Techniklexikon

Glasfaser

Aus flüssiger Glasmasse gewonnene Fäden mit Durchmessern von 0, 1 mm bis wenige Tausendstel mm. Seit längerem unterscheidet man Isolier- von Textilfasern. Isolierglasfasern, auch Glaswolle genannt, kommt lose als Glaswatte oder in Form von Bahnen, Matten, Filzen, Platten und Preßteilen - in diesem Fall mit Kunstharz getränkt und zwischen Papierbahnen gelegt - in den Handel. Ein herausragendes Einsatzgebiet fürTextilglasfasern sind glasfaserverstärkte Kunststoffe (GfK). Optische oder Lichtleitfasern sind dünne biegsame Glasfäden mit wenigen Hundertstel mm Durchmesser zur Fortleitung von Lichtsignalen und zur Übertragung von Bildern. Durch Ummantelung von Bündeln von Lichtleitfasern (Lichtwellenleiter) mit Kunststoff entstehen Glasfaserkabel, denen in der Nachrichtentechnik große Bedeutung zukommt. Hohe Datenübertragungskapazität, geringer Platzbedarf und Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Einflüssen machen Glasfasersysteme zum idealen Übertragungsmedium in der Telekommunikation. Am Anfang einer »optoelektronischen« (Optoelektronik) Übertragungsstrecke werden digital aufbereitete elektrische Signale von Leuchtdioden oder Laserdioden in Lichtimpulse umgewandelt. Am Ende der Strecke verwandeln + Photodioden die optischen Signale wieder in elektromagnetische Impulse. Lichtwellenleiter bestehen grundsätzlich aus einem lichtführenden »Kern« aus Glas und einem »Mantel«, ebenfalls aus Glas. Der Mantel weist eine geringere Brechungszahl auf als der Kern, der Brechzahlsprung führt zu einer Totalreflexion des Lichtes. Stufen- und Gradientenfasern faßt man unter »Multimodefasern« zusammen, weil ihr Kerndurchmesser so groß ist, daß sich Licht unterschiedlicher Wellenlängen weiterleiten läßt. »Monomodefasern« übertragen jeweils nur eine Frequenz. Optik, aus Glas (häufig Quarzglas) gefertigter, zylindrischer Lichtwellenleiter zur Übertragung von Licht, z.B. in der Lichtnachrichtenübertragung oder Medizin. Um den für die Totalreflexion am Faserrand benötigten Brechzahlunterschied zu erzielen, sind Glasfasern meist mit einem Glas geringerer Brechzahl oder einem Kunststoff ummantelt. Der Übergang erfolgt bei Stufenindexfasern diskontinuierlich, bei den für die Übertragung von Signalen über grosse Entfernungen bevorzugten Gradientenindexfasern dagegen stetig. In Multimodefasern können mehrere Schwingungsmoden angeregt werden, sie haben Durchmesser zwischen 50 m und 1 mm. Durch ihre grossen Durchmesser sind sie relativ unproblematisch einzusetzen. Monomodefasern (single mode fibers) haben kleinere Kerndurchmesser, sind deutlich problematischer in der Benutzung, haben aber eine höhere Bandbreite und geringere Dämpfungsverluste.

Glasfaser: Strahlengang und Brechzahlen.