光导纤维是一种由高折射率中心和低折射率包层构成的光学传输管道。光导纤维通常由二氧化硅等高折射率材料的中心芯和氟化物等低折射率材料的外包层组成。
中心芯的折射率高于外包层，导致入射光在中心芯和外包层之间的接界面上被反射，从而被一系列内部反射所引导沿着光导纤维传输。由于外包层的低折射率，可以减少光信号与环境的相互作用，从而减少光损耗。
光导纤维的导光成因主要依赖于全内反射原理。当光线通过两介质界面时，如果入射角度大于一定角度（临界角），则光线被反射回入射介质中。
在光导纤维中，光线从中心芯传输到外包层时，由于中心芯与外包层的折射率不同，使得光线在中心芯和外包层的界面上发生不断反射，最终沿着中心芯传输到达目的地。这个过程中光线一直处于全内反射的状态，光线的传输损耗非常小。
在单模光学纤维中，中心芯的直径非常细，通常只有几个微米，光线只存在于中心芯中，因此也被称为“模场”。这种构造使得光线在光导纤维中传输时呈现出极低的光损耗、高速率、长传输距离和高清晰度等优点。
同时，由于光在中心芯中传播时的波长非常短，因此需要高纯度的材料制作，使光传输的更加稳定和精确，从而保证了光导纤维在通讯和传感等领域的应用。
在多模光学纤维中，中心芯的直径比单模光学纤维略大，光线会穿过中心芯的不同位置，这里会存在多个通过中心芯的传播路径（即模场），这些路径中的光线经过数次反射后，互相干涉，导致传输损耗增大和色散度增大。
多模光学纤维的光传输方式并不稳定，因此在多模光学纤维的通信和传感方面应用相较于单模光学纤维较少。但多模光学纤维却具有使光线穿过中心芯更简单、制造成本更低等优点，适用于一些工业和仪器应用中。
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