عند القيام بأعمال الكابلات، ما هي الظروف التي يجب فيها استخدام الألياف أحادية النمط، وما هي الظروف التي يجب فيها استخدام الألياف متعددة الأنماط؟

1. الألياف متعددة الأنماط

عندما يكون الحجم الهندسي للألياف (وخاصة قطر اللب d1) أكبر بكثير من الطول الموجي للضوء (حوالي 1 ميكرومتر)، ستوجد عشرات أو حتى مئات من أنماط الانتشار داخل الألياف. تختلف أنماط الانتشار في سرعاتها وأطوارها، مما يؤدي إلى تأخير زمني وتضخيم النبضات الضوئية بعد نقلها لمسافات طويلة. تُعرف هذه الظاهرة بالتشتت النمطي (أو التشتت بين الأنماط). الألياف الضوئية.

سيؤدي التشتت النمطي إلى تضييق عرض النطاق الترددي للألياف متعددة الأنماط وتقليل سعة الإرسال الخاصة بها، لذا فإن الألياف متعددة الأنماط مناسبة فقط لاتصالات الألياف الضوئية ذات السعة الصغيرة.

يتميز توزيع معامل الانكسار في الألياف متعددة الأنماط بشكل أساسي بأنه قطع مكافئ، أي أنه ذو معامل انكسار متدرج. ويبلغ قطر لبها حوالي 50 ميكرومتر.
2. الألياف أحادية النمط

عندما يكون الحجم الهندسي للألياف (بشكل رئيسي قطر اللب) قريبًا من الطول الموجي للضوء، على سبيل المثال، يكون قطر اللب d1 في نطاق 5-10 ميكرومتر، فإن الألياف تسمح فقط لنمط واحد (النمط الأساسي HE11) بالانتشار فيها، ويتم قطع بقية الأنماط ذات الرتبة الأعلى؛ وتسمى هذه الألياف بالألياف أحادية النمط.

نظرًا لاحتوائها على نمط انتشار واحد فقط وتجنبها مشكلة تشتت الأنماط، تتمتع الألياف أحادية النمط بنطاق ترددي واسع للغاية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لاتصالات الألياف الضوئية عالية السعة. ولذلك، لتحقيق نقل أحادي النمط، يجب أن تستوفي معايير الألياف شروطًا معينة. ويُحسب ذلك باستخدام الصيغة التالية: بالنسبة للألياف ذات الفتحة العددية NA=0.12، لتحقيق نقل أحادي النمط عند أطوال موجية أعلى من λ=1.3 ميكرومتر، يجب أن يكون نصف قطر لب الألياف ≤4.2 ميكرومتر، أي أن قطر لبها d1≤8.4 ميكرومتر.

نظراً لأن قطر قلب الألياف البصرية أحادية النمط صغير جداً، يتم فرض متطلبات أكثر صرامة على عملية تصنيعها.