Keď svetlo dopadne na rovinu rozhrania dvoch prostredí, bude v prvom prostredí prenášané svetlo a objaví sa v ňom aj odrazené svetlo. Svetlo prenášané v druhom prostredí je svetlo lomené. Veľkosti uhlov priradených prenášanému, lomenému a odrazenému svetlu sú znázornené na obr. 2.
Uhol dopadu φ1 je rovný uhlu odrazu φ3.
Lom je zmena smeru šírenia svetla pri prechode do materiálu s odlišnou hodnotou indexu lomu n.
Snellov zákon uvádza vzťah medzi sínusmi uhla dopadu a uhla lomu a hodnotami indexov lomu obidvoch prenosových prostredí:
Pre uhol väčší ako je kritický uhol je možné pozorovať jav úplného vnútorného odrazu TIR (total internal reflection) [5]. Tento kritický uhol φ1c platí pre φ2=90º.
Ak svetlo dopadne na rozhranie dvoch prostredí pod akýmkoľvek uhlom, ktorý je väčší ako tento kritický uhol, nemôže vôbec preniknúť do druhého prostredia. Preto sa odrazí späť do prvého prostredia, čo je známy proces TIR. Uplatňuje sa v klasických vlnovodoch, akým je napríklad optické vlákno znázornené na obr. 3.
Svetlo rôznych frekvencií sa šíri prostredím rôznymi rýchlosťami. Index lomu je naviac funkciou vlnovej dĺžky. Z tohto dôvodu dochádza v prenosovom prostredí k disperzii.
Tlmenie je strata optického výkonu. Tlmenie je spôsobené hlavne absorpciou a rozptylom, ktoré spôsobujú stratu energie v smere šírenia. Merné tlmenie: Pokles výkonu v jednotkách dB vztiahnutý na jednotku dĺžky. Závisí od vlnovej dĺžky žiarenia šíriaceho sa pozdĺž prenosového prostredia. Činiteľ tlmenia α je daný nasledujúcou rovnicou:
kde P(0) je vstupný výkon, P(L) je výkon vo vzdialenosti L od miesta východiskového bodu.
Uvažujme svetelný lúč v prenosovom prostredí, ktoré má index lomu n1 = 1,44. Lúč dopadá na ďalšie prostredie s indexom lomu n2 = 1,4. Vlnová dĺžka svetla je 1,1 µm.
Vypočítajte uhol dopadu, pri ktorom nastane jav TIR.
Snellov zákon:
Kritický uhol φ1c je možné pozorovať pri φ2=90 º, teda