全內反射，也稱為全TIR，是一種光學現象。 當光從折射率較高的介質進入折射率較低的介質時，如果入射角大于某個臨界角θc（光線遠離法線）射向圓心的光線如何折射，則折射光將消失，全部入射光會被反射。 請勿進入低折射率介質。
光學描述
中等的：
圖1
什么時候
介質中的反射（圖1中藍光所示）；
僅當光從折射率較高的介質（也稱為光密介質）進入折射率較低的介質（也稱為光稀介質）時，例如當光從玻璃進入時，才會發生全內反射。 當空氣在空氣中時會發生這種情況，但當光從空氣進入玻璃時則不會發生。
臨界角
臨界角是折射角為90°時的入射角。 入射角是相對于折射邊界測量的（參見斯涅爾定律圖）。 考慮從玻璃進入空氣的光，從界面發射的光被偏向玻璃板。 當入射角充分增大時，折射角（在空氣中）達到 90 度。 入射角通過折射界面的法線測量。 臨界角（
結果值等于臨界角
是較高密度介質的折射率。 該方程是斯涅耳定律的簡單應用。 當入射光線正好等于臨界角時，折射光線將沿著折射界面的切線運動。 以可見光從玻璃進入空氣（或真空）為例，臨界角約為41.5°。
全內反射
抑制的
在正常情況下，倏逝波在界面上傳輸的能量為零。 然而，如果將具有較高折射率的第三介質放置在第一介質和第二介質之間的界面的幾個波長內，則倏逝波將與普通波不同地傳遞能量。 進入第二介質。 這個過程稱為受抑全內反射（FTIR），與量子隧道非常相似。 如果將電磁場視為光子的波函數，則量子隧道模型在數學上是相似的。 低折射率介質可以被認為是光子可以穿透的屏障。
FTIR 的透射系數對第三和第二介質之間的間距高度敏感（直到間隙幾乎閉合，函數近似指數），因此這種效應通常用于調制大動態的光傳輸和反射范圍。
相移
全內反射的一個不太為人所知的方面是反射光在反射光和入射光之間具有角相位變化或相移。 從數學上講，這意味著菲涅爾反射系數是復數而不是實數。 該相移與偏振相關，并且隨著入射角進一步偏離臨界角而逐漸增大。
在隱藏的波浪中
當界面發生全內反射時射向圓心的光線如何折射，光仍會以較短的距離投射到折射率較低的介質中，該距離約為光波波長的數量級，一般為一百納米左右，稱為隱藏矢量波或隱藏矢量場。 隱藏矢量波的電磁場沿著界面的法線方向快速衰減。
應用
(1)光纖正是利用了這一原理。 由于反射過程中沒有光損失，信號可以傳輸到極長的距離，廣泛應用于內窺鏡和電信領域。 海市蜃樓也是由這一原理產生的，其中光線從較稠密的介質（冷空氣）進入較稀薄的介質（靠近地面的熱空氣）。
（2）全內反射熒光顯微鏡利用光全內反射過程中產生的隱藏矢量波來激發非常接近界面（約一百納米）的熒光分子并對其成像。 該技術比傳統落射熒光顯微鏡具有更好的空間分辨率，主要用于生命科學中細胞膜附近區域的成像研究。
(3)全內反射是汽車雨量傳感器的工作原理，它控制擋風玻璃雨刷器。
(4)全內反射的另一個應用是光的空間過濾。
(5)雙筒望遠鏡中的棱鏡使用全內反射而不是反射涂層來折疊光路并顯示正立圖像。
(6) 一些多點觸摸屏使用受抑全內反射結合相機和適當的軟件來拾取多個目標。
(7)房角鏡檢查利用全內反射來觀察眼睛的角膜和虹膜之間形成的解剖角度。
(8)步態分析儀器利用受抑全內反射結合高速攝像機來捕捉和分析實驗室嚙齒動物的足跡。
(9)光學指紋裝置利用受抑全內反射來記錄人的指紋圖像，而不需要使用墨水。
(10) 全內反射熒光顯微鏡利用 TIR 產生的倏逝波來激發靠近表面的熒光團。 這對于研究生物樣品的表面特性很有用。
例子
游泳時，當人在水下睜開眼睛時，可以觀察到全內反射。 如果水面平靜的話，它的表面就像一面鏡子。 鉆石的形狀通常也可以最大限度地增加從鉆石背面內部反射的光量。 非常高的鉆石折射率提供了一個小的臨界角，所有進入鉆石的光都被反射回來，以優化鉆石切工。
