色散
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色散是複色光分解為單色光而形成光譜的現象。色散可以利用稜鏡或光柵等作用為色散系統的儀器來實現。如複色光進入稜鏡後，由於它對各種頻率的光具有不同折射率，各種色光的傳播方向有不同程度的偏折，因而在離開稜鏡時就各自分散，形成光譜。例如太陽光通過三稜鏡後，產生自紅到紫循序排列的彩色連續光譜。複色光通過光柵或干涉儀時，由於光的衍射和干涉作用，也能使各種色光分散。從廣泛的意義上來說，色散不僅指光波分解成頻譜，而且任何物理量只要隨頻率(或波長)變化而變化，都稱色散，例如旋光色散等。
目錄
簡介
材料的折射率隨入射光頻率的改變而改變的性質，稱為「色散」。光的色散分為正常色散和反常色散。隨着光頻率升高介質折射率增大的色散稱為正常色散，反之隨着頻率的降低介質折射率減小的現象稱為反常色散。圖1為幾種光學材料的色散曲線。色散可通過稜鏡或光柵等作為「色散系統」的儀器來實現。如一細束陽光可被稜鏡分為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光。這是由於複色光中的各種色光的折射率不相同。當它們通過稜鏡時，傳播方向有不同程度的偏折，因而在離開稜鏡則便各自分散。色散能夠給人們帶來美麗的彩虹，但是如果色散發生在光通信系統中，就沒有那麼美好了。儘管色散的概念是從光的色散現象提出來的，但色散的含意遠超出了光在介質中傳播的範疇，它涉及了介質中集體激發的各個領域。例如格波的頻率與其波矢的關係稱格波的色散關係。光波與長光學橫波耦合而產生的極化激元（電磁耦合場量子）的頻率與其波矢之間的關係稱極化激元的色散關係。磁激子（自旋波量子）的能量子與其自旋波波矢的關係構成了磁激子的色散關係。另外色散概念也用於量子場論中。也可用於描述傳播參數與頻率之間的關係。在光纖中的色散由材料色散、波導色散、 折射率分布色散等組成，會引起傳輸信號的失真。
評價
在「損耗」術語中，我們了解到，色散是光纖傳輸中的損耗之一。隨着光纖製造工藝的不斷提高，光纖損耗對光通信系統的傳輸距離不再起主要限制作用，色散上升為首要限制因素之一。當光纖的輸入端光脈衝信號經過長距離傳輸以後，在光纖輸出端，光脈衝波形發生了時域上的展寬，這種現象即為色散。以單模光纖中的色散現象為例，色散將導致碼間干擾，在接收端將影響光脈衝信號的正確判決，誤碼率性能惡化，嚴重影響信息傳送。發生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時，會以稍有不同的速度行進。在單模光纖中，通過改變光纖內部結構來改變光纖的色散非常重要。複合光通過三稜鏡等分光器被分解為各種單色光的現象，叫做光的色散。分開的單色光依次排列而成的光帶叫做光譜。各種顏色的光在真空中都以恆定的速度 傳播；而在介質中，光波的傳播速度要減小；而且不同頻率的光波，傳播速度也各不相同。因此，同一介質對不同的單色光折射率是不同的，紅色光的折射率最小，紫色光的折射率最大。介質折射率隨光波頻率或真空中的頻率而變的現象。當複色光在介質界面上折射時，介質對不同頻率的光有不同的折射率，各色光因折射角不同而彼此分離。1672年，牛頓利用三稜鏡將太陽光分解成彩色光帶，這是人們首次作的色散實驗。通常用介質的折射率n或色散率與頻率的關係來描述色散規律。任何介質的色散均可分正常色散和反常色散兩種。[1]