一般而言,光纖大致分為階梯折射率分布光纖和漸變折射率分布光纖。階躍光纖根據纖芯的大小分為單模光纖和階躍多模光纖。漸變折射率分布光纖也是多模的。那樣將折射率分布設為拋物線狀分布,則可以使光周期性地聚焦在其中。這種光纖也稱為自聚焦光纖。
階躍折射率分布多模光纖;(b)階躍折射率單模光纖;(c)梯度折射率分布多模光纖
其中,a是纖芯的半徑是相對折射率差,一般來說,Δ≈0.01≤1。
所謂的光纖模式是可以存在于光纖中的穩定的光場形狀。如果使用幾何光學來描述光纖模式,則可以用纖芯中不同角度的不同全反射光線粗略地表示它。臨界角θc附近的入射光為最高階模式,入射角較大的光為低階模式,沿軸傳播的光為基本模式。500w光纖激光焊接機
(a)光纖模式色;(b)由模式色散
引起的誤碼A光從光纖的左端注入脈沖。由于不同模式下的光沿軸的傳播速度不同,因此不同模式下的光脈沖到達光纖右端的時間也不同。最終的合成光脈沖將是加寬的脈沖,即光纖中的光纖。模態色散現象。模式色散會導致光纖通信中的錯誤。假設要發送的碼流是“110101”,當有光脈沖時,將其記錄為“1”碼,而當沒有光脈沖時,則將其記錄為“110”?!?”。代碼。如果模態色散使光脈沖擴展到一定程度,則在“0”碼處還有光功率,可以很容易地將其判斷為“1”碼,這是一個錯誤碼。500w光纖激光焊接機
對于階躍折射率分布光纖,最大模式(接近臨界角θc的光)的傳輸L距離為
基本模式傳輸L距離所需的時間為
模式色散定義為由光傳輸單位距離產生的最大時間差(也稱為延遲差),其為[h]
將階躍折射率多模光纖的典型值代入公式(7),n1=1.500,n2=1.489,則Δ≈0.011,模態色散Δτ=55ns/km。如果對應一定的傳輸碼率,則要求傳輸信號的比特周期至少等于模態色散,則傳輸距離為20km,傳輸碼率限制為小于1Mbit/s,即由于傳輸能力非常低,因此階躍折射率更大。Mode光纖不適合當前所需的高速光纖通信系統。500w光纖激光焊接機