L'ouverture numérique (O.N.) est un paramètre important d'un système optique. Elle a pour définition :
avec n0 l'indice de réfraction dans le milieu d'observation et i0 l'angle entre l'axe optique et le rayon (le plus écarté de l'axe optique) qui entre dans la fibre optique (on parle de demi-angle d'ouverture).
L'ouverture numérique d'une fibre optique caractérise le cône d'acceptance de la fibre : si un rayon lumineux tente de pénétrer la fibre en provenant de ce cône, il sera guidé par réflexion totale interne ; sinon, le rayon ne le sera pas.
En posant nc, ng et θ respectivement les indices du cœur, de la gaine et l'angle d'incidence, alors l'ouverture numérique de la fibre s'exprime par la formule suivante:
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Spectres d'absorption et d'émission