本教程包含以下部分：
;x h.95BP` ~~WY?I- ① 玻璃
光纖中的導(dǎo)光
A+Un(tU2( ② 光纖模式
'_DB0_Dp ③ 單模光纖
1M)88& ④ 多模光纖
6E ^m *la% ⑤ 光纖末端
Zd)LV c[ ⑥ 光纖接頭
qldm"Ul ⑦ 傳播損耗
pd N8 hJ ⑧ 光纖耦合器和分路器
!+Cc^{ ⑨ 偏振問題
+5O^{Ce 6 ⑩ 光纖的色散
oEZhKVyc.y ⑪ 光纖的非線性
:Id8N~g ⑫ 光纖中的超短脈沖和信號(hào)
<aF B&Fm ⑬ 附件和工具
m_ wvi mV}8s]29 這是 Paschotta 博士的無源光纖教程的第 4 部分
`\z )EoI & ! :mL], 第四部分：多模光纖
`v(!IBP| YJz06E1 -9 多模光纖是在工作
波長具有多個(gè)導(dǎo)模的光纖——有時(shí)只有少數(shù)（→ 少模光纖），但通常很多。纖芯通常很大——不比整根光纖小多少（見圖 1）。
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~.e~YI80 圖 1： 單模光纖（左）的纖芯與包層相比非常小，而多模光纖（右）的纖芯很大
\qW^AD(it< ,Cm1~ExJ 同時(shí)，數(shù)值孔徑往往比較高——例如，0.3。這種組合導(dǎo)致很大的 V 數(shù)，進(jìn)而導(dǎo)致大量的模式。對(duì)于具有大 V 的階躍折射率光纖，在計(jì)算兩個(gè)偏振方向時(shí)，可以使用以下公式進(jìn)行估算：
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B|^=2 >8s C@ XnV=J 具有較少導(dǎo)模的光纖，例如 V 數(shù)在 3 到 10 之間的光纖，有時(shí)稱為少模光纖。
aY, '^S 如果需要傳輸空間相干性差的光，則需要多模光纖。例如，典型的高功率
激光二極管的輸出就是這種情況，例如二極管條。盡管它們的輸出功率只有很小一部分可以發(fā)射到單模光纖中，但對(duì)于纖芯足夠大和/或 NA 高的多模光纖來說，發(fā)射效率非常高。另一個(gè)例子是使用發(fā)光二極管(
LED ) 代替激光二極管作為光纖鏈路中的廉價(jià)信號(hào)源。其他應(yīng)用存在
成像，例如；圖像信息的傳輸需要具有多種空間模式的設(shè)備。
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2X 多模光規(guī)格
F` gK6;zp #Ph8 ? 多模光纖的基本規(guī)格包括多模光纖的芯徑和外徑。常見的電信光纖（中距離光纖通信用光纖）為50/125 μm 和62.5/125 μm 光纖，芯徑分別為50 μm 或62.5 μm，包層直徑為125 μm。這種光纖支持?jǐn)?shù)百種導(dǎo)模。 也可以使用具有甚至更大的芯直徑（數(shù)百微米）的大芯光纖。
j~in%|^ ^8ilUu 將光發(fā)射到多模光纖中
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2x.rukT| HD$ r<bl 與單模光纖相比，多模光纖更容易發(fā)射光，尤其是在它支持多種導(dǎo)模的情況下。為了高效啟動(dòng)，必須滿足兩個(gè)條件：
>Wd=+$!I - 輸入光基本上應(yīng)該只照射核心，而不是包層。
- 輸入光不應(yīng)包含大量以大于 arcsin NA 的角度傳播的功率。
如果輸入光的 M 2 因子足夠小，則可以同時(shí)滿足這兩個(gè)條件。有效發(fā)射具有超高斯輪廓的
光束的最大 M 2因子可以從以下公式估算：
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gi_f8RP=2a =td(}3|D
Y 如果光功率很好地分布在所有模式上，這實(shí)際上是來自光纖的近似光束品質(zhì)因數(shù)。（只有當(dāng)光纖具有許多導(dǎo)模時(shí)，估計(jì)才準(zhǔn)確。）當(dāng)然，有效的發(fā)射不僅需要足夠低的 M 2因子，還需要在真實(shí)空間和傅里葉空間中具有合適的強(qiáng)度分布形狀。
{A MAQ 例如，考慮一根纖芯半徑為 25 μm、數(shù)值孔徑為 0.2 的光纖。圖 2 顯示了 1000 nm 處的單色輸入光束的強(qiáng)度分布，它的數(shù)值構(gòu)造使其剛好充滿光纖纖芯，并且其角分布也達(dá)到了光纖數(shù)值孔徑設(shè)定的極限。光束輪廓基本上是從具有完全隨機(jī)相位值（導(dǎo)致巨大發(fā)散）的超高斯強(qiáng)度輪廓開始制作的，然后在傅里葉域中使用另一個(gè)超高斯函數(shù)進(jìn)行濾波，并再次應(yīng)用超高斯濾波器在空間域。
(A_H[xP 角度分布導(dǎo)致復(fù)雜的強(qiáng)度變化。對(duì)于相同的光束質(zhì)量，非單色光束的強(qiáng)度分布可能更平滑：雖然每個(gè)波長分量都有一個(gè)復(fù)雜的分布，但這些波動(dòng)可以平均成一個(gè)平滑的整體分布。（特別是對(duì)于非單色光束，平滑的強(qiáng)度分布并不表示光束質(zhì)量高。）
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F CfU=4O 圖 2： 多模光束 的強(qiáng)度分布，它具有大約最大可能的 M 2值，可有效發(fā)射到光纖中。
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5C-n"8 &C& 圖 3： 光纖中強(qiáng)度分布的演變。在最初的幾毫米內(nèi)，只有很少的光損失到包層中。如果進(jìn)一步擴(kuò)大初始光束尺寸或角度范圍，類似的
模擬會(huì)表現(xiàn)出大量的發(fā)射損失。此外，如果光束輪廓大致為高斯而不是超高斯，則有效發(fā)射需要稍低的 M 2值（低于 10）。
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