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(neng)(neng)發生(sheng)全(quan)(quan)反(fan)射而無(wu)光能(neng)(neng)量透出纖(xian)芯,入射光就能(neng)(neng)在界(jie)面(mian)經無(wu)數次全(quan)(quan)反(fan)射向前傳(chuan)輸。原來
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而不(bu)能全反射。但(dan)原來入射角(jiao)較大的(de)那些光線仍(reng)可全反射,所以光纖彎(wan)曲(qu)時光仍(reng)能傳輸,但(dan)將引(yin)起能量(liang)損耗(hao)。通常,彎(wan)曲(qu)半徑大于50~100毫米時,其損耗(hao)可忽略不(bu)計。微(wei)小(xiao)的(de)彎(wan)曲(qu)則將造成嚴(yan)重(zhong)的(de)“微(wei)彎(wan)損耗(hao)”。
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