Glasfaser ist ein dünner zweilagiger Glasfaden, dessen Element (Kern und Mantel) einen anderen Brechungsindex hat. Der Brechungsindex n einer transparenten Substanz ist das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (c ist die Lichtgeschwindigkeit) zur Lichtgeschwindigkeit in einer bestimmten Substanz (v) und wird auch durch die folgende Formel bestimmt:
wobei * ε * und * μ * relative Werte sind dielektrische und magnetische Permeabilitäten
In Anbetracht der Tatsache, dass die relative magnetische Permeabilität einer transparenten Substanz normalerweise konstant und gleich Eins ist, beträgt der Brechungsindex für den Kern * n 1 = √ε 1 * und für die Hülle * n 2 = √ε 2 *.
Der Brechungsindex des Mantels ist konstant, und der Kern ist im Allgemeinen eine Funktion der transversalen Koordinate. Diese Funktion wird als Brechungsindexprofil bezeichnet.
Um elektromagnetische Energie durch eine Faser zu übertragen, wird das Phänomen der inneren Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen zwei dielektrischen Medien verwendet, daher ist es erforderlich, dass * n 1 > n 2 .
Ein wichtiges Merkmal der Faser ist die Numerical Aperture NA (Numerical Aperture), das ist der Sinus des Öffnungswinkels φ .
Öffnungswinkel ist der Winkel zwischen der optischen Achse und einer der Erzeugenden des in die Faserstirnfläche einfallenden Lichtkegels, bei dem * φ 1 = φ c *.
Der NA-Wert bestimmt die Effizienz des Laser- oder LED-Strahlungseintrags in eine optische Faser, Mikrobiegeverluste, Impulsdispersion und die Anzahl der sich ausbreitenden Moden.
