Techniklexikon

Stufenindexfaser

Lichtleitfaser, bei der der Brechungsindex zwischen Faserkern und Mantel einen stufenförmigen Verlauf hat. S. haben einen Mantel, der einen um etwa 1 % geringeren Brechungsindex als der Kern hat. Das an einer Stirnfläche eingekoppelte Licht wird durch Totalreflexion an der Grenzschicht FaserkernMantel im Kern geführt und folgt so dem Verlauf der S..Man unterscheidet Monomodefasern und Multimodefasern, die sich in der Anzahl der ausbreitungsfähigen Schwingungsmoden des zu übertragenden Lichts unterscheiden. Im Gegensatz zu den S. gibt es Gradientenfasern, bei denen der Brechungsindex im Faserkern von der Fasermitte nach außen kontinuierlich verringert wird. Optik, Glasfaser mit diskontinuierlichem Übergang der Brechzahl zwischen Faserkern und -mantel (siehe Abb.). In der Regel wird bei Stufenindexfasern der Durchmesser so gross gewählt, dass sich mehrere Moden der Lichtwelle ausbreiten können (Multi-Mode-Faser). Auf Grund unterschiedlicher Laufzeiten der einzelnen Moden kommt es dann zu Verbreiterungen kurzer Lichtpulse, so dass digitale Informationen nur über kurze Entfernungen transportiert werden können. Stufenindexfasern mit grossem Kerndurchmesser werden darum z.B. in Medizin oder Materialbearbeitung eingesetzt, da die Einkopplung einfach ist und sich hohe Lichtleistungen transportieren lassen.

Stufenindexfaser: a) Querschnitt, b) Lichtausbreitung und c) Pulsverformung in einer Stufenindexfaser.