这是 Paschotta 博士的无源光纤教程的第 2 部分通常，在光纤中传播的光的强度分布在传播过程中会发生变化。它甚至经常以相当复杂的方式发展。例如，看看如果我们将高斯光束（相对于光束轴倾斜 20°）注入纤芯半径为 20 μm 且 NA 为 0.3 的光纤会发生什么情况：
图 1： 使用 RP Fiber Power 软件 模拟的多模光纤中强度的演变。将与光束轴成 20° 角的高斯光束注入光纤。
（请注意，这里我们只显示强度分布，因为显示的空间区域较大，因此很难显示波前。）可以清楚地看到当光束到达纤芯/包层界面并在那里反射时发生的干涉效应。最后，横向光束轮廓如图 2 所示：图 2：传播超过 100 μm 后光纤中的光束轮廓。我们已经看到强度分布通常以复杂的方式演变。然而，存在某些幅度分布（即电场幅度的分布），其中强度分布在传播期间保持不变（假设是无损光纤）。这种场分布称为光纤的模式。其中最简单的基本模式，也称为 LP 01模式，对于当前示例中的光纤如下所示：
图 3：模光纤中基模的强度分布。灰色圆圈表示纤芯/包层边界。
至于基本模式，自然背离正好被不均匀的指数分布所抵消。请注意，特别是高阶模式可以具有显着延伸到包层中的轮廓。下图显示了光纤所有导模的振幅分布，按其模式指数排序：图 5：多模光纤的所有导模的幅度分布。RP Fiber Power 软件 已在远低于一秒的时间内计算出这些模式。在我们的示例中，纤芯半径为 20 μm，NA = 0.3，光纤在 1.5 μm 波长处有 84 个不同的导模（见图 5）——当计算模式的不同方向时，甚至有 160 个。（例如，LP 11模式也存在于旋转 90° 的版本中；这两个模式是相互正交的。）所有的导模基本上都限制在纤芯区域，即使它们可以在一定程度上延伸到包层中（但随着距离的增加强度会降低从核心）。图 6 显示了光纤模式的远场分布，因为它们可以在离光纤末端很远的地方观察到。它们看起来与近场
还有许多非引导模式，称为包层模式，可以延伸到整个包层（和核心）。由于包层通常比纤芯大得多，并且通常具有更高的数值孔径（由于与其周围的涂层具有较大的折射率对比），因此包层通常比纤芯具有更多的模式。{var%20f='http://v.t.sina.com.cn/share/share.php?appkey=1515056452',u=z||d.location,p=['&url=',e(u),'&title=',e(t||d.title),'&source=',e(r),'&sourceUrl=',e(l),'&content=',c||'gb2312','&pic=',e(p||'')].join('');function%20a(){if(!window.open([f,p].join(''),'mb',['toolbar=0,status=0,resizable=1,width=440,height=430,left=',(s.width-440)/2,',top=',(s.height-430)/2].join('')))u.href=[f,p].join('');};if(/Firefox/.test(navigator.userAgent))setTimeout(a,0);else%20a();})(screen,document,encodeURIComponent,'','','https://www.optkt.cn//data/attach/topic/topicaDGaYh.png', '推荐 武汉墨光 的文章《RP 系列 激光分析设计软件 | 无源光纤（ 第二部分）》','https://www.optkt.cn/article-22586.html','页面编码gb2312|utf-8默认gb2312'));){kind=link}
