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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,线材会以橘色外皮作为辨识。
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。
光缆施工时受到拉力不得超过它所能承受的允许短暂力的规定(管道、架空光缆:1500N;直埋销售光缆:3000N;ADSS光缆:20%RTS),高价回收48芯光缆,运行使用时应不超过允许长期力的规定(管道、架空光缆600N;直埋光缆1000N;ADSS光缆:MAT)。
光缆施工应在相应资格的技术人员指导下进行。
波导分析显示,在光纤内的光波的能量,并不是全部局限于核心里。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,丽江48芯光缆,核心直径大约为 7.5–9.5 微米,大量回收48芯光缆,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
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。