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)用場合。然而大家往往無法直觀認(rèn)識到二者的區(qū)別，下面特就為大家大體闡述一下他們的特點。
光是一種頻率極高(3×1014Hz)的電磁波，根據(jù)波動光學(xué)、電磁場以及麥克斯韋式方程組，人們對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，通過對方程解的分析，利用單模和多模光纖這兩種情況來對解進(jìn)行概括。當(dāng)它在光纖中傳播時，根據(jù)波動光學(xué)、電磁場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)大于光波波長時，該波長光波在光纖中會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模被稱為基模，其余的皆稱為高次模。此時，這根光纖就可以稱為多模光纖，但要注意前提條件是，相對于某一特定波長而言。
當(dāng)光纖的幾何尺寸(主要是芯徑)可以與光波長相近時，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（對于該特定波長）。
所以，單模光纖與多模光纖是相對于特定波長而言，相同的光纖在不同的波長可能是單模也可能是多模。
另一方面看，多模光纖中會存在著幾十種乃至幾百種傳播模式。對于同一波長的光脈沖，不同的傳播模式具有不同的傳播速度與相位，導(dǎo)致長距離的傳輸之后會產(chǎn)生時延、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)。模式色散會使多模光纖的帶寬變窄，降低了其傳輸容量，限制了兩個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，要實現(xiàn)單模傳輸，必須使光纖的諸參量滿足一定的條件，通過公式計算得出，對于NA=0.12 的光纖要在λ=1.3μm以上實現(xiàn)單模傳輸時，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)備價格較高，單模光纖的帶寬超過10Gbps。
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