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光纤的传播模式

路的壁，箭头代表波的行进方向，如图（8）所示。

这条细水路中的水波状态可以用图（b）所示的模式化图形来表示。在纤芯内，存在着许多沿不同方向传输的光射线，这里暂J1只考虑类似水路中

的①和②两束波，它们以相同的入射角进入光纤，以相同的角度向纤芯-包层交界面行进。

当光线②行进到交界面时，将产生反射，形成反射波，为②’很明显，①和②”就成为以相同方向行进的波。波有干涉

性。当振幅相同、频率也相同的两个波相遇时，干涉波的强度是各波强度的叠加。如果这两个波的相位相同，波峰和波峰、波谷和波谷

都一致，则强度加强；如果这两个波

0

的相位相反，波峰对着波谷，则强度相互抵消为。

光波也有干涉性。如图（b）所示的①和②这两束以相同方向

行进的波，如果它们的相位一致，则这两束波相互加强，就可以一直传

播下去：如若这两束波的相位不一致，与图中所画的相位相反，则它们

就彼此削弱，直至最后消失。如此看來，只有以某些特定角度射入芯包

交界面的波才能相互得到加强，继续传播至远方。也就是说，光线与芯

包交界面的角度为某些特定值的光波才不会被削弱，而形成一组一组的

传输波，这被称为传播模式。依据光线与交界面间的夹角由小至大，

光在光纤中的干涉

分别称这些传播模式为

二次模……0次模（基模）、一次模、

由以上的分析可以得出以下几个结论。

①并不是任何形式的光波都能在光纤中传输。每种光纤都只允许某些特定的光波通过，而其他形式的光波在光纤中无法存在。每一种允许在光

纤中传输的特定形式的光波称为光纤的一个模式。

②在同一光纤中传输的不同模式的光，其传播方向、传输速度和传输路径不同，其受到光纤的衰减也不同，观察与光纤垂直的横截面，就会看

到，不同模式的光波在横截面上的光的强度分布图形也不同，有的是一个亮斑，有的分裂为几个亮点。

③进入光纤的光在芯包交界面上的入射角大于临界角时，就在光纤内产生全反射；而入射角小丁•临界角的光就有一部分进入包层，彼很快衰

减掉。前者的传输损耗小，能作远距离传输，称为传导模。

④能满足全反射条件的光线也只是具有特定角度的部分才能在光纤中传输，因此，不同模式的光的传输方向不是连续改变的。当通过一段光纤

时，以不同角度在光纤中传输的光所走的路径也不同。沿光纤轴前进的光走的路径最短，而与轴线交角大的光所走的路径则较长。