单模光纤

          单模光纤是指在工作波长上只传输单一基模的光纤，不存在模式色散，因此具有相当宽的传输带宽。适用于长距离、大容量的光纤通信。

 1、单模光纤的结构特点。

           光纤芯径较小，一般芯径为4um-10um。单模光纤中的折射率分布形式：1、阶跃型，包层为纯石英，纤芯中掺杂二氧化锗来增加折射率。2、上凸型双包层。3、下凹型双包层。4、三角形。5、W型。6、四包层。7、纯硅芯。

 2、 单模光纤的基本分析。

         单模光纤是在一定的工作波长下，传输基模HE11模（或LP01模）的光纤。在阶跃光纤中，当光纤的归一化频率V＜2.405时，光线中只有两个相互正交的LP01模。

           单模光纤的截止波长：单模光纤的截止波长是指光纤的第一个高阶模LP11模（或HE21模、TM01和LP01模）截止时的波长。只有当工作波长大于单模光纤的截止波长时，才能保证光纤工作在单模状态。

           对于阶跃光纤，截止波长与Vc成反比。Vc是光纤的第一个高次模LP11模的截止频率，Vc=2.405.即单模光纤0＜Vc＜2.405。

3.单模光纤的模场直径。

              模场直径是单模光纤的一个重要参数。模场是光纤中基模的电场在空间的强度分布，模场直径是描述光纤中光功率沿光纤半径的分布状态，即光纤中光能的集中程度。单模光纤中的场并不完全集中在纤芯中，而是有相当部分的能量在包层中传输。因而可以用模场直径作为描述单模光纤中光能集中程度的度量。

4、单模光纤的色度色散。

    色度色散是指光通过光纤时群速度与波长有关而造成的脉冲展宽，色度色散的单位为ps/nm.km.单模光纤的色度色散是材料色散和波导色散之和。光纤的材料的零色散波长在1.28um左右。当波长短于材料的零色散波长时，材料色散系数与波导色散系数同为负数，相互加强，使总的色散增加；在波长大于材料的零色散波长时，材料色散系数和波导色散系数反号，两者相消使总色散系数减小。在1.31um处，总色散为零，此处即为光纤的零色散波长。改变光纤的波导色散可以使光纤的零色散波长移动。

     群速度色散（高阶色散）是光纤通信系统中脉冲展宽的主要因素。在零色散波长处，由于高阶色散的存在，光脉冲依然会展宽。高阶色散主要取决于群速度色散的斜率。高阶色散或色散斜率越大，光源的光谱越宽，光纤通信系统的BL值就越小。

5.单模光纤的偏振和偏振模色散。

     单模光纤，实际上传输的是两个相互正交的基模LP01X和LP01Y。在完善的光纤通信系统中，这两个模式有相同的相位常数，βX=βY，两个模式是相互兼并的。但实际的光纤中，总会有某种程度的不完善，使得βX≠βY，此即为光纤的双折射效应，这将会引起光波的偏振态沿光纤长度发生变化，使得两个相互正交的偏振模式的群速度不同，从而产生时延差，导致脉冲展宽，这就是偏振色散。

6.单模光纤的分类。

      非色散位移单模光纤（G.652光纤）为常规单模光纤和低水峰单模光纤。在1310nm波长处的色散为零；在1550nm波长区衰减系数最小，但具有最大的色散系数。低水峰单模光纤也称为全波光纤，它几乎消除了石英玻璃种OH-离子引起的损耗峰。特点：可以在1280-1625nm全波段进行传输；色散比较小。

     色散位移单模光纤（G.653光纤）是通过改变光纤的结构参数、折射率分布形状来加大波导色散，将零色散点从1310nm位移到1550nm,实现1550nm波长区最低损耗和零色散波长一致。这种光纤适合长距离高速率的单信道光纤通信系统。

截止波长位移单模光纤（G.654光纤）零色散波长在1310nm附近，其截止波长移到了较长的波长。最佳工作范围为：1500nm~1600nm.

     非零色散位移单模光纤（G.655光纤）是为适应波分复用（WDM）传输系统设计和制造的新型光纤。这种光纤是在色散位移单模光纤的基础上，通过改变折射率分布的方法使得光纤在1550nm波长色散不为零。且在1530nm·1565nm波长区具有小的色散。

      色散补偿单模光纤：是一种在1550nm波长区具有很大的负色散的单模光纤。当它与G.652光纤连接使用时，可以抵消几十公里光纤的正色散。实现长距离、大容量的传输。