突變型
纖芯部分折射率不變,而在芯-包界面折射率突變。纖芯中光線軌跡呈鋸齒形折線。這種光纖模間色散大,帶寬只有幾十兆赫·公里。常做成大芯徑,大數值孔徑(例如芯徑為100微米,NA為0.30)光纖,以提高與光源的耦合效率,適用于短距離、小容量的通信系統。
漸變型
纖芯折射率分布如圖4。纖芯中心折射率高,沿徑向按下式漸變:
n(r)=n1【1-2墹(r/ɑ)α】1/2 (2)
式中α為折射率分布指數??梢园堰@種光纖的纖芯分割成多層突變型光纖來分析其傳輸原理。在分析中可近似地認為各層內折射率均勻。當入射角為θ0的光線入射纖芯后,在各層界面依次折射。按折射定律,折射角θ1逐漸增大,直到大于全反射臨界角θc;發生全反射后,即折向纖芯中心。然后,經各層時折射角又逐漸減小,到達中心時仍為θ0。結果光線呈正弦形軌跡。高次模即入射角較大的光線處于靠近包層的區域,這里折射率較小,光速較大,因此雖然路程較長,傳輸時間仍有可能與處于中心區的低次模接近或一致,即各模式的光線軌跡可聚焦于一點,使模間色散大大減小。當折射率分布接近拋物線(α=2)時,模間色散小,帶寬可達吉赫·公里的水平。
單模光纖
當光纖的歸一化頻率ν<2.41時,光纖中只允許單一模式(基模)傳輸,就成為單模光纖。根據式(2),這種光纖芯徑和數值孔徑必然很小,一般芯徑只有數微米,因此連接耦合難度大。由于是單模傳輸,消除了模間色散,在波長1.3微米附近材料色散又趨近于零,因此帶寬極大(可達數百吉赫·公里)。單模光纖被視為今后大容量長途干線通信的主要傳輸線。
玻璃光纖
組成光纖的玻璃成分以SiO2為主,約占百分之幾十,此外還含有堿金屬、堿土金屬、鉛硼等的氧化物。它的特點是熔點低(1400攝氏度以下),可用傳統的坩堝法拉絲,適于制做大芯徑、大數值孔徑光纖。這種光纖尚處于研制階段,故應用不多。
包層光纖
這是一種以高純石英作纖芯、塑料(如有機硅)作包層的突變型多模光纖。芯徑和數值孔徑較大,例如芯徑大于200微米,NA大于0.3。這種光纖便于連接和耦合,適于短距離小容量系統使用。
塑料光纖
光纖材料主要是特制的高透明度的有機玻璃、聚苯乙烯等塑料,可做成突變型或漸變型多模光纖,光纖衰減已從初期的500~1000分貝/公里降低到數十分貝/公里,但仍須進一步降低。它的特點是柔軟、加工方便、芯徑和數值孔徑大。
被覆光纖
裸光纖脆而易斷,這是因為玻璃光纖表面總是存在隨機分布的微裂紋,在潮氣、塵埃和應力作用下迅速增殖而導致破壞。在光纖拉絲的同時立即涂覆一層塑料護層,制成一次被覆光纖,可保證光纖的高強度和長壽命。但為了進一步提高其耐壓和抗彎折等機械性能,便于成纜和使用,往往在表面上再擠覆一層較厚的塑料層,這就是二次被覆光纖,也稱被覆光纖。它的外徑一般為 1毫米左右。按照光纖在二次被覆護層中的松動狀態,還可分為松包光纖和緊包光纖兩類。