Optische Fasern

# Optische Fasern Eine optische Faser ist eine flexible, transparente Faser, die durch Ziehen von Glas oder Kunststoff auf einen Durchmesser hergestellt wird, der etwas dicker ist als der eines menschlichen Haares. Optische Fasern werden am häufigsten als Mittel zum Übertragen von Licht zwischen den beiden Enden der Faser verwendet und finden breite Verwendung in der faseroptischen Kommunikation, wo sie eine Übertragung über größere Entfernungen und mit höheren Bandbreiten als elektrische Kabel ermöglichen. Anstelle von Metalldrähten werden Fasern verwendet, da die Signale mit geringerem Verlust auf ihnen übertragen werden. Darüber hinaus sind Fasern immun gegen elektromagnetische Störungen, ein Problem, unter dem Metalldrähte übermäßig leiden. Fasern werden auch zur Beleuchtung und Bildgebung verwendet und werden oft in Bündel eingewickelt, um Licht in oder Bilder aus engen Räumen zu transportieren, wie im Fall eines Fiberskops. In der Glasfaserkommunikation ist es wichtig, Glasfasern mit geringen Verlusten verbinden zu können. Dies ist komplexer als das Verbinden von elektrischen Drähten oder Kabeln und erfordert ein sorgfältiges Spalten der Fasern, ein genaues Ausrichten der Faserkerne und das Koppeln dieser ausgerichteten Kerne. Im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert wurde Licht durch gebogene Glasstäbe geleitet, um Körperhöhlen zu beleuchten. Praktische Anwendungen wie die enge innere Beleuchtung während der Zahnheilkunde tauchten zu Beginn des 20. Jahrhunderts auf. Die Bildübertragung durch Röhren wurde in den 1920er Jahren vom Radioexperimentator Clarence Hansell und dem Fernsehpionier John Logie Baird unabhängig demonstriert. In den 1930er Jahren zeigte Heinrich Lamm, dass man Bilder durch ein Bündel nicht ummantelter Lichtwellenleiter übertragen und für interne medizinische Untersuchungen verwenden konnte, doch seine Arbeit geriet weitgehend in Vergessenheit. Optische Fasern können als Sensoren zum Messen von Dehnung, Temperatur, Druck und anderen Größen verwendet werden, indem eine Faser so modifiziert wird, dass die zu messende Eigenschaft die Intensität, Phase, Polarisation, Wellenlänge oder Laufzeit des Lichts in der Faser moduliert. Sensoren, die die Lichtintensität variieren, sind am einfachsten, da nur eine einfache Quelle und ein einfacher Detektor erforderlich sind. Bei extrinsischen Lichtleitersensoren wird ein Lichtleiterkabel verwendet, normalerweise ein Multimode-Kabel, um moduliertes Licht entweder von einem Nicht-Lichtleitersensor oder von einem an einen optischen Sender angeschlossenen elektronischen Sensor zu übertragen. Ein Hauptvorteil von externen Sensoren ist ihre Fähigkeit, ansonsten unzugängliche Stellen zu erreichen. Ein Beispiel ist die Messung der Temperatur in Flugzeugtriebwerken unter Verwendung einer Faser, um Strahlung in ein Strahlungspyrometer außerhalb des Triebwerks zu übertragen. Optische Fasern können auch verwendet werden, um Energie mithilfe einer Photovoltaikzelle zu übertragen und das Licht in Elektrizität umzuwandeln.