Nguồn gốc của sự mở rộng xung trong trƣờng hợp này có liên quan đến sự khúc xạ kép (Birefringence) của sợi Bm nxny , n x , n y lần lƣợt là chiết suất mode của các mode phân cực trực giao). Sự không đối xứng tròn của lõi tạo ra sự
34
phản xạ hai lần do chiết suất mode ứng với các thành phần phân cực trực giao của mode cơ bản là khác nhau. Nếu xung ngõ vào kích cả hai thành phần phân cực thì nó trở nên rộng hơn do hai thành phần tán sắc dọc theo sợi có vận tốc nhóm khác nhau. Hiện tƣợng này gọi là tán sắc phân cực mode (PMD).
Trong những sợi có Bm là hằng số (ví dụ sợi duy trì phân cực) sự mở rộng xung ƣớc tính từ độ trễ về mặt thời gian giữa hai trạng thái phân cực trong suốt quá trình lan truyền xung là T . Đối với sợi có chiều dài L thì T đƣợc cho bởi:
1x 1y ( 1) gx gy L L T L L v v (2.4.13)
Trong đó x, y dùng để chỉ hai mode phân cực trực giao; 1có liên hệ với chênh lệch vận tốc nhóm của hai trạng thái phân cực. Phƣơng trình (2.4-1) đƣợc sử dụng để có sự liên hệ giữa vg với hằng số lan truyền , và T/ L là đại lƣợng để đánh giá PMD. Đối với sợi duy trì phân cực thì T/ L lớn (khoảng 1ns/km) khi hai thành phần đƣợc kích bằng nhau tại ngõ vào của sợi, nhƣng có thể giảm đến 0 nhờ đƣa ánh sáng dọc một trục chính
Đối với sợi thƣờng thì hơi khác vì Birefringence thay đổi dọc theo chiều dài sợi một cách ngẫu nhiên. Đối với một xung quang, trạng thái phân cực còn khác đối với các thành phần phổ khác nhau của xung. Trạng thái phân cực cuối cùng không là sự quan tâm đối với hầu hết các hệ thống Thông Tin Quang vì Photodetector dùng trong bộ thu không nhạy với trạng thái phân cực trừ khi sử dụng tách sóng Coherent. Vấn đề ảnh hƣởng đến các hệ thống nhƣ thế này không phải là trạng thái phân cực ngẫu nhiên nhƣng xung lại bị mở rộng do sự thay đổi ngẫu nhiên của Birefringence.
Một xung quang không đƣợc phân cực dọc theo hai trạng thái chính chia làm hai phần lan truyền với tốc độ khác nhau. Độ trễ nhóm vi sai T lớn nhất đối với hai trạng thái phân cực chính.
35
Hình 2. 14. Minh họa tán sắc phân cực mode