5.3.1. Cấu trỳc sợi quang
Sợi quang cú thể hiểu là “sợi mảnh dẫn ỏnh sỏng”, bao gồm hai chất điện mụi trong suốt khỏc nhau (chất điện mụi như thuỷ tinh hoặc nhựa) một phần cho ỏnh sỏng truyền trong đú gọi là lừi sợi, phần cũn lại là lớp vỏ bao quanh lừi (Hỡnh 5.2). Sợi quang được cấu tạo sao cho ỏnh sang được truyền dẫn chỉ trong lừi sợi bằng phương phỏp sử dụng hiện tượng phản xạ toàn phần ỏnh sang. Hiện tượng này được tạo nờn do cấu tạo sợi quang cú triết suất lớp vỏ n2 nhỏ hơn chiết suất lớp lừi n1 khoảng 0,2 hoặc 0,3% (n1>n2).
Sợi quang cú đường kớnh rất bộ, đường kớnh lớp vỏ vào khoảng 0,1mm.
Lừi dẫn ỏnh sỏng của sợi cú đường kớnh nhỏ hơn nhiều, đường kớnh này cỡ khoảng một vài m ( 1m = 10-3 mm), so với bước súng truyền tải nú lớn hơn khoảng vài chục lần. Cỏp quang bao gồm nhiều sợi quang bờn trong.
5.3.2.Quỏ trỡnh đưa ỏnh sỏng vào sợi quang
Ánh sỏng phỏt ra từ nguồn phỏt quang bị khuếch tỏn do nhiễu xạ. Muốn đưa ỏnh sỏng vào lừi của sợi cần phải tập trung ỏnh sỏng. Tuy nhiờn khụng phải tất cả ỏnh sỏng được tập trung đều cú thể đưa vào sợi mà chỉ một phần cú gúc tới nằm trong một giới hạn nhất định mới cú thể đưa được vào lừ sợi quang.
Như trỡnh bày trờn hỡnh 5.3, tại điểm đưa vào của sợi quang chia thành ba mụi trường liền nhau cú chiết xuất khỳc xạ khỏc nhau. Đú là mụi trường khụng khớ, lừi và vỏ của sợi quang. Cho cỏc giỏ trị chiết suất này lần lượt bằng no (=1), n1 và n2. Ta cú thể ỏp dụng cỏc định luật khỳc xạ và phản xạ tại cỏc biờn tiếp giỏp giữa khụng khớ và lừi, giữa lừi và vỏ.
Trờn hỡnh 5.3 gúc nhận lớn nhất θmax là gúc mở đối với tia số 2 cú gúc tới bằng gúc tới hạn C. Tại biờn của khụng khớ và lừi, lừi và vỏ, ỏp dụng định luật khỳc xạ ỏnh sỏng Snell ta cú hai phương trỡnh sau: