מבוא לסיב אופטי חד מצב

הסבר על "סיבי מצב יחיד" בספרות האקדמית: בדרך כלל, כאשר v קטן מ-2.405, רק שיא אחד עובר דרך הסיב, ומכאן שהוא נקרא סיב חד-מוד. הליבה שלו דקה מאוד, בערך 8-10 מיקרון, ופיזור המצבים קטן מאוד. הגורמים העיקריים המשפיעים על רוחב הפס של העברת סיבים הם סוגים שונים של פיזור, ופיזור המצב הוא החשוב ביותר. לסיבים במצב יחיד יש פיזור נמוך, כך שהוא יכול להעביר אור ברצועת תדרים רחבה ולמרחקים ארוכים.

לסיבים אופטיים במצב יחיד קוטר ליבה של 10 מיקרון, המאפשר העברת קרני אור חד-מודאליות ומבטל את המגבלות של רוחב הפס והפיזור המודאלי. עם זאת, בשל קוטר הליבה הקטן של סיבים אופטיים במצב יחיד, קשה לשלוט בהעברת קרני האור, מה שמצריך לייזרים יקרים ביותר כגוף מקור האור. המגבלה העיקרית של כבלים אופטיים עם מצב יחיד היא פיזור החומר. כבלים אופטיים במצב יחיד משתמשים בעיקר בלייזרים כדי להשיג רוחב פס גבוה, ומכיוון שנורות LED פולטות מספר רב של מקורות אור עם רוחבי פס שונים, דרישות פיזור החומר חשובות מאוד.

מנקודת מבט של עלות, בשל העלות הגבוהה של מקלטי משדר אופטיים, עלות השימוש בכבלים סיבים אופטיים חד-מודיים תהיה גבוהה מזו של כבלי סיבים אופטיים מרובי מצב.

סיבים במצב יחיד (SMF)

בהשוואה לסיבים מולטי-מודים, לסיבים עם מצב יחיד יש קוטר ליבה דק בהרבה, רק 8-10 מיקרומטר. עקב שידור של מצב אחד בלבד, אין פיזור מצב למוד, פיזור כולל נמוך ורוחב פס רחב. סיבים במצב יחיד משמש בטווח אורך גל של 1.3-1.6 מיקרומטר. על ידי תכנון מתאים של התפלגות מקדם השבירה של הסיב ובחירת חומרים בעלי טוהר גבוה להכנת חיפוי שגדול פי 7 מהליבה, ניתן להשיג את ההפסד הנמוך ביותר ואת הפיזור המינימלי בו זמנית בטווח אורכי גל זה.

סיב מצב יחיד משמש במערכות תקשורת סיבים אופטיים למרחקים ארוכים בעלות קיבולת גבוהה, רשתות סיבים אופטיים מקומיים וחיישני סיבים אופטיים שונים.