文档介绍：同轴电缆是一种电线及信号传输线，一般是由四层物料造 成：最内里是一条导电铜线，线的外面有一层塑胶（作绝缘体、 电介质之用）围拢，绝缘体外面又有一层薄的网状导电体（一般 为铜或合金），然后导电体外面是最外层的绝缘物料作为外皮。 另外，同轴端子心部分与外面的包覆部分。为了要约束光信 号于核心，包覆的折射率必须小于核心的折射率。渐变光纤的折 射率是缓慢改变的，从轴心到包覆，逐渐地减小；而突变光纤在 核心-包覆边界区域的折射率是急剧改变的。折射率可以用来计 算在物质里的光线速度。在真空里，及外太空，光线的传播速度 最快，大约为3亿米/秒。一种物质的折射率是真空光速除以 光线在这物质里传播的速度。所以，根据定义，真空折射率是1。 折射率越大，光线传播的速度越慢。通常光纤的核心的折射率是 ，。所以，光纤传导信号的速度粗 算大约为2亿米/秒。电话信号，经过光纤传导，从纽约到悉 尼，大约12000公里距离，。
全反射
激光的反弹于一根压克力棍内部，显示出光线的全反射。
当移动于密度较高的介质的光线，以大角度入射于核心-包覆边 界时，假若这入射角（光线与边界面的法线之间的夹角）的角度 大于临界角的角度，则这光线会被完全地反射回去。光纤就是应 用这种效应来约束传导光线于核心。在光纤内部传播的光线会被 边界反射过来，反射过去。由于光线入射于边界的角度必须大于 临界角的角度，只有在某一角度范围内射入光纤的光线，才能够 通过整个光纤，不会泄漏损失。这角度范围称为光纤的受光锥角 是光纤的核心折射率与包覆折射率的差值的函数。更简单地说， 光线射入光纤的角度必须小于受光角的角度，才能够传导于光纤 核心。受光角的正弦是光纤的数值孔径。数值孔径越大的光纤， 越不需要精密的熔接和操作技术。单模光纤的数值孔径比较小， 需要比较精密的熔接和操作技术。
多模光纤
光波传播于多模光纤。
核心直径较大的光纤（大于10微米）的物理性质，可以用几 何光学的理论来分析，这种光纤称为多模光纤，用于通信用途时， 线材会以橘色外皮做为辨识。在一个多模突变光纤内，光线靠着 全反射传导于核心。当光线遇到核心-包覆边界时，假若入射角 大于临界角，则光线会被完全反射。临界角的角度是由核心折射 率与包覆折射率共同决定。假若入射角小于临界角，则光线会折 射入包覆，无法继续传导于核心。临界角又决定了光纤的受光角 通常以数值孔径来表示其大小。较高的数值孔径会允许光线，以 较近轴心和较宽松的角度，传导于核心，造成光线和光纤更有效 率的耦合。但是，由于不同角度的光线会有不同的光程，通过光 纤所需的时间也会不同，所以，较高的数值孔径也会增加色散。 有些时候，较低的数值孔径会是更适当的选择。渐变光纤的核心 的折射率，从轴心到包覆，逐渐地减低。这会使朝着包覆传导的 光线，平滑缓慢地改变方向，而不是急剧地从核心-包覆边界反 射过去。这样，大角度光线会花更多的时间，传导于低折射率区 域，而不是高折射率区域。因此，所形成的曲线路径，会减低多 重路径色散。工程师可以精心设计渐变光纤的折射率分布，使得 各种光线在光纤内的轴传导速度差值，能够极小化。这理想折射 率
分布应该会非常接近于抛物线分布。
单模光纤
单模光纤内部结构：
核心：直径8 Pm
包覆：直径125 Pm
缓冲层：直径250 Pm
外套：直径400 Pm
核心直径小于传播光波波长约十倍的光纤，不能用几何光学理论 来分析其物理性质。替而代之，必须改用麦克斯韦方程组来分析， 导出相关的电磁波方程。视为光学波导，光纤可以传播多于一个 横模的光波。只允许一种横模传导的光纤称为单模光纤。用于通 信用途时，线材会以黄色外皮做为辨识［来源请求］。大直径核心、多横 模的光纤的物理性质，也可以用电磁波波动方程分析。结果会显 示出，这种光纤允许多于一个横模的光波。这样的解析多模光纤， 所得到的结果，与几何光学的解析结果大致相同。
波导分析显示， 在光纤内的光波的能量，并不是全部约束于核心里。令人惊讶地， 特别是在单模光纤里，有很大一部分的能量是以衰减波的形式传 导于包覆。最常见的一种单模光纤，-
，专门用于传导近红外线。多模光纤的核心直径可以 小至50微米，或者大至几百微米。
而对于特用光纤来说，有些特用光纤的核心或包覆会特别地制作 成非圆柱形，通常像椭圆形或长方形。这包括维护偏极化光纤 光子晶体光纤是一种新型的光纤，其折射率以规律性的模式变化 （通常沿着光纤的轴向会有圆柱空洞）。光子晶体光纤应用衍射 效应（单独的或加上全反射效应）来局限光波于光纤核心。它的 衰减机制如下：
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