本文以階躍型光纖為例來說明光纖的導(dǎo)光原理。階躍型光纖的折射率是沿徑向呈臺(tái)階狀分布的，如下圖所示。在圖中m為包層折射率㈣為纖芯折射率。這種光纖的折射率沿軸向呈均勻分布。

　　為了簡(jiǎn)化分析，這里我們使用射線光學(xué)理論來說明光纖的導(dǎo)光原理。假設(shè)光纖為理想的直圓柱體，光線若垂直于光纖端面入射，并與光纖的軸線平行或重合，這時(shí)光線將沿纖芯軸線方向向前傳播。若光線以某一角度入射到光纖端面時(shí)，光線進(jìn)入纖芯會(huì)折射。當(dāng)光線到達(dá)纖芯和包層交界面時(shí)，發(fā)生全反射或者折射現(xiàn)象。根據(jù)分析可知，在纖芯和包層交界面上形成全反射的光線將會(huì)長距離傳輸。如果入射角度過大，則光線將不會(huì)在纖芯和包層交界面上形成全反射，造成所謂的折射損耗。這種光線不能在纖芯和包層交界面上形成全反射，因此不會(huì)長距離地在光纖中傳輸。

　　要使光信號(hào)能夠在光纖中長距離傳輸，必須使光線在纖芯和包層交界面上形成全反射，即入射角大于臨界全反射角。

　　多模光纖(包括多模階躍光纖和漸變光纖)的導(dǎo)光原理可以綜述如下：當(dāng)入射角小于孔徑角鞏的光線入射到光纖端面時(shí)，折射入纖芯的光線會(huì)周而復(fù)始地沿著光纖軸向，在芯包界面或芯包界面內(nèi)發(fā)生全反射，從而使光線從光纖的一端傳輸?shù)搅硪欢恕?/p>

　　對(duì)于階躍型多模光纖，光是在纖芯和包層交界面不斷地全反射前進(jìn)的}對(duì)于漸變型多模光纖，光是是弧線前進(jìn)的;而階躍型單模光纖可看成光是沿著軸心前進(jìn)的。

　　綜上所述，現(xiàn)在光通信中實(shí)用的光纖都是圓柱形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，利用纖芯、包層的折射率分布形狀不同，可以構(gòu)成傳輸性能不同的光纖。纖芯的折射率n1稍大于包層的折射率n2(即n1>n2)，使其在包芯分界面構(gòu)成光波導(dǎo)管壁。

　　應(yīng)當(dāng)指出，把光的傳輸看做光線沿著光纖軸向周期性地前進(jìn)只是一種近似處理，優(yōu)點(diǎn)是比較直觀。光波實(shí)質(zhì)上是電磁被，它在光纖波導(dǎo)中的傳輸特性，只有從光的電磁理論上解釋才能給以本質(zhì)上的說明。

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