光纤的数值孔径光纤是由纤芯、包层所组成的圆柱形的介质光波导。纤芯的折射率总是比包层的折射率略大。当光波从折射率较大的介质入射进入较小的介质时，会在两种介质的边界发生折射和反射。斯奈尔(Snell)定律描述了入射角和折射角与介质折射率的关系。图1所示的是一束子午光线在一个阶跃折射率光纤中传播的情况。设纤芯的折射率是nj,包层的折射率为n2,光线从折射率为n0的介质中进入光纤纤芯，光线与光纤轴之间的夹角为。光线进入纤芯后以入射角a投射到纤芯与包层的界面上，并在界面上发生折射和反射。设折射角是02，根据斯奈尔定律，有耐since=n2sin(02)(7-1州sin(0q)=win(此)=cosa(7-2设当a=8c时，折射角02=90，这时，所有入射的光都不会进入n2介质。当a0c时，即nx和n2的界面上有全反射发生。图1理想的阶跃折射率光纤中，子午光线传播的射线光学表示根据式(7-2)可以得到在nx和n2的界面上有全反射发生，在空气(no=1)中光线的最大入射角岛0o，max所应满足的关系式：%血他g)=rtisin(90L-巴)=J”；f；
