就像光纖一樣，均勻化柱狀導(dǎo)光管利用全內(nèi)反射(TIR)，將光線(xiàn)從導(dǎo)光管入口透射到導(dǎo)光管出口。基片的折射率是影響導(dǎo)光管臨界角的*因素，該折射率定義全內(nèi)反射發(fā)生時(shí)的接收角。導(dǎo)光管專(zhuān)為具備高數(shù)值孔徑、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值孔徑和低數(shù)值孔徑的光源設(shè)計(jì)，而如果所使用的基片相同，則接收角相同。

臨界角 (θc)可以通過(guò)使用方程式1計(jì)算得出。

在使用N-BK7導(dǎo)光管的情況下，587.9nm氦D線(xiàn)的折射率為1.517，θc為41°。若入射角大于θc，則會(huì)發(fā)生全內(nèi)反射，光線(xiàn)會(huì)在導(dǎo)光管透射（圖1）。

由于光線(xiàn)以不同入射角進(jìn)入導(dǎo)光管，則導(dǎo)光管內(nèi)的光線(xiàn)反射角均不相同。 小入射角等于臨界角，在相同長(zhǎng)度的導(dǎo)光管中，它比以大于臨界角許多倍的入射角進(jìn)入的光線(xiàn)獲得更多反射（圖2）。

由于低數(shù)值孔徑光源的光線(xiàn)數(shù)量大于θc及大于高數(shù)值孔徑光源，因此低數(shù)值孔徑導(dǎo)光管長(zhǎng)度長(zhǎng)于高數(shù)值孔徑導(dǎo)光管，建議用于窄光束發(fā)散的光源。

注意： 導(dǎo)光管的設(shè)計(jì)不適用于平行激光光源。對(duì)于均勻化平行光源，建議使用微透鏡陣列或平頂激光光束整形器。導(dǎo)光管是發(fā)射非平行光的均勻化多色光源的理想選擇。

圖 1: 光導(dǎo)勻光棒全內(nèi)反射（TIR）

圖 2: 小入射角比大入射角擁有更強(qiáng)的反射