光纖傳輸基于可用光在兩種介質界面發生全反射的原理。突變型光纖,n1為纖芯介質的折射率,n2為包層介質的折射率,n1大于n2,進入纖芯的光到達纖芯與包層交界面(簡稱芯-包界面)時的入射角大于全反射臨界角θc時,就能發生全反(fan)射而無(wu)(wu)光(guang)能量透出纖(xian)芯,入(ru)射光(guang)就能在(zai)界面經(jing)無(wu)(wu)數次全反(fan)射向前傳(chuan)輸(shu)。原(yuan)來
當光纖彎曲時,界面法線轉向,入射角度小,因此一部分光線的入射角度變得小于θc而(er)不能(neng)全反射。但(dan)原來(lai)入(ru)射角較大的(de)那(nei)些光線仍可(ke)全反射,所(suo)以光纖彎曲時(shi)光仍能(neng)傳輸,但(dan)將(jiang)引起能(neng)量(liang)損耗。通常,彎曲半(ban)徑(jing)大于50~100毫米(mi)時(shi),其損耗可(ke)忽略不計。微(wei)小的(de)彎曲則將(jiang)造成嚴重的(de)“微(wei)彎損耗”。
人們常用電磁波理論進一步研究光纖傳輸的機制,由光纖介質波導的邊界條件來求解波動方程。在光纖中傳播的光包含有許多模式,每一個模式代表一種電磁場分布,并與幾何光學中描述的某一光線相對應。光纖中存在的傳導模式取決于光纖的歸一化頻率ν值