Волоконний світловод є тонкою двошаровою скляною ниткою, кожен елемент якої (серцевина і оболонка) має різний показник заломлення. Показник заломлення n прозорої речовини є відношенням швидкості світла у вакуумі ( c – швидкість світла) до швидкості світла в даній речовині ( v ), а також визначається такою формулою:
де ε і μ — відносні відповідно діелектрична та магнітна проникності.
Враховуючи, що відносна магнітна проникність прозорої речовини зазвичай постійна і дорівнює одиниці, показник заломлення для серцевини n 1 = √ε 1 , а для оболонки n 2 = √ε 2 .
Показник заломлення оболонки постійний, а серцевина у випадку є функцією поперечної координати. Цю функцію називають профілем показника заломлення.
Для передачі електромагнітної енергії за світловодом використовується явище повного внутрішнього відображення на межі розділу двох діелектричних середовищ, тому необхідно, щоб n 1 > n 2 .
Важливою характеристикою світловоду є числова апертура * NA * (Numerical Aperture), яка являє собою синус від апертурного кута * φ * .
Апертурний кут - це кут між оптичною віссю і однією з утворюючих світлового конуса, що потрапляє в торець волоконного світловоду, при якому φ 1 = φ c .
Від значення NA залежать ефективність введення випромінювання лазера або світлодіода в волоконний світловод, втрати на мікрозгинах, дисперсія імпульсів і число мод, що поширюються.
