Technische Optik in der Praxis

8.4 Koppeltechnik 227
in den Kern eingekoppelt wird. (Wenn auch nur der Anteil tatsächlich propagiert,
der die von der AN vorgegebene Randbedingung erfüllt.)
Ist die LED-Fläche kleiner als die Faserfläche, so läßt sich eine Erhöhung
des Einkoppelwirkungsgrades erreichen, indem die Faser durch eine geeignete
Abbildung auf der vollen Fläche ausgeleuchtet wird. Dabei verringert sich die
Strahldivergenz der Quelle, und ein größererAnteilwirdingeführte Moden
eingekoppelt. Diesen Fall zeigt Abb. 8.18c (siehe auch Abb. 8.20).
Eine entsprechende Verbesserung erreicht man auch, indem man das
Faserende nach Abb. 8.18d zu einem sog. Taper auszieht, d. h. den Durchmesser
kontinuierlich verringert. Man kann zeigen, daß sich damit die numerische
Apertur am Faserfrontende erhöht und somit auch der Koppelwirkungsgrad.
In diesem Fall wirkt die Faser durch ihre geänderte Geometrie (Taper) selbst
wie ein abbildendes Element.
Kopplung Laser-Faser. Bei der Ankopplung von Lasern an Glasfasern
geht es wieder um die Beherrschung des Problemkreises Flächen/numerische
Aperturen. Die Situation hier unterscheidet sich jedoch insofern von der bei
der LED-Faser-Kopplung, als Laser aufgrund ihrer nahezu idealen Strahlgeometrie
durch das Strahlenbild nicht mehr adäquat beschrieben werden.
Das geeignetere Modell zur Beschreibung der Feld- bzw. Intensitätsverteilung
von Laserstrahlung ist das in Kap. 9 dargestellte Bild des Gaußstrahls.
Wie im Inset von Abb. 8.19 gezeigt, folgt deren radiale Abhängigkeit einer
Gaußfunktion. Ein Vergleich mit Abb. 8.5 zeigt, daß eine weitgehende
Übereinstimmung mit der dort aus plausiblen Überlegungen gefundenen Intensitätsverteilung
einer Monomodefaser vorliegt. Demzufolge muß sich ein
guter Ankoppelwirkungsgrad für einen Laser an eine Monomodefaser erreichen
lassen. Die folgenden Darstellungen beziehen sich auch auf diese Aufgabenstellung,
die bei vielen Nachrichtensystemen und Fasersensoren auftritt.
P(r)
2w 0
Abb. 8.19. Gaußstrahl
θ
0
z