Kenntnisse im Bereich Glasfaser

Lichtwellenleiter bestehen aus Glas oder Kunststoff. Die meisten haben etwa den Durchmesser eines menschlichen Haares und können viele Kilometer lang sein. Licht wandert entlang der Mitte der Faser von einem Ende zum anderen, und es kann ein Signal angelegt werden. Glasfasersysteme sind Metallleitern in vielen Anwendungen überlegen. Ihr größter Vorteil ist die Bandbreite. Aufgrund der Wellenlänge des Lichts können Signale übertragen werden, die mehr Informationen enthalten als Metallleiter (sogar Koaxialleiter). Weitere Vorteile sind:

Elektrische Isolierung – Glasfasern erfordern keine Erdung. Sender und Empfänger sind voneinander isoliert, sodass keine Erdschleifenprobleme auftreten. Darüber hinaus besteht keine Gefahr von Funken oder Stromschlägen.

Immun gegen elektromagnetische Störungen – Glasfasern sind nicht von elektromagnetischen Störungen (EMI) betroffen und geben selbst keine Strahlung ab, die andere Störungen verursachen könnte.

Geringer Stromverbrauch – Dies ermöglicht längere Kabelwege und weniger Repeater-Verstärker.

Leichter und kleiner – Glasfasern wiegen weniger und benötigen weniger Platz als Metallleiter mit gleicher Signalübertragungskapazität.

Kupferdraht ist etwa 13-mal schwerer. Glasfasern sind außerdem einfacher zu installieren und benötigen weniger Platz für die Leitungen.

Anwendungen

Zu den Hauptanwendungsgebieten von Glasfasern gehören:

Kommunikation – Sprach-, Daten- und Videoübertragung sind die häufigsten Verwendungszwecke für Glasfasern, darunter:

– Telekommunikation

– Lokale Netzwerke (LANs)

– Industrielle Steuerungssysteme

– Avioniksysteme, militärische Befehls-, Kontroll- und Kommunikationssysteme

Sensorik – Optische Fasern können verwendet werden, um Licht von einer entfernten Quelle an einen Detektor zu übertragen, um Druck-, Temperatur- oder Spektralinformationen zu erhalten. Optische Fasern können auch direkt als Sensoren verwendet werden, um viele Umwelteinflüsse wie Dehnung, Druck, Widerstand und pH-Wert zu messen. Umweltveränderungen beeinflussen die Lichtintensität, Phase und/oder Polarisation auf eine Weise, die am anderen Ende der Faser erkannt werden kann.

Kraftübertragung – Optische Fasern können sehr hohe Leistungen für Aufgaben wie Laserschneiden, Schweißen, Markieren und Bohren liefern.

Beleuchtung – Ein Bündel optischer Fasern, die an einem Ende mit einer Lichtquelle verbunden sind, kann in Verbindung mit einem Endoskop schwer zugängliche Bereiche, beispielsweise im Inneren des menschlichen Körpers, beleuchten. Darüber hinaus können sie als Präsentationsschilder oder einfach als dekorative Beleuchtung verwendet werden.

Optische Fasern bestehen aus drei grundlegenden konzentrischen Komponenten: Kern, Mantel und Außenmantel

Der Kern besteht meist aus Glas oder Kunststoff, manchmal kommen aber auch andere Materialien zum Einsatz, je nach gewünschtem Transmissionsspektrum. Der Kern ist der lichtdurchlässige Teil der Faser. Der Mantel besteht normalerweise aus dem gleichen Material wie der Kern, jedoch mit einem etwas niedrigeren Brechungsindex (normalerweise etwa 1 % niedriger). Dieser Unterschied im Brechungsindex führt zu einer Totalreflexion an den Brechungsindexgrenzen entlang der Länge der Faser, wodurch Licht durch die Faser wandern kann, ohne durch die Seitenwände zu entweichen.

Die Beschichtung umfasst normalerweise eine oder mehrere Schichten Kunststoffmaterial, um die Faser vor der physikalischen Umgebung zu schützen. Manchmal wird der Beschichtung eine Metallummantelung hinzugefügt, um weiteren physischen Schutz zu bieten.

Optische Fasern werden normalerweise durch ihre Abmessungen spezifiziert, wie z. B. den Außendurchmesser des Kerns, des Mantels und der Beschichtung. Beispielsweise bezieht sich 62,5/125/250 auf eine Faser mit einem Kerndurchmesser von 62,5 Mikrometern, einem Mantel von 125 Mikrometern und einer Außenbeschichtung von 0,25 mm Durchmesser.