由于渐变型单模光纤要通过等效近似的方法，将它等效为阶跃单模光纤去分析，因此，讨论单模传输的特性时，主要针对阶跃单模光纤而言。
单模光纤不同于多模光纤的特殊问题，主要是单模光纤的单模工作条件及单模光纤的极化问题，这就是本节主要讨论的内容。
1．单模传输的条件
单模光纤是在给定的工作波长上，只传输单一基膜的光纤，在阶跃单模光纤中，只传输LP01模。
从2.2节的讨论中得知，LP01模的归一化截止频率为Vc=0，无截止现象，因此，光纤的单模工作范围就决定于第一高次模LP11的截止特性。
从表2-1中可查出，LP11模的归一化截止频率为 |
 |
| 而模式的传输条件：V>VC时可传;V≤VC时截止。因此，要保证光纤中只传输LP01一个模式，则必须要求 |
 |
| 即 |
 |
这就是阶跃单模光纤的单模传输条件。
2． 单模光纤的场方程和特征方程（自学）
3．单模光纤的特征参数
单模光纤的主要特性参数有：衰减、色散、截止波长、模场直径、折射率分布等，其中色散将在本章2.5节介绍，这里主要介绍两个参数：衰减系数α和截止波长λc。
（1）衰减系数α
在设计光纤通信系统时，一个重要的考虑是沿光纤传输的光信号的衰减，它是线路上决定中继距离长短的主要因素。
衰减量的大小通常用衰减系数α来表示，单位是dB/km。衰减系数α的定义为 |
 |
其中，L――光纤长度；
Pi――光纤输入的光功率；
P0――光纤输出的光功率。
（2）截止波长λc
从前面分析可知，光纤的单模传输条件是由第一高次模LP11的截止频率给出的。归一化截止频率为 |
 |
对应着归一化截止频率的波长为截止波长，用λc表示，它是保证单模传输的必要条件。当λ<λc(LP01)时，LP01模可在光纤中传输。
由式（2-70），得出截止波长表示式为 |
 |
由于LP11模的归一化截止频率 ，因此 |
 |
当λ＞λc（LP11）时，LP11模截止，则此时光纤中只传输LP01模。
（3）模场直径d
从理论上讲，单模光纤只有基膜（LP01）传输，基模场强在光纤横截面上的分布与光纤的结构有关，而模场直径就是衡量光纤横截面上一定场强范围的物理量。
对于均匀单模光纤，基模场强在光纤横截面上的场强分布近似为高斯型分布，通常，在实验中可以观察到，光纤截面上轴芯处的场强最强，因此把沿纤芯直径方向上，相对该场强最大点功率下降了1/e的两点之间的距离，称为单模光纤的模场直径，用d表示。如图所示。 |
 |
-
标签：
