光纖

　　 光纖是一種利用全反射(Total Internal Reflection, TIR)原理，讓光在玻璃或塑料製成的纖維中傳輸的光傳導技術。通常光纖一端的發射裝置為發光二極體(Light Emitting Diode, LED)或是雷射(Laser Diode, LD)，將光訊號傳送至光纖中；光纖另一端的接收裝置則使用光敏元件，如光電二極管(Photodiode, PD)來檢測。由於光在光纖中的傳輸損失比電在電線傳導的損耗低，在1550nm波長損耗為0.2dB/km，更因為主要生產原料是價格便宜的矽，促使光纖被應用作長距離的資訊傳遞工具。

　　光纖可依傳輸模態數量分為單模光纖(Single Mode Fiber, SMF)與多模光纖(Multi-mode Fiber, MMF)。一般單模光纖纖芯直徑約8-10um，多模光纖纖芯直徑約50-100um。根據折射率分布的不同，光纖一般又可以分為步階光纖(step-index fiber)與漸變光纖(graded-index fiber)兩種。

       近來，為了實現高傳輸容量，不同的新型光纖已經被提出並製造，其中包括光子晶體光纖(Photonic Crystal Fiber, PCF)，也被稱為微結構光纖，具有週期性的排列結構，根據不同的PCF的導光原理，可以分為實心與空心的光子晶體光纖。實心的光子晶體光纖導光原理與一般光纖相同，但可以透過微結構的設計使有效折射率改變。空心的光子晶體光纖能藉由引入不同材料在纖芯中來改變光纖的非線性效應，以此來達成更高功率的傳輸。新型光纖也包括少模光纖(Few Mode Fiber, FMF)和多芯光纖(Multicore Fiber, MCF)，如下圖所示，基於不同光纖模式或不同纖芯的空間並行傳輸，可以實現高傳輸容量。

圖片來源：https://phys.org/news/2016-05-hundredfold-optical-fiber-capacity-thousands.html