多模光纖和單模光纖有什么區(qū)別？

光纖測溫系統(tǒng)可以使用兩種主要的不同類型的光纖 – 單模和多模光纖（這些光纖有很多變體）。

沿光纖傳播的光可以被認(rèn)為是從光纖芯和光纖包層之間的界面反射的光線。多模光纖具有大直徑芯，其允許光線沿著穿過光纖的若干不同路徑行進(jìn)，在芯和包層之間以不同角度彈跳。

這些不同的路徑被稱為空間模式，因此描述為多模光纖。單模光纖電纜具有小芯，其僅允許光線的一條路徑穿過光纖，因此描述為單模光纖。多模光纖通常具有兩種不同的芯尺寸：50微米或62.5微米。單模電纜采用9微米玻璃芯。

為什么多模光纖用于溫度傳感？

由于多模光纖具有更大的纖芯（和更大的數(shù)值孔徑），因此您可以為光纖提供比單模光纖更多的功率。較大的磁芯尺寸也導(dǎo)致非線性的較高閾值，這可能導(dǎo)致光纖溫度測量中的誤差。分布式溫度傳感測量沿光纖的反向散射光。然而，反向散射光的量是初始激光脈沖的非常小的比例，因此為了獲得足夠的反向散射信號以進(jìn)行溫度測量，在初始激光脈沖中具有盡可能多的功率是非常重要的。由于其較大的核心尺寸和較高的非線性閾值，多模光纖在單模光纖上的反向散射信號功率方面提供了很大的改進(jìn)。

那么更長的感應(yīng)距離呢？

使用單模光纖進(jìn)行更長距離的選擇（正如其他一些DTS系統(tǒng)那樣），但我們發(fā)現(xiàn)多模光纖提供了更好的溫度分辨率，因為多模光纖可以比單模光纖發(fā)射更多的功率。

在較長波長處，多模光纖中產(chǎn)生的光衰減可忽略地降低，但是由于接收到更多光功率的事實，這很容易超過光纖損耗的任何減少。

為什么單模光纖在長距離的電信中使用？

由于涉及的數(shù)據(jù)速率，單模光纖廣泛用于電信。使用多模光纖傳輸數(shù)據(jù)會導(dǎo)致多模式產(chǎn)生的模態(tài)色散。這削弱了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，限制了傳輸數(shù)據(jù)的傳輸距離。使用更快的數(shù)據(jù)速率時，此效果會變得更糟。與電信系統(tǒng)相比，DTS僅使用非常寬的脈沖，因此模態(tài)色散對DTS性能的影響可忽略不計。必須用于電信系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)可以在100公里的距離內(nèi)以多個千兆/秒的速率傳輸。多模光纖電纜可用于距離更短的更一般的光纖應(yīng)用，例如LAN。

為什么單模光纖用于分布式應(yīng)變傳感？

由于所需光學(xué)元件的性質(zhì)，單模光纖用于分布式應(yīng)變傳感。幾乎所有組件都是標(biāo)準(zhǔn)的電信組件，設(shè)計為使用單模光纖在1550nm波長附近工作。使用多模光纖是非常困難的，因為儀器的傳感光纖是基于單模組件，因為大量的光會丟失，試圖將光從大型多模核心擠壓到更小的單模核心。應(yīng)變傳感中使用的反向散射信號比用于溫度傳感的信號更強(qiáng)大，因此可以容忍使用單模光纖的相對較低的功率。