光導纖維導光的基本原理

光是一種電磁波,一般採用波動理論來分析導光的基本原理。然而根據光學理論指出：在尺寸遠大于波長而折射率變化緩慢的空間,可以用「光線」即幾何光學的方法來分析光波的傳播現象,這對於光纖中的多模光纖是完全適用的。為此, 採用幾何光學的方法來分析。
1、斯乃爾定理（Snell's Law）
當光由光密物質(折射率大)入射至光疏物質時發生折射，如圖(a)，其折射角大於入射角，即n1＞n2時，θr＞θi。
n1、n2、θr、θi之間的數學關係為

2、光纖結構
分析光纖導光原理，除了應用斯乃爾定理外還須結合光纖結構來說明。光纖呈圓柱形，它由玻璃纖維芯(纖芯)和玻璃包皮(包層)兩個同心圓柱的雙層結構組成。

光纖結構
纖芯位於光纖的中心部位，光主要在這裡傳輸。纖心折射率n1比包層折射率n2稍大些．兩層之間形成良好的光學界面，光線在這個界面上反射傳播。

3、光纖導光原理及數值孔徑NA
入射光線AB與纖維軸線OO相交角為θi，入射後折射(折射角為θj)至纖芯與包層界面C點，與C點界面法線DE成θk角，並由界面折射至包層，CK與DE夾角為θr。則

當θr90º時，sinθi>NA，θi>arcsin NA，光線消失。
這說明arcsinNA是一臨界角,凡入射角θi＞arcsinNA的那些光線進入光纖都不能傳播而在包層消失；相反,只有入射角θi＜arcsinNA的光線才可進入光纖被全反射傳播。