一般而言,光纤大致分为阶梯折射率分布光纤和渐变折射率分布光纤。阶跃光纤根据纤芯的大小分为单模光纤和阶跃多模光纤。渐变折射率分布光纤也是多模的。那样将折射率分布设为抛物线状分布,则可以使光周期性地聚焦在其中。这种光纤也称为自聚焦光纤。
阶跃折射率分布多模光纤;(b)阶跃折射率单模光纤;(c)梯度折射率分布多模光纤
其中,a是纤芯的半径是相对折射率差,一般来说,Δ≈0.01≤1。
所谓的光纤模式是可以存在于光纤中的稳定的光场形状。如果使用几何光学来描述光纤模式,则可以用纤芯中不同角度的不同全反射光线粗略地表示它。临界角θc附近的入射光为最高阶模式,入射角较大的光为低阶模式,沿轴传播的光为基本模式。500w光纤激光焊接机
(a)光纤模式色;(b)由模式色散
引起的误码A光从光纤的左端注入脉冲。由于不同模式下的光沿轴的传播速度不同,因此不同模式下的光脉冲到达光纤右端的时间也不同。最终的合成光脉冲将是加宽的脉冲,即光纤中的光纤。模态色散现象。模式色散会导致光纤通信中的错误。假设要发送的码流是“110101”,当有光脉冲时,将其记录为“1”码,而当没有光脉冲时,则将其记录为“110”。“0”。代码。如果模态色散使光脉冲扩展到一定程度,则在“0”码处还有光功率,可以很容易地将其判断为“1”码,这是一个错误码。500w光纤激光焊接机
对于阶跃折射率分布光纤,最大模式(接近临界角θc的光)的传输L距离为
基本模式传输L距离所需的时间为
模式色散定义为由光传输单位距离产生的最大时间差(也称为延迟差),其为[h]
将阶跃折射率多模光纤的典型值代入公式(7),n1=1.500,n2=1.489,则Δ≈0.011,模态色散Δτ=55ns/km。如果对应一定的传输码率,则要求传输信号的比特周期至少等于模态色散,则传输距离为20km,传输码率限制为小于1Mbit/s,即由于传输能力非常低,因此阶跃折射率更大。Mode光纤不适合当前所需的高速光纤通信系统。500w光纤激光焊接机