de_fiber_optics_2010.pdf

1. Lichtwellenleiter allgemein
1.1. Spektrum des Lichtes
Licht breitet sich als elektromagnetische Welle im Vakuum mit der
Geschwindigkeit c0 = 299.792,458 km/s aus. Das Spektrum des Lichtes
umfasst einen weiten Bereich und reicht vom tiefen Ultravioletten
(UV) (Wellenlänge λ = 100 nm) bis ins Infrarote (IR) (λ = 200 mm),
wobei das sichtbare Licht nur den Bereich von 380 nm bis 780 nm
einnimmt. Verschiedene Lichtwellenleitertypen werden entsprechend
ihrer Transmissionseigenschaften bei unterschiedlichen Wellenlängen
eingesetzt. Der Schwerpunkt der Wellenleiteranwendungen reicht
dabei vom nahen UV (ab 300 nm) bis in den unteren IR-Bereich.
Kosmische
Strahlung
Frequenz (Hz)
Wellenlänge (m)
C0 = 300.000 km/s
C = λ * f
www.leoni-fiber-optics.com
T-
Strahlung
ultraviolette
Strahlung
(UV)
Röntgenstrahlung
UV Strahlung
sichtbares Licht
(VIS)
Sichtbares
Licht
In einem homogenen Medium breitet sich das Licht als gradliniger
Strahl aus und wird mit Hilfe der Gesetze der Strahlenoptik beschrieben.
Aus der Strahlenoptik leitet sich auch das Ausbreitungsverhalten
in großen Wellenleiterstrukturen her, in denen mehrere Ausbreitungsrichtungen
des Lichtes möglich sind (siehe Kap. 1.2.). Geht man
jedoch zu immer kleineren Wellenleiterstrukturen, so lässt sich das
Ausbreitungsverhalten nur noch mit Hilfe der Wellentheorie erklären.
In den folgenden Kapiteln werden die grundlegenden physikalischen
Eigenschaften von Wellenleiterbauteilen, wie sie LEONI fertigt,
dargestellt.
10 20 10 18 10 16 10 14 10 12 10 10 10 8 10 6
250 THz (1 THz) (1 GHz) (1 MHz)
(1 pm) (1 nm)
(1 µm)
(1 mm) (1 m) (100 m)
10 -12 10 -9 10 -6 10 -3 10 0 10 6
nahes Infrarot
(NIR)
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 3.0 20
POF
650 780 850 940 1300/1310 1550
1625
2940
PCF
MIR/FIR Fiber
GOF
UV – VIS
VIS – IR
IR-
Strahlung Radiowellen
Mikrowellen,
Radar
mittl.
Infrarot
(MIR)
fernes
Infrarot
(FIR)
TV VHF SW
λ = Wellenlänge
f = Frequenz
µm
245
Grundlagen