Longitud de onda de dispersión cero

En una fibra óptica monomodo, la longitud de onda de dispersión cero es la longitud de onda o longitudes de onda en las que la dispersión del material y la dispersión de la guía de ondas se cancelan entre sí. En todas las fibras ópticas basadas en sílice, la dispersión mínima del material se produce de forma natural a una longitud de onda de aproximadamente 1300 nm. Las fibras monomodo pueden estar hechas de vidrios a base de sílice que contienen dopantes que desplazan la longitud de onda de dispersión del material y, por lo tanto, la longitud de onda de dispersión cero, hacia la ventana de pérdida mínima a aproximadamente 1550 nm. La compensación de ingeniería es un ligero aumento en el coeficiente de atenuación mínimo. Tal fibra se llama fibra de dispersión desplazada.

Otra forma de alterar la dispersión es cambiar el tamaño del núcleo y los índices de refracción del material del núcleo y el revestimiento. Debido a que los materiales de fibra óptica ya están altamente optimizados para una baja dispersión y una alta transparencia, se investigaron formas alternativas de cambiar el índice de refracción. Como una solución sencilla, se produjeron fibras cónicas y fibras perforadas o fibras de cristal fotónico (PCF). Esencialmente reemplazan el revestimiento por aire. Esto mejora el contraste de los índices de refracción por un factor de 10. Por lo tanto, el índice efectivo cambia, especialmente para longitudes de onda más largas. Este tipo de cambio del índice de refracción en función de la longitud de onda debido a una geometría diferente se denomina dispersión de guía de ondas. Como estas guías de onda estrechas (~1-3 μm de diámetro del núcleo) se combinan con pulsos ultracortos en la longitud de onda de dispersión cero, los pulsos no se destruyen instantáneamente por la dispersión. Después de alcanzar un cierto pico de potencia dentro del pulso, el índice de refracción no lineal comienza a desempeñar un papel importante que conduce a procesos de generación de frecuencia como modulación de fase propia (SPM), inestabilidad modulacional, generación de solitones y fisión de solitones, modulación de fase cruzada (XPM) y otros. Todos estos procesos generan nuevos componentes de frecuencia, lo que significa que la luz de entrada con un ancho de banda estrecho se expande en una amplia gama de nuevos colores, a través de un proceso llamado generación supercontinua.

El término también se usa, de manera más general, en fibra óptica multimodo. Allí, se refiere a la longitud de onda en la que la dispersión del material es mínima, es decir, esencialmente cero. Esto se llama más exactamente la longitud de onda de dispersión mínima.

Pendiente de dispersión cero

La tasa de cambio de dispersión con respecto a la longitud de onda en el punto de dispersión cero se denomina pendiente de dispersión cero. Las fibras monomodo con revestimiento doble y cuádruple tienen dos puntos de dispersión cero.