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opt-comm

木虫 (正式写手)

邀请讨论,不对没关系。大家相互学习。
11楼2010-03-20 15:30:38
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redcrag

木虫 (著名写手)

★ ★
小木虫:)(金币+2):3q 2010-03-22 22:20
opt-comm(金币+3):基本将事情原委讲出来了 2010-03-24 20:14
说一下个人看法:


色散在不同的语境可能含义会不一样。


比如一个介质的色散可能常指介质折射率随波长/频率变化这一事实,

也常称为材料的色散。用谐振子模型模拟(如图2所示)可以看出折射率

(实部)在远离谐振频率时随频率增大(也就是随波长变小dn/dLambda<0),

这称为正常色散,而在吸收区随频率减小(也就是随波长变大dn/dLambda>0),

称为反常色散。


波包/脉冲的传播速度为群速度,涉及到折射率的一阶导数。光纤和超短

脉冲等领域研究脉冲的传输现象,不同的频率成分在介质/波导等的传输

速度不同,因而进一步定义了脉冲传播速度随频率/波长的变化,称为群

速度色散(涉及折射率的二阶导数),来研究不同的频率/波长成分的展宽

/延迟等。光纤里常用波长导数的度量如色散系数D等,而超短脉冲里也常

用频率导数的量,两者会差一负号。但是物理意义是相同的:

正常色散为低频成分比高频成分走得快,反之为反常色散。如图4下图,

零色散波长左侧为正常色散,长波长成分走得快(群速度大,中图)。


这里讨论的色散为群速度色散,为折射率的二阶导数。由图2的模型来看,

在两个谐振频率之间,折射率应从极小变为极大,然后再变为极小,在下

一个谐振频率前再重复此过程。那么在两个极值处其一阶导数为零。根据

数学原理,在两个零点之间一阶导数有一个极值,它对应二阶导数的零点,

也就是讨论的零色散点。从物理意义上来讲,群折射率为N=n-dn/dLambda*

Lambda,在材料的反常色散区,dn/dLambda>0,所以N随波长的增大而减小,

而群速度增大。在材料的正常色散区dn/dLambda<0,所以N随波长的增大而

增大,而群速度变小。这样在从一个谐振波长(图3中数据)到下一个谐振

波长间存在一个群速度的极大值(图4中图所示),对应群折射率的最小值,

而在群速度色散的再次求导中对应零色散波长。

图1 折射率公式

http://cid-a23f7ff869da4cc4.skyd ... cademic/Fig%201.JPG

图2 折射率实部曲线

http://cid-a23f7ff869da4cc4.skyd ... cademic/Fig%202.JPG

图3 Sellmeir系数和谐振频率

http://cid-a23f7ff869da4cc4.skyd ... cademic/Fig%203.JPG

图4 号称钛宝石的GVD,跟Silica的也很像,只是折射率的值偏大

http://cid-a23f7ff869da4cc4.skyd ... cademic/Fig%204.JPG

请指正。
http://redcrag.spaces.live.com/
12楼2010-03-22 09:06:15
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opt-comm

木虫 (正式写手)

说的差不多,等我从美国回来将我的理解发布出来。
13楼2010-03-24 20:13:21
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redcrag

木虫 (著名写手)

http://redcrag.spaces.live.com/
14楼2010-03-25 08:38:11
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