Cáp quang là một nhỏ hoạt động giống nhƣ một ống dẫn sóng. Một sợi cáp quang bao hồm hai lớp, lớp bên trong hay còn gọi là lớp lõi, lớp bên ngoài bao bọc lõi gọi là vỏ. Triết suất các lớp đều đƣợc tính so dựa trên tốc độ ánh sáng truyền trong môi trƣờng vật chất tạo nên cáp quang, hay triết suất n=cvacuum/cglass. Hai lớp của cáp quang đƣợc chế tạo với hệ số khúc sạ khác nhau với triết suất ncore > nclad. Khi ánh sáng truyền từ lớp lõi và đạt tới biên giữa lõi và vỏ ta có góc θcore, ánh sáng tiếu tục truyền tới lớp vỏ tạo ra góc θclad. Mối quan hệ giữa các góc đƣợc cho bởi công thức :
nclad sinθclad = ncoresinθcore. (2.1)
Hình 2.1: Hiện tƣợng phản xạ trong cáp quang
Hiện tƣợng phản xạ trong toàn phần sẽ xuất hiện khi θclad > π/2. Theo công thức (2.1) ta có thể dễ dàng suy ra góc tới θcore :
θcore > sin-1(nclad / ncore) (2.2)
Kết quả giá trị nhỏ nhất của θcore của hiện tƣợng phản xạ trong toàn phần đƣợc gọi là góc quyết. Chỉ số bƣớc quang đƣợc đặc trƣng bởi góc này.
36
Do hiện tƣợng phản xạ toàn phần này, ánh sáng truyền trong cáp quang suy giảm rất ít, tín hiện suy giảm trong cáp quang chỉ khoảng 0.45 dB/km với bƣớc sóng 1270 nm đến 1370 nm và chỉ khoảng 0.2dB/km với bƣớc sóng 1430 nm đến 1610 nm.
Trong cáp quang một phần ánh sáng truyền trong lõi, phần khác truyền ở lớp vỏ. Các nhà sản xuất quang đƣa ra một tham số đặc biết khác thay cho chiết suất ncore và nclad gọi là chỉ số khúc xạ hiệu dụng neff (nclad< neff<ncore) , ngoài ra một tham số khác cũng đƣợc quan tâm là chỉ số khúc xạ sai khác Δ = (ncore – nclad)/nclad