光纤滑环在信号传输中具有极大的速度传输优势，因此光通信正在迅速取代传统系统。光纤传感已成为一个重要领域，因为基于光的传感器通常不受电干扰，这是传统高灵敏度传感器的危险。

光纤包含非常长的薄圆柱体中的光，这些圆柱体充当光波导。光从物体聚焦或传输，并通过内反射结合到光纤中。斯内尔光学定律决定了光进入和通过光纤的路径。从介质1 到介质2，折射率n 与光线与表面法线夹角正弦的乘积守恒为

光波导理论分析逻辑

非常低的传输损耗对于长距离传播信号很重要。损耗最基本的特性是内反射。为了在光纤壁中实现全内反射，光纤纤芯被确保全反射的材料包围。全反射以几种方式进行。阶梯折射率光波导使用具有较高n 的材料包层，梯度折射率光纤的n 随直径稳定增加，金属涂层使用标准反射率。当达到理论上的内反射时，诸如杂质、不完全散射和其他影响等纤维特性的细节就变得很重要。

另一个重要的光纤参数是数值孔径(NA)。该参数定义了光纤入口处的光收集效率。

外层材料指数为n1，纤芯指数为n2，护套指数为n3。入射角太大的光会被表面反射，不会被困在光纤内。 NA 还决定了使用透镜将光聚焦在光纤末端的效果。玻璃通常NA=1.0，塑料NA=0.6。

纤维是通过将圆柱体拉过直径逐渐减小的模具制成的。二氧化硅纤维长期以来一直用于图像光束和激光功率传输，但非二氧化硅纤维的使用直到最近才出现。由晶体、UV 和IR 玻璃、塑料和中空材料制成的纤维在科学、医学和工程中已变得很重要。光纤滑环中使用的光纤有可传输2-20 m的IR光纤，可用于传输350 nm以下的UV波长和塑料光纤。

纤维束的成像是通过保持纤维滑环的相对方向和纤维束内收集的光点来完成的，这样每根纤维在入口和出口平面上的相对位置相同。束内的干扰和破损会导致局部缺陷，而束的宏观变化会导致整体应变。纤芯面积占总面积的比例约为70-90%，光纤之间通过的光必须被阻挡。