Волокно со ступенчатым профилем

Волокно со ступенчатым профилем показано на рис. 9.13. Видно, что показатель преломления на границе двух стеклянных материалов меняется резко (ступенчато). Значения показателей преломления, данные на рисунке, выбраны произвольно. В процессе производства значение показателей преломления сердцевины и оболочки можно регулировать путем легирования и сделать профиль таким, каким нужно. Волокно со ступенчатым профилем показателя преломления может быть одномодовым или многомодовым. Из-за значительной модовой дисперсии многомодовое волокно со ступенчатым профилем реже используют в телекоммуникационных системах. В одномодовом волокне диаметр сердцевины уменьшен до того значения, при котором в нем сможет распространяться только одна отраженная мода. Этот способ является одним из возможных способов устранения модовой дисперсии.
Существует и другая мера, позволяющая избавиться от модовой дисперсии. Она касается изменения структуры волокна и основана на механизме преломления, а не отражения света. Показатель преломления внутренней стеклянной массы волокна можно сделать любым. Можно, например, изготовить волокно, у которого показатель преломления сердцевины в поперечном сечении будет не постоянным, а плавно меняющимся по слоям структуры.
Сердцевина такого волокна представляет собой серию вложенных концентрических слоев, каждый из которых имеет показатель преломления несколько отличный от показателя преломления соседнего слоя. По мере увеличения радиуса слоя от оси волокна к его внешней границе показатель преломления убывает. Такое волокно называется градиентным. На рис. 9.14 показано распространение света в градиентном волокне.