra che presenti la dispersione esattamente inversa a quella di trasmissione, in modo che l'effetto dispersivo risulti cancellato; tale compensazione è limitata dagli effetti nonlineari come il [[self phase modulation]], che interagiscono con la dispersione e ne rendono molto difficile la compensazione.
 
Il controllo della dispersione è importante anche nei [[laser]] che producono impulsi ultra-corti. La dispersione totale del risonatore ottico è un fattore decisivo nel determinare la durata dell'impulso emesso dal laser. Una coppia di [[prisma|prismi]] ottici possono essere posizionati in modo da produrre una dispersione netta negativa, che può essere usata per compensare la dispersione del mezzo laser, solitamente positiva. Per produrre effetti di dispersione possono essere impiegati anche [[reticolo di diffrazione|reticoli di diffrazione]]; di solito tali dispositivi sono utilizzati in amplificatori laser ad alta potenza. Recentemente è stat sviluppata un'alternativa a prismi e reticoli: gli specchi chirpati. Questi specchi sono coperti da un dielettrico, in modo che le diverse lunghezze d'onda abbiano diverse lunghezze di penetrazione e di conseguenza differenti ritardi di gruppo. Gli strati di copertura possono essere progettati in modo da ottenere una dispersione totale negativa.