光的色散现象说明什么

色散现象是怎样产生的?

色散现象是怎样产生的?

根据狭义相对论,惯性系中的光速恒定。但是在不同的介质中,光的实际相速度会比真空速度慢,通过c与相速度之间的比率来量化速度的降低,其比值就是材料的折射率。
真空中的光速
介质中的光速
对于给定的材料,其折射率是不是常数,取决于温度,压力和(正弦)光波的频率。时间相关的正弦干扰幅度以群速度传播,其群速度不仅仅与折射率有关,还与折射率随频率变换方式有关。群速与相速不同时,会有色散现象出现。慢光是指具有非常低群速度的光。
因此,为了使光“降速”,一是可以考虑使用较高折射率的介质,另一方面可以调频折射率即快速改变其频率来降低群速,可以利用相干粒子振荡(CPO),四波混频(FWM)等方法产生。

光的反射说明光有粒子性还是波动性?

光的反射说明光有波动性。光在传播中表现波动性,在与粒子进行作用时表现粒子性,反射是典型的波动现象。光的色散,反射,折射,衍射,干涉,偏振,叠加等证明光的波动性,光电效应,氢光谱原子特征谱线不连续,证明光具有粒子性,同时,光的直线传播,反射也可用粒子说得到解释。

光纤的色散对光纤通信系统的性能会产生什么影响?

光纤中传输的光信号具有一定的频谱宽度,也就是说光信号具有许多不同的频率成分。同时,在多模光纤中,光信号还可能由若干个模式叠加而成,也就是说上述每一个频率成份还可能由若干个模式分量来构成。   在光纤中传输的光信号(脉冲)的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播,到达一定距离后必然产生信号失真(脉冲展宽),这种现象称为光纤的色散或弥散。   光纤的色散主要有材料色散、波导色散、偏振模色散和模间色散四种。其中,模间色散是多模光纤所特有的。   这四种色散作用还相互影响,由于材料折射率n是波长λ(或频率w)的非线性函数,d2n/d2λ≠0,于是不同频率的光波传输的群速度不同,所导致的色散成为材料色散。   由于导引模的传播常数β是波长λ(或频率w)的非线性函数,使得该导引模的群速度随着光波长的变化而变化,所产生的色散成为波导色散(或结构色散)。   偏振模色散指光纤中偏振色散,简称PMD(polarizationmodedispersion),它是由于实际的光纤中基模含有两个相互垂直的偏振模,沿光纤传播过程中,由于光纤难免受到外部的作用,如温度和压力等因素变化或扰动,使得两模式发生耦合,并且它们的传播速度也不尽相同,从而导致光脉冲展宽,引起信号失真。   不同的导引模的群速度不同引起的色散成为模间色散,模间色散只存在与多模光纤中。   色散限制了光纤的带宽—距离乘积值。色散越大,光纤中的带宽—距离乘积越小,在传输距离一定(距离由光纤衰减确定)时,带宽就越小,带宽的大小决定传输信息容量的大小。