在设计任何透明光学组件前,必须先知道材料的性质和限制,然后才能选择适当的材料。任何材料在低频率区域的晶格吸收特性,也赋予了这材料对于这低频率光波的透明限制。这是组成的原子或分子的热感应振动,和入射光波之间,相互耦合的结果。因此,在红外线频区(> 1 微米),每一种材料都要避开这些由于原子或分子振动机制而产生的吸收区域。
因为某特定频率的红外线光波,恰恰好匹配了,某种材料的原子或分子的自然振动频率,这种材料会选择性地吸收这特定频率的光波。由于不同的原子或分子有不同的自然振动频率,它们会选择性地吸收不同频率(或不同频率带)的红外线光波。
由于光波频率不匹配光纤材料的自然振动频率,会造成光波的反射或透射。当红外线光波入射于这不匹配的光纤材料,一部分能量会被反射,另一部分能量会被透射。因为光线的全反射,光线可以传输于光纤核心。粗糙、不规则的表面,甚至在分子层次,也会使光线往随机方向反射,称这现象为漫反射或光散射[1],其特征通常是多种不同的反射角。
大多数物体因为表面的光散射,可以被人类视觉侦测到。光散射跟入射光波的波长有关。可见光的波长大约是 1 微米。人类视觉无法侦测到超小于这尺寸的物体.[2]。所以,位于可见物体表面的散射中心也有类似的空间尺寸。