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，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致非線性的較高閾值，這可能導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。

那么更長的感應距離呢？

使用單模光纖進行更長距離的選擇（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用，例如LAN。

為什么單模光纖用于分布式應變傳感？

由于所需光學元件的性質(zhì)，單模光纖用于分布式應變傳感。幾乎所有組件都是標準的電信組件，設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大，因此可以容忍使用單模光纖的相對較低的功率。