在階躍折射率光纖中，由于存在材料色散、波導(dǎo)色散以及多模脈沖展寬而導(dǎo)致信號(hào)產(chǎn)生畸變。

　　模式混合是指模式之間的功率交換。某一個(gè)模式相應(yīng)的射線如果發(fā)生偏斜(因光纖彎曲段或熔接點(diǎn)的散射所致)會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入其他模式的傳播路徑。射線路徑的轉(zhuǎn)移可能是從高階模式到低階模式，或者反過來從低階模式到高級(jí)模式。連續(xù)的模式混合產(chǎn)生的最終結(jié)果是，任何一個(gè)模式所攜帶的能量都傾向于沿一條總的鋸齒型路徑傳播，這條路徑位于最短路徑(軸向模式)和最長路徑(臨界角)之間。因而所有模式相應(yīng)的射線路徑的總長度幾乎相等，這樣顯著減少了脈沖展寬。當(dāng)然，這種模式混合并不能達(dá)到理想的完美程度，在階躍折射率光纖中模式失真仍舊是脈沖展寬的主要原因。雖然模式混合可以減小脈沖展寬，但其影響并非都是正面的。射線的偏斜也可能使得一些射線進(jìn)入小于臨界角的路徑，這些光線會(huì)發(fā)生泄漏從而增加了光纖的損耗。

　　高階模式相對(duì)較大的損耗也是導(dǎo)致脈沖展寬減小的一個(gè)因素。在所有傳播模式中，高階模式以更陡的鋸齒型路徑傳播，從而穿透界面進(jìn)入包層更深，所以更容易產(chǎn)生吸收損耗。到達(dá)接收端時(shí)，因?yàn)楦唠A模式的幅度較小，所以比低階模式對(duì)接收脈沖幅度的貢獻(xiàn)要少。在脈沖展寬減小的同時(shí)，選擇性吸收也同模式混合一樣，會(huì)增加信號(hào)的衰耗。

　　還有另一個(gè)原因，在短距離(幾十米或幾百米)線路上，光源可能只激發(fā)幾個(gè)低階模式。使用半導(dǎo)體激光器時(shí)就可能發(fā)生這樣的情形。其發(fā)射方向圖沒有覆蓋光纖所有可能的傳播模式，但是如果使用發(fā)光二極管情況就不一樣了。在長距離線路上，所有模式最終都能被激發(fā)(由傳播路徑的非理想所致)，而在短距離光纖上則不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。所以對(duì)于短距離傳輸，模式展寬僅僅由少數(shù)幾個(gè)模式產(chǎn)生，這些模式的射線角度和傳播速度彼此差別不大�？梢詫⑦@些理論計(jì)算結(jié)果作為模式展寬的上限。

　　需要強(qiáng)調(diào)的是，模式畸變并不取決于光源的波長或譜寬。這一點(diǎn)與材料色散或波導(dǎo)色散導(dǎo)致的信號(hào)畸變不同，它們與光源的波長和譜寬密切相關(guān)。

　　材料色散和波導(dǎo)色散引起的脈沖展寬均正比于光源的線寬，使用窄線寬的半導(dǎo)體激光器可以使其最小化。但是模式失真通常在多模階躍折射率光纖中占據(jù)主導(dǎo)地位，使得半導(dǎo)體激光器減小脈沖展寬的效果并不明顯。所以，在多模階躍折射率光纖系統(tǒng)中通常使用較為便宜的LED光源。

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