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单模光纤与多模光纤的区别是什么?

时间:2020-09-24  

   单模与多模的概念是按转达模式将光纤分类──多模光纤与单模光纤转达模式概念。我们知道,光是一种频率极高(3×1014Hz)的电磁波,当它在光纤中转达时,根据摆荡光学、电磁场以及麦克斯韦式方程组求解等理论发明:
   当光纤纤芯的几何尺寸k8凯发国际于光波波长时,光在光纤中会以几十种乃至几百种转达模式进行转达,如TMmn模、TEmn模、HEmn模等等(其中m、n=0、1、2、3、……)。
其中HE11模被称为基模,其余的皆称为高次模。
   单模光纤与多模光纤的区别是什么?
1.单模光纤
当光纤的几何尺寸(主要是芯径)可以与光波长相近时,如芯径d1 在5~10μm范畴,光纤只允许一种模式(基模HE11)在其中转达,其余的高次模全部截止,这样的光纤叫做单模光纤。
由于它只有一种模式转达,避免了模式色散的问题,故单模光纤具有极宽的带宽,特别适用于大容量的光纤通信。因此,要实现单模传输,必须使光纤的诸参量满足一定的条件,通过公式计算得出,关于NA=0.12 的光纤要在λ=1.3μm以上实现单模传输时,光纤纤芯的半径应≤4.2μm,即其纤芯直径d1≤8.4μm。
2.多模光纤
当光纤的几何尺寸(主要是纤芯直径d1)远k8凯发国际于光波波长时(约1μm),光纤中会保存着几十种乃至几百种转达模式。差别的转达模式具有差别的转达速度与相位,导致长距离的传输之后会爆发时延、光脉冲变宽。这种现象叫做光纤的模式色散(又叫模间色散)。
模式色散会使多模光纤的带宽变窄,降低了其传输容量,因此多模光纤仅适用于较小容量的光纤通信。
多模光纤的折射率散布大都为抛物线散布即渐变折射率散布。其纤芯直径约在50μm左右。
由于单模光纤的纤芯直径十分细小,所以对其制造工艺提出了更苛刻的要求。

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