Le fibre ottiche monomodali, o single-mode, devono il loro nome all fatto che trasmettono un solo raggio luminoso, o meglio la luce viaggia direttamente lungo la fibra in modo perpendicolare alla sezione, e sono ideali per le lunghe distanze. Una tipica fibra single-mode ha un diametro del core (nucleo) che va da 8 a 10,5 μm, un cladding (mantello) di 125 μm e un coating (rivestimento protettivo) di 250 μm: questi parametri sono rimasti inalterati da quando queste fibre sono state per la prima volta introdotte sul mercato all'inizio degli anni '80.
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