多模光纤是一种传输光信号的光纤,其内部有多个传送模式,这些模式能够沿着纤芯传导光。多模光纤的传输距离相对较短,一般在几百米到几公里之间,但是其传输带宽较大,适用于音视频传输,局域网互联以及工业自动化等领域。
多模光纤由纤芯和包覆纤层两部分构成。其中纤芯是由高折射率材料组成的,其主要作用是传输光信号。而包覆纤层是低折射率材料,其主要作用是限制光信号沿着纤芯的传播路径,同时减少纤芯内的光信号扩散。
多模光纤的直径通常在50-1000微米之间,其中纤芯的直径一般在50-100微米,包覆纤层则在125-1000微米之间。这种构造能够让多模光纤在三个方向上具有弯曲特性:弯曲半径,折射率和折射角分别在不同方向上呈现不同的变化。
依照多模光纤的制造工艺和折射率分布,多模光纤可分为两种类型:梅松型和格拉松型。
梅松型(step-index fiber)多模光纤的折射率分布是由两个区域组成,纤芯和包覆层,其中纤芯的折射率相对较高,而包覆层的折射率相对较低。这种构造的光纤能够传输多个模式,但是由于光信号的折射和反射在不同折射率区域的界面处发生,因此一定程度上会产生色散。
格拉松型(graded-index fiber)多模光纤的折射率分布呈现连续的变化,从纤芯到包覆层逐渐递减,这种构造减少了色散的发生,能够稳定传输信号,多用于高速的数据传输,如千兆以太网。
由于多模光纤在传输带宽方面的优势,其应用场景非常广泛。在音视频传输方面,多模光纤可以将高清图像和质量优异的音频信号进行传输;在科学研究方面,多模光纤也被广泛应用于激光器的光纤耦合、光束扩展、传输和分配等方面;在工业领域,多模光纤则是工业以太网传输的主要选择。