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光纤有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一层金属外皮。这层金属外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在这两种材料的边界处(入射角在一定范围内，)，被反射回来。根据光学原理，光束都可以由光纤来传输。两条入射光束(入射角在接受角以内)沿光纤长度方向经多次反射后，从另一端射出。另一条入射角超出接受角范围的入射光，损失在金属外皮内。这个接受角比两倍的大入射角略大，这是因为光纤在从空气射入密度较大的光纤材料中时会有轻微的折射。光在光纤内部的传输不受光纤是否弯曲的影响(弯曲半径要大于小弯曲半径)。大多数光纤是可弯曲的，很容易安装在狭小的空间。
光电传感器一般由处理通路和处理元件2 部分组成。其基本原理是以光电效应为基础，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。光电效应是指用光照射某一物体，可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上，此时光子能量就传递给电子，并且是一个光子的能量一次性地被一个电子所吸收，电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射的物体产生相应的电效应。通常把光电效应分为3 类:（1 ）在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，如光电管、光电倍增管等；（2 ）在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应，如光敏电阻、光敏晶体管等；（3 ）在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应，如光电池等。
调制的LED改进了光电传感器的设计，增大了检测距离，扩展了光束的角度，人们逐渐接受了这种易于对准的光束。到1980年，非调制的光电传感器逐步就退出了历史舞台。红外光LED是效率高的光束，同时也是在光谱上与光电三管匹配的光束。但是有些传感器需要用来区分颜(如标检测)，这就需要用可见光源。在早期，标传感器使用白炽灯做光源，使用光电池接收器，直到后来发明了的可见光LED。现在，多数的标传感器都是使用经调制的各种颜的可见光LED发射器。经调制的传感器往往牺牲了响应速度以获取更长的检测距离，这是因为检测距离是一个重要的参数。未经调制的传感器可以用来检测小的物体或动作快的物体，这些场合要求的响应速度都快。但是，现在高速的调制传感器也可以提供快的响应速度，能满足大多数的检测应用。