Эффект полного внутреннего отражения реализуется в оптических волноводах за счет того, что в середине световода имеется «стеклянная сердцевина» с показателем преломления n₁ и вокруг нее – «стеклянная оболочка» с показателем преломления n₂, при этом n₁ несколько выше n₂ (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 – Распространение света в волоконном световоде

Из требования sina_о=n₂/n₁ следует, что все лучи, отклоняющиеся от оси световода на угол не более (90^о–a₀), будут распространяться в сердцевине. Для того чтобы ввести свет снаружи (воздух с показателем преломления n₀=1) в сердцевину, угол ввода между лучом света и осью световода можно определить в соответствии с законом преломления:

, (2.3.1)

и следовательно,

. (2.3.2)

С учетом требования относительно критического угла sina_о=n₂/n₁ результат будет следующим:

. (2.3.3)

Максимальный возможный угол ввода (лучей на торец световода) q_max называется входной угловой апертурой световода. Она зависит только от двух показателей преломления: n₁ и n₂. Синус входной угловой апертуры называется числовой апертурой NA световода

. (2.3.4)

Эта величина очень важна для ввода света в волоконный световод.