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多模光纤可以采用阶跃折射率分布，也可以采用渐变折射率分布；单模光纤多采用阶跃折射率分布。因此，石英光纤大体上也可以采用多模阶跃折射率光纤、多模渐变折射率光纤和单模阶跃折射率光纤三种。 光这种电磁波在光纤中的传播属于介质圆波导，光线在介质的界面发生全反射时，电磁波被限制在介质中，称为导波或导模。给定的导波和工作波长，存在多种满足全反射条件的入射情况，称为导波的不同模式。以传输模式分为多模光纤和单模光纤。多模光纤可以传输若干个模式，而单模光纤对给定的工作波长只能传输一个模式。 当光纤的归一化频率V小于其归一化截止频率Vc时，才能实现单模传输，即在光纤中仅有基模在传输，其余的高次模全部截止。就是说，除了光纤的参量如纤芯半径，数值孔径必须满足一定条件外，要实现单模传输还必须使光波波长大于某个数值，即λ≥λc，这个数值就叫做单模光纤的截止波长。 截止波长λc的含义是，能使光纤实现单模传输的最小工作光波波长。也就是说，尽管其它条件皆满足，但如果光波波长不大于单模光纤的截止波长，仍不可能实现单模传输。 另外，单模信号的距离损失比多模的小。在头3000英尺的距离下，多模光纤可能损失其LED光信号强度的50%，而单模在同样距离下只损失其激光信号的6.25%。 单模的带宽潜力使其成为高速和长距离数据传输的唯一选择。最近的测试表明，在一根单模光缆上可将40G以太网的64信道传输长达2，840英里的距离。 在安全应用中，选择多模还是单模的最常见决定因素是距离。如果只有几英里，首选多模，因为LED发射/接收机比单模需要的激光便宜得多。如果距离大于5英里，单模光纤最佳。另外一个要考虑的问题是带宽;如果将来的应用可能包括传输大带宽数据信号，那么单模将是最佳选择。 |
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