グレーデッドインデックスファイバーはどのようにしてモード間分散を低減するのでしょうか?
グレーデッドインデックスファイバーとインターモード分散低減の理解
グレーデッド インデックス ファイバーは、モード間分散を低減するように設計された光ファイバーの一種で、長距離での信号伝送品質を向上させます。モード間分散は、マルチモード ファイバーの現象で、光線がファイバーを通過する経路 (モード) が異なるために発生し、受信機への到着時間が異なり、結果として信号が歪みます。
動作原理
グレーデッド インデックス ファイバーでは、コアの屈折率は均一ではなく、中心から端に向かって放射状に変化します。この変化は通常放物線状で、コアの中心で屈折率が最も高く、クラッドに向かって徐々に減少します。この設計によりレンズ効果が生じ、光線が中心に向かって継続的に再焦点化されるため、光線の経路長の差が減り、モード間分散が減ります。
グレーデッドインデックスファイバーの利点
- 信号歪みの低減:グレーデッドインデックスファイバーは、光線の経路長と到着時間の差を最小限に抑えることで、信号歪みを大幅に低減します。
- より高い帯域幅:モード間分散の低減により、より高いデータ伝送速度が可能になり、グレーデッド インデックス ファイバーは高帯域幅のアプリケーションに適したものになります。
- より長い伝送距離:信号の整合性が向上したため、信号再生を必要とせずにより長い伝送距離が可能になります。
結論
グレーデッド インデックス ファイバーは光ファイバー技術の大きな進歩であり、マルチモード ファイバーのモード間分散によって生じる課題に対する実用的なソリューションを提供します。コアの屈折率を巧みに変化させることで、これらのファイバーは優れたパフォーマンスを実現し、現代の通信インフラストラクチャに不可欠なものとなっています。