Sejak penemuan pertamanya di tahun 1978 (Hill, 1978), fiber grating telah berkembang dengan sangat pesat dan canggih. Fiber grating adalah struktur yang terdiri dari nilai indeks bias yang berubah secara periodik pada bagian inti serat optik. Nilai indeks bias tersebut terkategori menjadi dua kelompok, yakni indeks bias rendah (no) dan indeks bias tinggi (n1). Dua indeks bias tersebut berselang-seling dengan periode Λ seperti ditunjukkan oleh gambar 1 yang sering juga disebut sebagai Bragg Grating. Gelombang cahaya yang dipantulkan pada setiap periode indeks bias akan mengalami interferensi. Interferensi konstruktif dapat terjadi disebabkan oleh mekanisme pencocokan fasa yang hanya dapat teramati pada panjang gelombang tertentu yang memenuhi persamaan:
Panjang gelombang tersebut disebut sebagai panjang gelombang resonansi Bragg dimana pada panjang gelombang tersebut besarnya pantulan (R) gelombang cahaya mencapai maksimal dan besar transmisinya (T) minimum.
Gambar 1. Skema gelombang cahaya ketika melewati Fiber Grating
Karena Fiber Grating termasuk salah satu jenis serat optik, maka mekanisme pemanduan gelombang cahaya juga menggunakan pemantulan dalam total. Indeks bias cladding n2 bernilai sedikit lebih rendah dibanding indeks bias inti n1 sehingga gelombang dengan mode tertentu dapat merambat pada serat optik. Ketika inti fiber grating hanya dapat memandu satu mode maka disebut dengan fiber grating mode tunggal yang merambatkan mode fundamental dengan nilai konstanta perambatan/propagasi yang memenuhi persamaan berikut:
dimana k adalah bilangan gelombang di ruang bebas dan βf adalah indeks bias mode efektif. Struktur indeks bias yang berselang-seling secara periodik menyebabkan mode fundamental cahaya terkopel dengan mode fundamental cahaya yang terpantul serta mode cladding orde tinggi yang terpantul seperti ditunjukkan oleh gambar 2. Konstanta propagasi mode cladding order tinggi yang terpantul disebut dengan βcl dan memenuhi persamaan berikut:
dimana ncl adalah indeks bias efektif mode cladding.
Gambar 2. Mode fundamental cahaya datang yang terkopel dengan mode fundamental cahaya yang terpantul dan mode cladding orde tinggi