Podstawy światłowodów obejmują transmisję światła przez cienkie, elastyczne pasma włókien szklanych lub plastikowych. Włókna te zaprojektowano tak, aby prowadziły światło przez całkowite wewnętrzne odbicie, gdzie światło wpadające do rdzenia światłowodu pod niewielkim kątem odbija się od granicy między rdzeniem a płaszczem i biegnie wzdłuż długości światłowodu. Zasada ta pozwala na efektywną transmisję sygnałów danych, sygnałów telekomunikacyjnych i optycznych na duże odległości przy minimalnych stratach i zakłóceniach.
Podstawowa zasada światłowodów opiera się na całkowitym wewnętrznym odbiciu. Zjawisko to występuje, gdy światło przechodzi przez rdzeń światłowodu otoczony materiałem płaszcza o niższym współczynniku załamania światła. Światło wpadające do rdzenia pod kątem większym niż kąt krytyczny jest odbijane z powrotem do rdzenia, a nie ucieka, umożliwiając mu propagację przez włókno bez znaczących strat. Zasada ta leży u podstaw szybkiej transmisji danych cyfrowych, sygnałów głosowych i innych form komunikacji za pośrednictwem kabli światłowodowych.
Podstawy technologii światłowodów obejmują projektowanie, budowę i zastosowania włókien optycznych w różnych dziedzinach. Światłowody składają się z rdzenia wykonanego ze szkła lub tworzywa sztucznego o wyższym współczynniku załamania światła, otoczonego warstwą płaszcza z materiału o niższym współczynniku załamania światła. Taka struktura umożliwia transmisję światła przez światłowód przy minimalnym tłumieniu i rozproszeniu, dzięki czemu światłowód idealnie nadaje się do zastosowań telekomunikacyjnych, łączności internetowej, obrazowania medycznego i czujników przemysłowych.
Podstawą światłowodu jest jego zdolność do skutecznego przesyłania sygnałów świetlnych na duże odległości. Zatrzymując światło w rdzeniu światłowodu poprzez całkowite wewnętrzne odbicie, światłowody umożliwiają szybki transfer informacji i danych. Ta funkcja zrewolucjonizowała sieci komunikacyjne, zapewniając szybsze i bardziej niezawodne połączenia w porównaniu z tradycyjnymi systemami z drutem miedzianym.
Koncepcje dotyczące światłowodów obejmują zrozumienie zachowania światła w światłowodach, rodzaje materiałów stosowanych w konstrukcji światłowodów, metody wytwarzania i wykrywania światła oraz zastosowania technologii światłowodowej w różnych gałęziach przemysłu. Kluczowe koncepcje obejmują dyspersję modową, tłumienie, szerokość pasma, wzmocnienie optyczne oraz rozwój wyspecjalizowanych komponentów, takich jak sprzęgacze, rozdzielacze i multipleksery z podziałem długości fali (WDM) stosowanych w sieciach optycznych. Koncepcje te stanowią podstawę projektowania, wdrażania i konserwacji zaawansowanych systemów i sieci komunikacji optycznej na całym świecie.