de_fiber_optics_2010.pdf

Grundlagen
258
2. Fasertypen
Eine Übertragungsstrecke mit Lichtwellenleitern besteht im ein-
fachsten Falle aus:
■■ optischer Sender
■■ Lichtwellenleiter
■■ optischer Empfänger
Prinzipdarstellung der optischen Signalübertragung
Prinzipdarstellung der optischen Signalübertragung
Signalaufbereitung
Lichtwellenleiter
Senderseite Empfangsseite
Signalaufbereitung
Der optische Sender strahlt in der Nachrichtenübertragung typischerweise
eine Leistung unterhalb von 0 dBm aus. Die Empfänger sind
meistens im Bereich von –20 und –30 dBm empfindlich.
Typische Bauelemente:
■■ optische Sender: LEDs oder Laserdioden (VCSEL – Vorteil: geringe
Strahldivergenz, höhere Modulationsraten gegenüber LED)
■■ optische Empfänger: PIN-Dioden oder Avalanche-Dioden
Die Wellenlängenbereiche, in denen ein Fasertyp besonders geringe
Absorptionen (Dämpfungen) zeigt, bezeichnet man als optische
Fenster. Die folgende Tabelle zeigt die optischen Fenster für die
POF- und Glas-LWL mit den dafür verwendeten jeweiligen Halbleitermaterialien.
Silizium Germanium InGaAs
(Si) (Ge)
λ =520 nm
1.opt. Fenster POF
x – –
λ = 570 nm
2.opt. Fenster POF
x – –
λ =650 nm
3.opt. Fenster POF
x – –
λ =850 nm
1.opt. Fenster Glas-LWL
x x x
λ =1300 nm
2.opt. Fenster Glas-LWL
– x x
λ =1550 nm
3.opt. Fenster Glas-LWL
– x x
Anhand einiger Anwendungsbeispiele wird aufgezeigt, nach welchen
Kriterien die jeweils geeignetste Faser ausgewählt wird.
Beispielsweise kommt es in einem optischen Bussystem im Automobil
darauf an, dass die Fachkräfte einer Automobilwerkstatt an dem dort
verwendeten Fasersystem ohne aufwändige Fachausbildung einfach
Reparaturarbeiten durchführen können. Aus diesem Grund und aus
Kostengründen wird in diesem Anwendungsbereich die POF bevorzugt.
In der präzisen Ausleuchtung einer Zelle bei der Untersuchung unter
dem Fluoreszenzmikroskop nutzt man dagegen die extrem gute
Strahlqualität am Ausgang einer PM-Faser für den sichtbaren Bereich
des Lichtes.
In der Leistungsübertragung zur Materialbearbeitung kommen dagegen
Fasern mit mittleren bis großen Kerndurchmessern aus sehr reinem
Quarzglas zum Einsatz, so dass durch die hohe Energiedichte keine
Degradation der Faser entsteht.
www.leoni-fiber-optics.com