Une fibre optique à saut d'indice est constituée d'un cœur cylindrique transparent d'indice constant N₁ entouré par une gaine concentrique d'indice N₂ < N₁. Le tout est entouré par une enveloppe de protection mécanique et optique. Pour une fibre industrielle le diamètre du cœur (silice avec N₁ = 1,456) vaut 200 μm et le diamètre de la gaine (silicone avec N₂ = 1,410) vaut 380 μm. On utilise des sources qui émettent vers 1,5 μm domaine pour lequel l'atténuation de la silice est minimale.
Si la lumière passe d'un milieu d'indice N₁ à un milieu d'indice N₂ < N₁ il existe un angle limite d'incidence β_lim = Arcsin(N₂/N₁) tel qu'il y a réflexion totale sur l'interface.
Si cette condition est réalisée pour la fibre, la lumière reste confinée dans le cœur et peut parcourir de grandes distances avec une atténuation faible. Pour les fibres actuelles l'atténuation est de l'ordre de 0,2 dB / km.
Cette condition est réalisée si l'incidence α des rayons sur la face d'entrée est inférieure à l'angle α_lim = Arcsin[(N₁² − N₂²)^½] . En effet sur le dioptre d'entrée, on a n.sin(α) = N₁.sin(r) et l'angle d'incidence sur la gaine est tel que sin(β) = cos(r) .
S'il n'y a pas réflexion totale, une partie importante de la lumière est réfractée et une partie très faible est réfléchie (voir les formules de Fresnel pour avoir les proportions) : La lumière injectée s'échappe vers l'enveloppe externe de la fibre.
La quantité (N₁² − N₂²)^½ est appelée "ouverture numérique" et le cône d'angle au sommet α_lim le "cône d'acceptance".
Ce type de fibre présente un inconvénient majeur : le trajet optique dépend de l'angle d'incidence. L'indice du cœur étant constant, la durée du parcours est fonction de l'angle d'incidence ce qui provoque une déformation (étalement) des signaux envoyés dans la fibre. Pour limiter l'influence de ce phénomène, il faut diminuer le diamètre du cœur et utiliser des matériaux d'indice voisins.

Utilisation :
Les curseurs permettent de faire varier les valeurs des indices du cœur et de la gaine, l'angle d'incidence sur la face d'entrée et le diamètre du cœur.
Les valeurs de l'incidence comprises entre − 4° et + 4° sont volontairement exclues.
Le programme calcule les valeurs de l'ouverture numérique, de α_lim , de β et de β_lim .
Le cône d'acceptance est tracé en rose.