Die Materialdispersion ist auf die unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten und Brechungsindizes von Lichtwellen in Festkörpern zurückzuführen. Der Brechungsindex beschreibt den Verkürzungsfaktor, d.h. die Reduzierung der Phasengeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle in Lichtwellenleitern gegenüber der Ausbreitung im Vakuum. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist durch die physikalische und chemische Zusammensetzung des Glases bedingt und verursacht eine Dispersion, die von der Wellenlänge abhängt.

Brechung der verschiedenen Wellenlängen bei der chromatischen Dispersion

Deswegen wird sie auch als chromatische Dispersion bezeichnet. Diese Dispersion wird auch durch die Abstrahlung der Lichtquelle beeinflusst. Bei Lichtquellen mit geringer Spektralbreite ist die Materialdispersion sehr gering. Die Materialdispersion von Quarzglas ist besonders günstig bei Wellenlängen von 1.300 nm, weil ihre Charakteristik bei dieser Wellenlänge Null ist. Sie ist materialabhängig, tritt bei der Monomode- und Multimodefaser auf und hängt von der Dotierung des Kernglases ab.

Der Materialdispersionskoeffizient (M), angegeben in Lambda, ergibt sich aus der Pulsverbreiterung pro Längeneinheit und der Einheit für die Spektralbreite. Er wird normalerweise in Picosekunden (ps) pro (Nanometer x Kilometer) berechnet.