從設計上講，一般要求單模光纖纖芯中的折射率分布是均勻的，但由于在制造過程中出現(xiàn)的不完善，實際上單模光纖的折射率分布是非均勻的。下面介紹兩種主要的折射率分布形式。
1．階躍型單模光纖折射率分布形式
如圖2-12（a）所示，階躍型折射率分布光纖，在理想情況下纖芯和包層交界處，折射率呈階梯型變化，從纖芯的折射率n1突變到包層的折射率n2，而且n1>n2。但實際上是漸變的，主要由兩方面的原因造成。
圖2-12 階躍型單模光纖折射率分布
（1）由于纖芯材料和包層材料不同，在制造過程中，它們相互向對方擴散，滲透，使得在纖芯和包層的交界r=a處，折射率由n1逐漸變化到n2，呈“圓形”變化，如圖2-12（b）所示。
（2）由于在預制棒制作過程中，形成纖芯r=0處，折射指數下陷，這就是通常所說的mcvd制造工藝所引起的一種典型缺陷，如圖2-12（c）所示。
考慮了上述兩種因素，折射率分布可統(tǒng)一表示為：
其中，是的函數。以上兩種情況下的是不同的。
當在處折射率呈“圓形”變化時
則
當在r=0處，出現(xiàn)折射率下陷時，
則
2．下凹型單模光纖折射率分布形式
如圖2-13所示，在纖芯和包層之間設立折射率比包層折射率還低的中間層，或稱為內包層。采用這種結構形式是為了減小單模光纖的色散，可以使材料色散和波導色散相互抵消。
圖2-13下凹型單模光纖折射率分布
一般，單模光纖的纖芯直徑2a=4~10μm；內包層直徑2s為幾微米；外包層直徑2b=125μm。
這種下凹型折射率分布形式，分析起來比較困難，下面主要討論理想情況下的階躍單模光纖。對于上面實際的漸變型單模光纖，有各種近似解法，其中之一是采用等效光纖的近似分析方法，將真實的光纖等效為一理想的階躍型光纖，這樣既可用前面已討論過的階躍光纖特性分析。具體的等效近似方法不在贅述。