Stufenindexprofil

Bei einer optischen Faser ist ein Stufenindexprofil ein Brechungsindexprofil , das durch einen gleichmäßigen Brechungsindex im Kern und einen steilen Abfall des Brechungsindex an der Kern- Mantel- Grenzfläche gekennzeichnet ist , sodass der Mantel einen niedrigeren Brechungsindex aufweist. Das Stufenindexprofil entspricht einem Potenzgesetz-Indexprofil, dessen Profilparameter gegen unendlich strebt. Das Stufenindexprofil wird in den meisten Einmodenfasern ^{[ 1 ]} und einigen Mehrmodenfasern ^{[ 2 ]} verwendet .

Eine Stufenindexfaser ist durch die Brechungsindizes n₁ und n₂ _{von Kern und Mantel sowie die Radien a und b von} Kern und Mantel charakterisiert. Beispiele für Standard-Kern- und Manteldurchmesser 2a/2b sind 8/125, 50/125, 62,5/125, 85/125 oder 100/140 μm. Die relative Brechungsindexänderung wird als Δ bezeichnet . Der Wert von _n₁ liegt typischerweise zwischen 1,44 und 1,46 und der von Δ typischerweise zwischen 0,001 und 0,02. ${\displaystyle \triangle \,={\frac {n_{1}-n_{2}}{n_{1}}}\ll \ 1}$${\displaystyle \triangle }$

Stufenindex-Lichtwellenleiter werden im Allgemeinen durch Dotierung von hochreinem Quarzglas (SiO ₂ ) mit unterschiedlichen Konzentrationen von Materialien wie Titan, Germanium oder Bor hergestellt.

Die Modendispersion in einer Stufenindex-Lichtleitfaser ist gegeben durch

${\displaystyle {\text{Impulsdispersion}}={\frac {\triangle \ n_{1}\ \ell }{c}}\,\!}$

Wo

${\displaystyle \triangle \,\!}$ ist der Bruchteil des Brechungsindex

${\displaystyle n_{1}\,\!}$ ist der Brechungsindex des Kerns

${\displaystyle \ell \,\!}$ ist die Länge der zu beobachtenden optischen Faser.

${\displaystyle c}$ist die Lichtgeschwindigkeit.

• Gradientenindexfaser
• Kritischer Winkel
• Numerische Apertur

 Dieser Artikel enthält gemeinfreies Material aus dem Federal Standard 1037C der General Services Administration . Archiviert vom Original am 22.01.2022. (zur Unterstützung von MIL-STD-188 ).