Механизм распространения излучения вдоль волокон, диаметр которых составляет несколько длин волн, можно рассмотреть, исходя из принципов геометрической (лучевой) оптики. Даже для объяснения сложного механизма распространения света в прозрачных цилиндрах малого диаметра, которые работают как волноводы, можно еще использовать геометрическую оптику (с некоторыми изменениями). В то время как распространение меридионального луча (луча, пересекающего ось волокна) происходит относительно просто, распространение косых лучей в прямых, изогнутых и конических волокнах весьма сложно.
Вначале рассмотрим распространение меридиональных лучей по цилиндрическим волокнам.