大家都知道光纖分單模與雙模，而單模光纖和多模光纖具有不同的特性，不同的應(yīng)用場(chǎng)合。然而大家往往無(wú)法直觀認(rèn)識(shí)到二者的區(qū)別，下面特就為大家大體闡述一下他們的特點(diǎn)。
光是一種頻率極高(3×1014Hz)的電磁波，根據(jù)波動(dòng)光學(xué)、電磁場(chǎng)以及麥克斯韋式方程組，人們對(duì)光波在光纖中傳輸這一現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并求解，通過(guò)對(duì)方程解的分析，利用單模和多模光纖這兩種情況來(lái)對(duì)解進(jìn)行概括。當(dāng)它在光纖中傳播時(shí)，根據(jù)波動(dòng)光學(xué)、電磁場(chǎng)以及麥克斯韋式方程組求解等理論發(fā)現(xiàn)：
當(dāng)光纖纖芯的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)時(shí)，該波長(zhǎng)光波在光纖中會(huì)以幾十種乃至幾百種傳播模式（傳輸路徑）進(jìn)行傳播，如TMmn模、TEmn模、HEmn模等等(其中m、n=0、1、2、3、……)。其中HE11模被稱(chēng)為基模，其余的皆稱(chēng)為高次模。此時(shí)，這根光纖就可以稱(chēng)為多模光纖，但要注意前提條件是，相對(duì)于某一特定波長(zhǎng)而言。
當(dāng)光纖的幾何尺寸(主要是芯徑)可以與光波長(zhǎng)相近時(shí)，如芯徑d1 在5～10μm范圍，光纖只允許一種模式(基模HE11)在其中傳播，其余的高次模全部截止，這樣的光纖叫做單模光纖（對(duì)于該特定波長(zhǎng)）。
所以，單模光纖與多模光纖是相對(duì)于特定波長(zhǎng)而言，相同的光纖在不同的波長(zhǎng)可能是單模也可能是多模。
另一方面看，多模光纖中會(huì)存在著幾十種乃至幾百種傳播模式。對(duì)于同一波長(zhǎng)的光脈沖，不同的傳播模式具有不同的傳播速度與相位，導(dǎo)致長(zhǎng)距離的傳輸之后會(huì)產(chǎn)生時(shí)延、光脈沖變寬。這種現(xiàn)象叫做光纖的模式色散(又叫模間色散)。模式色散會(huì)使多模光纖的帶寬變窄，降低了其傳輸容量，限制了兩個(gè)中繼器之間的傳輸距離和帶寬，因此多模光纖僅適用于較小容量的光纖通信。多模光纖的折射率分布大都為拋物線分布即漸變折射率分布。其纖芯直徑約在50μm左右。
單模光纖只有一種模式傳播，避免了模式色散的問(wèn)題，故單模光纖具有極寬的帶寬，特別適用于大容量的光纖通信。因此，要實(shí)現(xiàn)單模傳輸，必須使光纖的諸參量滿(mǎn)足一定的條件，通過(guò)公式計(jì)算得出，對(duì)于NA=0.12 的光纖要在λ=1.3μm以上實(shí)現(xiàn)單模傳輸時(shí)，光纖纖芯的半徑應(yīng)≤4.2μm，即其纖芯直徑d1≤8.4μm。由于單模光纖的纖芯直徑非常細(xì)小，所以其拉制工藝要求較高。與之配套的光端設(shè)備價(jià)格較高，單模光纖的帶寬超過(guò)10Gbps。
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