阶跃折射率光纤是一种根据折射率分类的光纤。阶跃折射率光纤是一种光波导，它在纤芯内具有恒定的折射率，在包层内具有另一个恒定的折射率。
与包层的折射率相比，纤芯的折射率略高。然而，这里要注意的是，在纤芯-包层界面处，折射率显示出突然的变化。
下图显示了阶跃折射率光纤及其折射率分布：
当光线沿着阶跃折射率光纤传播时，它遵循之字形路径。然而，由于全内反射，这些锯齿形图案完全由直线组成。
在数学上，阶跃折射率光纤的折射率为：
a是核心半径
r 是径向距离
阶跃折射率光纤的模式
阶跃折射率单模光纤
在阶跃折射率单模光纤中，纤芯直径极小，只允许一种模式通过它传播。这意味着只有单条光线通过阶跃折射率光纤传播。因此，传输的光线不会因延迟差异而出现失真。
下图显示了光线通过阶跃折射率单模光纤的传播：
在这里我们可以清楚地看到核心的直径非常窄。因此，只有单一模式在光纤中传播。在这里，核心尺寸介于 2 到 15 微米之间。
阶跃折射率多模光纤
在阶跃折射率多模光纤中，纤芯的直径足够大，允许多种模式通过它传播。这仅仅意味着在阶跃折射率多模光纤的情况下，几条光线可以沿着光纤传播。
在这里，由于多条光线同时传播，光纤会因传播时间延迟而发生变形。
下图显示了光线通过阶跃折射率多模光纤的传播：
在这里，上图清楚地表明纤芯的直径足够大，可以允许多条传播路径。在这种情况下，核心尺寸几乎在 50 到 1000 微米之间。
需要注意的是，在阶跃折射率光纤的情况下，折射率的变化如下：
这些光纤中使用的光源主要是发光二极管。
阶跃折射率光纤的优点
- 这些纤维的制造非常容易。
- 它很便宜。
- 传播通过全内反射发生。
阶跃折射率光纤的缺点
- 在这些光纤中，由于一次只有一束光线通过光纤传播，因此它在某种程度上导致其承载信息信号的能力方面的缺陷。
- 同样由于纤芯的直径较小，将光耦合到其中有些困难。
阶跃折射率光纤的应用
这些光纤主要用于局域网连接。其原因是与渐变折射率光纤相比，它的信息传输容量较小。
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