Gradientenindexfaser

Eine Gradientenindexfaser ist eine optische Faser , deren Kern einen Brechungsindex aufweist , der mit zunehmendem radialen Abstand von der optischen Achse der Faser kontinuierlich abnimmt , im Gegensatz zu einer Stufenindexfaser , die im Kern einen einheitlichen Brechungsindex und im umgebenden Mantel einen niedrigeren Brechungsindex aufweist.

Da die Bereiche des Kerns näher an der Faserachse einen höheren Brechungsindex aufweisen als die Bereiche nahe dem Mantel, verlaufen Lichtstrahlen in der Faser sinusförmig . Das gängigste Brechungsindexprofil einer Gradientenindexfaser ist nahezu parabolisch. Dieses parabolische Profil bewirkt eine kontinuierliche Neufokussierung der Strahlen im Kern und minimiert die Modendispersion .

Multimode-Lichtwellenleiter können entweder mit einem Gradientenindex- oder einem Stufenindexprofil hergestellt werden . Der Vorteil von Gradientenindex-Multimode-Fasern gegenüber Stufenindexfasern liegt in der deutlich geringeren Modendispersion . Dies bedeutet, dass die Laufzeit des Lichts in der Faser konstanter ist, wodurch kürzere und häufigere Lichtimpulse vom Empfänger erfasst werden können. Die Modendispersion lässt sich weiter verringern, indem man einen kleineren Kerndurchmesser (unter 10 μm) wählt und eine Einmoden-Stufenindexfaser bildet . ^{[ 1 ]}

Dieser Fasertyp ist von der Internationalen Fernmeldeunion ITU-T in der Empfehlung G.651.1 standardisiert. ^{[ 2 ]}

Die Pulsdispersion in einer Gradientenindex-Lichtleitfaser wird gegeben durch

$${\displaystyle \mathrm {Puls~Dispersion} ={\frac {k\delta n\ n_{1}\ l}{c}}\,\!,}$$ Wo

${\textstyle \delta n\,\!}$ist die Differenz der Brechungsindizes von Kern und Mantel,

${\textstyle n_{1}\,\!}$ist der Brechungsindex des Mantels,

${\textstyle l\,\!}$ist die Länge der Faser, die zur Beobachtung der Pulsdispersion verwendet wird.

${\textstyle c\approx 3\times 10^{8}~\mathrm {m/s} \,\!}$ist die Lichtgeschwindigkeit , und

${\textstyle k\,\!}$ ist die Konstante des abgestuften Indexprofils.

• Potenzgesetz-Indexprofil
• Gradientenindexoptik

•  Dieser Artikel enthält gemeinfreies Material aus dem Federal Standard 1037C der General Services Administration . Archiviert vom Original am 22. Januar 2022. (zur Unterstützung von MIL-STD-188 ).