三百多年前的法國，在一個飽含陽光的午后，牛頓布下了這樣一個局。
讓陽光投射到三棱鏡上，穿透棱鏡后，光線飄動成了由紅橙黃綠青藍紫組成的絲帶，投射到屋中的一個幕布上。就這樣，看似透明的太陽光在三棱鏡的加持下變幻出不可思議的色帶。
這以后，牛頓又將幕布的中間打開一條垂直的裂紋，在幕布的前面布置了第二個三棱鏡和第二塊幕布。
只見他轉(zhuǎn)動第一個三棱鏡，將紅橙黃綠青藍紫七條絲帶依次投射到第一個幕布的裂紋上光的色散是折射嗎，再經(jīng)過第二個三棱鏡投射到第二塊幕布上。奇跡誕生了，只見第二塊幕布上依次呈現(xiàn)的居然是單一顏色的光。示意圖如下所示：
至此，太陽光被分離成了多種單一顏色呈現(xiàn)在第二塊幕布上，牛九爺借助三棱鏡參破了天機：光是可以分散的！太陽光似乎被封印了通常，平凡的的外表下有一顆色調(diào)豐富的內(nèi)核。這，就是我們現(xiàn)今常說的光的色散。
色散是怎樣形成的？
三棱鏡實驗中，太陽光（也就是復(fù)合光）從空氣步入玻璃中，再由玻璃步入空氣，發(fā)生了兩次折射。要曉得，萬物皆有趨利性，折射發(fā)生時，光也會自然而然的選擇最短的路徑，在盡量降低能量耗損的情況下前進。從里面牛頓的三棱鏡實驗中，我們曉得復(fù)合光本質(zhì)上是由好多不同顏色的單一光組成的，這種光具備不同的波長，不同波長的光的能量大小是有懸殊的。眾口難調(diào)，不同波長的光對折射后怎樣選路形成了分歧，于是，出三棱鏡后就“分道揚鑣”了。
所以，光為何會分散？原先，導(dǎo)致這些分散的就是光的波長，不同波長的光在介質(zhì)里的折射率不同，傳播速率（路徑）也不同，必然會導(dǎo)致光（們）的分散傳播，色散就產(chǎn)生了。
光的色散現(xiàn)象說明光在介質(zhì)中的傳播的速率與折射率有很大的關(guān)系，折射率越大光速越小光的色散是折射嗎，見下邊的公式：
色散的影響
雖然色散能幫助我們走進一個五顏三色的彩色世界，但在通訊領(lǐng)域中，色散就真的沒有這么美麗了。
光訊號在光纖中傳輸?shù)倪^程中，色散是造成耗損的重要誘因之一。
這是因為，光的折射率導(dǎo)致了色散，色散造成了光脈沖形成碼間干擾，因而在輸出端形成紊流。
哪些是紊流呢？
串擾就是不同波長的光在介質(zhì)中由于折射率不同造成傳播速率不同，因而形成的波譜長度降低。換言之，就是一束光在介質(zhì)中傳送時，有些光波折射率大，嚴重偏離跑道。
有些光波折射率小，即使歪歪扭扭，但也能根據(jù)既定方往前進。
光波們的不和諧現(xiàn)象造成了這一束光的長度比步入介質(zhì)之前大了，產(chǎn)生了紊流。
有色散的情況下，光訊號傳輸?shù)木嚯x越遠，紊流越嚴重，后果就是訊號失真，誤分辨率性能惡化，嚴重影響信息的傳送質(zhì)量。
針對色散給通訊引起的影響，怎么規(guī)避呢？
怎么規(guī)避色散的影響？
影片獅子王中有句話說的好：世界上所有的生命都在微妙的平衡中生存。
經(jīng)過長時間的探求和研究，人們找到了用補償的辦法去平衡色散的耗損。在多種補償方式中，色散補償光纖技術(shù)是一種認可度比較高的色散補償方式。
在普通的多模光纖系統(tǒng)中，光纖的工作波長在具有較高的正色散。
正色散的特質(zhì)：隨著波長的減小，折射率逐漸降低。
根據(jù)補償?shù)乃悸罚氁谶@種光纖中降低負色散進行色散補償，保證整條光纖線路的總色散近似為零。而色散補償光纖（DCF）是一種主要針對波長而設(shè)計的新型多模光纖，在處具有較高的負色散（負色散與正色散的特質(zhì)相反），可以用于在普通的多模光纖系統(tǒng)中進行色散補償，如右圖所示，在處經(jīng)過補償?shù)恼撋⒅挖吔诹恪?span style="display:none">46t物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
右圖為色散補償光纖應(yīng)用在多模光纖上的公式。
實際應(yīng)用中，傳輸線路采用DCF和多模光纖串聯(lián)的方法，補償多模光纖在光波長的正色散，達到延長中繼距離，降低耗損的目的，因而實現(xiàn)高速率、大容量、長距離的通訊。如右圖所示：
DCF作為色散補償，具有以下優(yōu)點：
友情提示：光訊號在傳輸線路上跑的距離遠了，就會形成其他耗損，比如：線路衰減。為了規(guī)避線路衰減，就要考慮使用EDFA（-DopedFiber）摻餌光纖放大器了。
好了，有關(guān)色散的故事就提到這兒了，你們還想聽更多有趣的科學(xué)故事嗎？歡迎在評論留言哦~
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