在过去的20年,光纤传感器的发展导致了可以测量超过60个不同参数的设备和系统的出现。以下是光纤中光波物理特性基础的讲述和对应用于这些传感器的基本操作技术的概括。
这种现象展示了光纤感应和传输的基本原理：当传导介质的折射率（或介电常数）比周围物质的高时，光子将会保留在传输介质当中。在考虑到绝缘体中心区域折射率系数的细微差异时，电磁波的全反射导致光波好像是在光管道中不断反弹前进。
•多模光纤能够耦合更多的光（由于它有较大的核心）；
• 因为在大核心中有更多的散射点，所以多模光纤常有较大的损耗；
•由于光信号在大光纤中前进时会有多个路径，故多模光纤会有更大的信号失真；
•单模光纤具有更佳的光场空间控制能力，因此它具有小得多的信号失真和衰减；
•当连续光（如激光）被耦合进光纤后，多模光纤的输出表现为空间内有多个点，而单模光纤的输出只有一点。
单模光纤和多模光纤的外径通常都是125微米（约一根头发丝的大小），通过触摸不可能进行辨别。但是当光纤的尺寸大于125微米时（直径可高达1mm）,那么它肯定就是多模光纤。
缓冲涂覆层保护光纤不受化学物质损伤。当多束光纤构成光缆时，每根的涂覆层可用不同的颜色标示，以利于在光缆各端进行区别。如果你打算把光缆铺设在恶劣的环境中，你可以在核心/内覆层/外覆层的光纤结构之外，在加上凯夫拉尔编织层，然后再全部装入塑胶套管中。
光纤如何传导光波
为什么光会保持在光纤当中呢？这不仅仅是个理论问题。弄清楚这些细节，你将能理解光纤传感器和通信系统是如何工作的。光传播现象是以电磁场理论，两绝缘体介质交界面的电磁场相互作用为基础的。
我们可以通过衰减指数来描述光纤中光的衰减，但是整个信号的实际衰减过程是非常复杂的，包括散射吸收，缺陷造成的反射等。传输特性依赖于在光纤中传输的光波长。对于标准的电信级光纤，最小衰减位于1300nm和1550nm窗口（见图 5a）。
衰减对于光导来说是很重要的。如果信号水平跌到很低，从图中可以看出。因此，如果信号源位于光纤的衰减窗口，那么其他的光纤效应将会凸显，尤其是色散。光纤中的色散（脉冲的扩展造成）是以多种效应显现的。
•彩色色散是由于使用相对宽的光谱光源引起（例如LED）。可以通过使用单纵模激光记性补偿（较少的色线---较低的彩色色散）
•模式色散是由光纤中光场的不同路径长度所引起的。可以通过使用单模光纤进行消除（光纤中只有一条路径---无模式色散）。
•最后，考虑方型信号脉冲在光纤中传输的情况。激光源，即使是单纵模光源，也有一定的谱宽。信号中的每种颜色的光会稍有不同的材料色散值并以不同的速度传输，结果造成脉冲扩展。对脉冲序列进行傅立叶分解会发现：光纤本身频率被轻微地进行了调制，这时由于数字脉冲光谱构成的缘故。即使是这个表面的小因素也会导致色散，这时由于光纤对这些频率表现出了不同的折射率系数。这种形式的色散限制了通信系统的整体性能，你可以将它最小化（例如不传输方型脉冲），但是你不能轻易地消除它。
对于衰减和色散，这篇文章给了我们什么指导呢？为了得到最低损耗，光源的范围应该位于1550nm范围内，为了得到最小色散，应当使用1300 nm的激光源。但如果你使用的是色散位移光纤，那么可以使用1550nm 的激光源，并一定不要使用方型脉冲。围绕这些（使用余弦滤波器）减少色散效应。要真正地减少色散，可使用单模光纤。由于它进入瞳很小，所以你需要在紧迫的时间内将光耦合进光纤。光一旦进入光纤后，将会持续地向前传输。