Memasukkan Cahaya ke dalam Serat OptikKetika salah satu ujung serat optik disinari dengan cahaya, sinar tersebut akan terpancar keluar dari ujung yang lainnya (ujung output serat optik).Sudut pelebaran cahaya dapat dihitung dengan menggunakan Hukum Snellius.

Pada gambar diatas, sinyal yang masuk pada serat optik merambat disepanjang serat dengan sudut datang (atau sudut pantul) yang sama dengan sudut kritis. Pada gambar berikutnya, sinar akan direpresentasikan dari garis pinggir atas ataupun bawah dari kumpulan garis yang keluar dari serat optik tersebut.

Indeks bias bahan inti = 1,5 Indeks bias bahan mantel = 1,48

Nilai tersebut memberikan taksiran sudut kritis ( merujuk ke garis sinar paling atas pada Gambar 4.14) sebesar:

Pada gambar 4.15, terlihat adanya sudut antara mantel inti dan perbatasan sebesar Sudut perambatan sinar ketika meninggalkan serat optik dapat dihitung dengan Hukum Snellius. Pada kasus ini, garis rujukan sudut sudah diganti dari garis normal bidang perbatasan menjadi garis sejajar bidang perbatasan. Sehingga sudut yang digunakan didalam hukum Snellius besarnya diukur terhadap garis horizontal sejajar bidang perbatasan inti-mantel. Indeks bias udara adalah 1.Maka: = indeks bias bahan inti = 1,5 = sudut datang sinar = 9,4 = indeks bias udara = 1,0 = sudut bias sinar yang ingin diketahuiBahan 1 dapat ditentukan sebagai inti ataupun udara. Hasilnya akan tetap sama. hal ini karena, sudut datang sinar saat masuk dan keluar akan selalu sama besar.Substitusikan nilai diatas kedalam hukum Snellius : Maka:

Dari hasil perhitungan diatas, dapa diketahui bahwa sudut penyebaran sinar yang keluar dari ujung serat optik yang tidak terlalu besar ini termasuk tipikal untuk hampir semua serat optik dari bahan kaca (Gambar 4.16).Sudut divergensi (penyebaran) untuk serat optik dari bahan plasik memiliki nilai sekitar Karena jalur perambatan cahaya sama untuk arah maju dna mundur, maka sudut keluar tersebut juga merupakan sudut datang sinar ketika memasuki serat optik di ujung input (Gambar 4.17)

Bentuk tiga dimensi

Kerucut PenerimaanKerucut penerimaan (Cone of acceptance) adalah kisaran nilai sudut daang untuk sinar yang masuk kedalam serat optik, yang mungkin dapat merambat didalam inti hingga mencapai ujung output. Daerah kisaran sudut tersebut merupakan sebuah kerucut jika divisualisasikan kedalam bentuk tiga dimensi. (Gambar 4.18)

Apertur Numerik (NA)Apertur numerik dari sebuah serat optik adalah parameter yang mengukur kemampuan serat optik untuk mengumpulkan atau memerangkap sinar cahaya.Rumus matematika untuk apertur numerik diturunkan berdasarkan indeks bias inti dan indeks bias mantel.

Cara singkat untuk menghitung sudut penerimaan:Sudut penerimaan = arcsin (NA)

Contoh perhitungan dengan menggunakan nilai-nilai sebelumnya :

Sudut penerimaan sebesar arcsin(0,244) atau 14,12 (Gambar 14.19)

Catatan Perhitungan Pembulatan yang dilakukan pada perhitungan di atas menimbulkan sedikit galat pada nilai sudut penerimaan yang dihasilkan, namun ini dapat diabaikan Arcsin sering juga dituliskan sebagai sin-1 dalam banyak buku teks.Apabila ini serat optik hanya memiliki ketebalan 50 , maka sudut penerimaan maksimum adalah sebesar 12. Dengsn kerucut penerimaan yang sesempit ini, jika serat optik menerima cahaya dari sumber yang dihadapkan begitu saja ke ujung inputnya, maka hanya sebagian kecil saja dari seluruh cahaya yang diberikan umber akan terperangkap masuk ke dalam serat optik. Hal ini diilustrasikan dalam Gambar 4.20

Untuk mengatasi masalah ini, satu atau beberapa buah lensa biasanya digunakan untuk membantu memfokuskan cahaya masuk ke ujung input serat optik.

Apa yang terjadi pada sinar cahaya yang masuk ke serat optik dengan arah sudut di luar kerucut penerimaan?Nilai eksak yang dipilih untuk sudut datang tidak terlalu penting, karena semua sudut datang diluar kerucut penerimaan akan menghasilkan efek yang sama.Dengan menggunakan nilai-nilai yang biasa dipakai untuk indeks bias inti dan mantel, dapat diketahui secara langsung besarnya kerucut penerimaan tanpa perlu melakukan perhitungan lagi (Gambar 4.21).Untuk sudut datang, nilai berapapun dapat dipilih asalkan lebih besar dari 14,12. Sebagai contoh, sudut datang diberi nilai sebesar 30 maka:

Maka:

Sinar cahaya akan memasuki inti dan terus bergerak hingga tiba di bidang perbatasan antara inti dan mantel.