? 由折射定律公式可得出：
n1sinθ1=n2sinθ2 (4)
這里n1、n2分為芯皮折射率，θ1、θ2分為入射角和折射角，設發生全反射的臨界角為θm，此時θ2=90°，故而
當入射角θ1>θm時，則光在芯皮界面上發生全反射，而當入射角θ1<θm時，則光在芯皮表面上出現折射，有一部分光從芯材泄漏至皮層外 。 由全反射臨界角同樣可推出光纖截面臨界入射光纖角θ0，在空氣和光纖截面界面上，同樣有：
n0sinθ0 = n1sin (90°—θm)
= n1cosθm
其中，n0為空氣折射率，設定其值同于真空折射率值1.0 即 n0=1.0，因而
? 即外界光入射角θ小于θ0時，光線才能在光纖中以全反射的形式向前傳播，從光纖一端傳至光纖另一端，所以，光纖臨界接受角為：
故光在SI POF光纖的傳輸方式為全反射式鋸齒型 。
光纖數值孔徑是光纖一個重要指標之一，NA值越大，則θ0越大，光纖臨界入射角越大，則光纖端面接受光或發射光角度越大，光纖的集光能力愈強，愈便于光纖同光纖連接或同光源耦合 。 常規POF的光纖數值孔徑參見如下表 。
? 表 常規POF的光纖數值孔徑參
? POF PS芯POF PMMA芯POF PC芯POF(ESK-PH) 側面發光POF
芯材折射率 1.59 1.495 ? 1.59 ?1.475
皮材折射率 1.49 1.402 1.31 1.34
? 數值孔徑NA 0.55 0.5 0.9 ? 0.65
最大入射角或發射光角度/度 67 60 ? 128 75
5. 子午線在階躍型光纖中的幾何行程和反射次數
由于子午光線入射光纖中并不是同一角度，故而其在光纖中的幾何行程也不相同 。 無論是子午線在光線中的行程計算公式還是反射次數計算公式，都是假定光纖是處于非常理想狀態下：光纖非常直，光纖直徑均勻，光纖內部無缺陷和光纖入射端面平直等，倘若光纖不在這一理想條件下，則入射子午線全反射的狀況就會發生變化，如有的會從光纖中反射出，有的反射角會發生變化等，因此光纖的傳輸損耗也會增加 。
6. 斜光線在階躍型折射率POF中的傳輸
所謂斜面光線，就是光在光纖中傳輸中時，并不是像子午光線一樣保證在同一平面內，它在光纖中傳輸時，其軌道通常是一空間螺旋曲線，其最大入射角比子午線的大，但通常以子午線傳輸表征光纖的傳輸特性，自然這是最理想的一種狀況 。
7. 光在漸變型折射率分布POF中的傳輸
? 對于漸變型折射率GI POF，同樣有子午線和斜光纖，這種光纖折射率并不是一恒定常數，而是隨著離軸距離的增加而折射率下降，其漸變折射分布圖參見如下;拋物線型折射率分布光纖具有較小的模式色散的特點，漸變折射分布有多種形式，當折射率分布按二次方拋物線分布時，子午線在光纖中的傳播路徑為正弦曲線型，參見下圖，斜光纖的傳播路徑為螺旋曲線，漸變型折射率POF多用于短距離數據傳輸，用于光纖照明較少 。
? 這種光纖傳輸的激光能量分布接近Gauss分布，即在光纖軸附近具有更高的光能量密度，也就是說激光能量更為集中，其傳輸的激光功率密度(或稱激光強度)I可認為與纖芯直徑α的平方成正比 。 若保持光纖傳輸的激光功率不變的話，減小光纖芯徑即減小傳輸激光能量的光纖纖芯的橫截面面積，則光纖傳輸的激光功率密度將增加[5]，當光在這種GI POF傳輸時，可以說是一種極低能量的傳輸，亦滿足如上所述的公式 。
8.側面發光POF的傳光原理
側面發光POF是指光在光纖傳輸過程中，不僅將傳輸光從光纖的入射端面傳輸至出射端面，而且還有一部分光從光纖包覆層透射出來，從而形成光纖側面發光的現象，這種光纖被稱為側面發光POF,其傳光示意圖如下，其實質是傳輸光有一部分從光纖側面泄漏出，是一種光散射的結果，對于單芯側面發光POF多是由非固有損耗產生的，而對于多芯側面發光POF則是由于彎曲損耗產生的 。