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只允許一種橫模傳導的光纖稱為單模光纖。用於通信用途時,線材會以黃色外皮做為辨識。大直徑核心、多橫模的光纖的物理性質,也可以用電磁波波動方程式分析。結果會顯示出,這種光纖允許多於一個橫模的光波。這樣的解析多模光纖,所得到的結果,與幾何光學的解析結果大致相同。波導分析顯示,在光纖內的光波的能量,並不是全部局限於核心裏。令人驚訝地,特別是在單模光纖裏,有很大一部分的能量是以衰減波的形式傳導於包覆。最常見的一種單模光纖,核心直徑大約為7.5–9.5 微米,專門用於傳導近紅外線。多模光纖的核心直徑可以小至50微米,或者大至幾百微米。特用光纖有些特用光纖的核心或包覆會特別地製作成非圓柱形,通常像橢圓形或長方形。這包括維護偏極化光纖。光子晶體光纖是一種新型的光纖,其折射率以規律性的模式變化(通常沿著光纖的軸向會有圓柱空洞)。光子晶體光纖應用繞射效應(單獨的或加上全反射效應)來侷限光波於光纖核心。衰減機制在ZBLAN和二氧化矽光纖內的光衰減。主條目:透明材料在介質內,光纖的衰減,又稱為傳輸損失,指的是隨著傳輸距離的增加,光束(或訊號)強度會減低。由於現代光傳輸介質的高質量透明度,光纖的衰減係數的單位通常是dB/km(每公里長度介質的分貝)。因為矽石玻璃纖維能夠滿足嚴格的規定,局限光束於內部,傳輸介質材料大多是由矽石玻璃纖維製成的。阻礙數位訊號遠距離傳輸的一個重要因素就是衰減。因此,減少衰減是光纖光學研究的必然目標。經過多次實驗得到的結果,顯示出光散射和吸收是造成光纖衰減的主要原因之一。