光ファイバー中において光の全反射が起こる条件は、伝搬角 θ が臨界角 (全反射角)θc より小さいことである。ここで、図をもとに光ファイバー中を伝搬する光を考える。ここで n1、n2 はそれぞれコアとクラッド層の屈折率である。 臨界角 φc は屈折角 φ2 = 90°(θ2 = 0) になる入射角 φ1 のことである。スネルの法則は
で示されるため、臨界角 φc の補角 θc は
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