光ファイバーのコア径は小さくなるにつれて光ファイバー中を伝搬できるモー ドの数は減っていき、コア径が一定値より小さくなると基本モードのみが残る。このような光ファイバーをシングルモード光ファイバー (SMF) と呼ぶ。SMF に おいて、光強度分布はガウス分布に近いことが理論的に証明されている。

GI-MMF でもモード分散を完全にゼロにはできないため、長距離光ファイバー 通信では SMF が用いられている。また、超短パルス光源を考えるときには、シングルモード伝搬のみが有効な伝搬モードとなる。なぜなら、マルチモード伝搬する光にはモード分散やモード雑音といった影響が現れるためだ。

図:シングルモード光ファイバーとマルチモード光ファイバーにおける光の伝搬と屈折率分布 (a) SI-SMF、(b) SI-MMF、(c)GI-MMF

図:シングルモード光ファイバーとマルチモード光ファイバーにおける
光の伝搬と屈折率分布
(a) SI-SMF、(b) SI-MMF、(c)GI-MMF

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