为了完全理解光波导的机制，研究电磁场理论是必要的。然而，通过进一步研究射线模型，我们可以理解得更深刻。
光波在媒质界面一部分被反射，另一部分被折射，如图1所示。反射波在界面上的复振幅E，与入射波在界面上的复振幅马的关系由菲涅耳公式得出：
这里，r是复反射系数，它是入射角和偏振态的函数。所以首先我们要定义入射光关于界面的偏振态。
电磁波的电场和磁场总是相互正交的，并且二者与传播方向正交。所以传输的电磁波被称为横电磁波，即TEM波。波的偏振方向是指波的电场方向。
横电波（TB）定义为电场传播方向垂直于入射面，如图1所示。
相应地，横磁波（TM）定义为磁场方向垂直于
