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光学纤维越长，延迟时间也就越长。
如果给始端送入的是一个具有一定宽度的光脉冲，那么，由于在纤维中存在着高次模，光脉冲传到终端时响应时间拉长了，或者说，脉冲展宽了。
这种现象就叫做脉冲信号的延时失真。
如果入射光频率不单一，那将怎样呢？
入射到光学纤维的光，若不是单一频率的光，而是由不同频率所组合成的光，则会因光的频率不同而在纤维中的传输速度也不同，所以，一光束从空气中射入纤维之后，将产生不同角度的折射，致使到达输出端时产生时间上的差别，这种现象称为色散效应。
这种现象是造成信号失真或脉冲展宽的另一原因。
例如，镓铝砷发光二极管发出的光，其谱线宽度为350□，造成脉冲响应展宽为1.75～2毫微秒公里；双异质结半导体激光器发出的光，其谱线宽度为不到20□，造成脉冲响应展宽则很小；而Nd：YAG固体激光器发出的光，其谱线宽度更小，不到1□，而它造成的脉冲响应展宽就可以忽略不计了。
信号失真在不同情况下，其主要原因也不同。
如果光源频率单一，即单色性好，而纤维是多模传输，则脉冲展宽主要是纤维中高次模造成的；如果纤维是单模的，而光源组成频率较宽，则脉冲展宽主要就是由色散效应引起的。
采用自聚焦式多模纤维，可以显著改善信号的延时失真。
这是因为，自聚焦纤维的特点对x光信号传输是很有利的。
我们知道，光线垂直地通过平行平面玻璃板后，它的传播方向不变；但是，光线通过三棱镜、透镜时，光线就要发生偏折或会聚。
如前面讲过的那样，一束平行光通过一个双凸透镜，就向中部会聚起来，叫做光的聚焦。
利用这种性质，还能够制成自行聚焦的纤维，即自聚焦式光学纤维。
自聚焦式纤维和包层式纤维的结构不同，传光原理也不同。
包层式光纤维如前述，是由两种具有不同折射率的玻璃拉制而成的，包皮和芯料的折射率分布有明显的界面，光在此界面上产生全反射，形成锯齿形反射传播路线，而自聚焦式光纤维则不同，在自聚焦纤维横截面上，折射率从轴心沿半径方向大致以抛物线形状连续下降，轴上折射率最大，边缘折射率最小。
由于纤维中各处的折射率不同，光在其中传播时方向就要改变。
一根自聚焦光学纤维相当于许多微型透镜的组合，自聚焦光纤对光产生聚焦作用，迫使光在纤维芯内传播，光自动地向轴线方向逐渐折回靠拢，形成一个形近正弦曲线的传播途径。
在理想的情况下，平行入射光线都能聚焦于1、2、3……点，因而产生自聚焦现象。
其原因是：远离轴线的光线大部分途径在折射率小的区域，速度较大，尽管途径较长，也可以与靠近轴心线的光线同时到达1、2、3……各个聚焦点。
光线在自聚焦纤维中是沿近于正弦形路线传播的，经过的光程要短得多，而且没有界面上的全反射损耗。
因此，聚焦式纤维的光透过率比包层式纤维的光透过率要高得多。
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