A teljes visszaverődés elve alapján egy üvegrúd végén becsatolt fény (természetesen csak egy δ_h-nál nagyobb szög esetén) a másik végén megjelenik. Veszteséget csak az üveg "tisztasága" okoz. Ennek a határszögön kívül már csak egy feltétele van, hogy az üvegrudat körülvevő közeg törésmutatója kisebb legyen, mint az üvegrúdé.

Erre nagyon alkalmas lenne az üveget körbevevő levegő is, de ezzel az a probléma, hogy bárhol, bármilyen sűrűbb anyaghoz hozzáérve megváltozna a törésmutató viszony, a fény kilépne az üvegrúdból.

Ezért egy kisebb törésmutatójú anyaggal kell bevonni, mely tetszőleges anyag is lehetne, de gyártástechnológiai szempontból erre a kisebb törésmutatójú üveget választották. Ha a rudat - az őt körbevevő anyaggal együtt - megfelelő hosszúságúra nyújtjuk, akkor egy fényvezető szálhoz jutunk.

3. ábra
Optikai szálak kialakítása

A 3. ábrán látható, hogy a fényvezető szál végén δ beesési szöggel érkező fénysugár γ törési szöggel indul el a szálban. A fénytörés törvénye szerint az összefüggés a két szög szinusza között:

Ha n_levegő = 1, akkor sin δ = n₁ sin γ.

Mivel γ = 90^o - α, így sin γ = sin (90-α) = cos α, ezért sin δ = n₁ cos α.

Behelyettesítve a cos² α = 1 - sin² α összefüggést, sin δ-ra a következő összefüggést kapjuk:

Azt a legnagyobb δ_h szöget, amelyen belül belépő fénysugarat a szál még kilépés nélkül továbbvezeti, akceptancia-szögnek nevezik. A sinδ_h a numerikus apertúra, jele: NA.

Ha tehát a belépési szögnél (akceptanciaszögnél) nagyobb szög alatt érkezik a fénysugár, azt a szál nem továbbítja, kilép a szálból. Az ábrán látható, hogy az n₁/n₂ ≈ 1, ekkor a numerikus apertúra is kicsi. A távközlésben kis numerikus apertúrával gyártott szálakat, ún. gyengén vezető szálakat alkalmaznak.

Egy másik határeset, mikor a fény merőlegesen esik a felületre. Az ebben az esetben beeső fény sem hatol be teljes mértékben az anyagba, egy kis része visszaverődik. Ezt a jelenséget nevezzük Fresnel reflexiónak, melynek értéke:

4. ábra
Fresnel reflexió

Ha az üveg törésmutatója 1,5, akkor levegő-üveg határfelületén ez az érték 4% (ez látható a 4. ábrán). A képletből kiolvasható, hogy a két törésmutató értéke megegyezik, akkor nincs Fresnel reflexió, és minél nagyobb a különbség, a reflexió értéke annál nagyobb.