Одной из основных характеристик одномодового волокна является распределение модового поля, определяемого ещё как модовое пятно, диаметр которого в случае гауссова луча равен ширине кривой распределения амплитуды оптического поля на уровне 1/е или ширине кривой распределения оптической мощности (интенсивности) в точке 1/е². Для его определения необходимо найти зависимость передаваемой мощности от смещения [7]

(3.5.1)

где E(r,q) и E(r`,q`) – представленные в цилиндрической системе координат нормализованное распределение поперечного поля при Т=1 и d=0 и поле с переменной смещения d в направлении qd соответственно.

При измерениях диаметр w₀ модового поля определяется с использованием функций распределения ближнего f(r) и дальнего F(q) полей, определяемых как корень квадратный из значения интенсивности соответствующей световой волны, обеспечивая условие [7]

где

r и q – радиальное смещение и угловая координата в ближней и дальней зонах соответственно.

Отсюда, определив w или W, значение радиуса модового поля w₀ можно установить, используя соотношение

(3.5.2)

Это определение математически эквивалентно минимизации методом наименьших квадратов уравнения:

которая осуществляется в плоскости, перпендикулярной оси волокна.

Данное определение диаметра модового поля даёт совпадающие результаты как в ближнем, так и в дальнем поле и используется в процессе измерений.