Glasfaser

Glasfasern werden unter anderem dazu verwendet, Licht zu leiten (Lichtleiter). Dies geschieht z. B. bei der optischen Datenübertragung mithilfe des Effektes der Totalreflexion. Eine zylindrische Glasfaser ist dabei von einem Medium mit geringerer Brechzahl und einer Schutzhülle umgeben.

Innerhalb der Grenzfläche zwischen den beiden transparenten Medien mit unterschiedlicher Brechzahl wird das Licht nahezu verlustfrei reflektiert und somit geleitet. Moderne Glasfasern benutzen für die Lichtleitung auch sogenannte photonische Kristalle. Die Lichtimpulse gehen dabei von einem kleinen Laser aus. Dieser sendet dann verschiedene Informationen in Form von Bits durch die Glasfaser. Auf der anderen Seite werden die Daten von einer Photozelle aufgefangen und verarbeitet. Glasfaser hat gegenüber herkömmlichen Kabeln aus Kupfer den Vorteil, dass es Signale breitbandiger und verlustärmer leiten kann. Dies ist beim Internet, welches sehr stark durch die hohe Anzahl der User belastet wird, sehr wichtig. Außerdem ist das übertragene Signal unempfindlich gegen elektromagnetische Störfelder.

Für textile Anwendungen liegen die Glasfasern meistens als Roving, Vliesstoff oder als Gewebe vor. Für Profile verwendet man hingegen unidirektionale (nur in eine Richtung verlaufende) Fasern, so werden zum Beispiel Sportpfeile für das Bogenschießen aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Da Glasfasern sehr kerbempfindlich sind, werden sie bei der Herstellung bzw. vor dem Verweben mit einer Schlichte versehen.

Die hohe Festigkeit der Glasfaser beruht auf dem Größeneffekt. Durch die Faserform ist die Fehlstellengröße in der Faser kleiner als im kompakten Werkstoffvolumen. Gleichzeitig steigt die fehlerfreie Länge in der Faserform an. Dadurch ist die Festigkeit der Glasfaser gegenüber dem kompakten Werkstoff größer. Die Bruchdehnung einer einzelnen Faser kann bis zu 5 % betragen.

Die Zug- und Druckfestigkeit der Glasfaser sorgt für eine besondere Aussteifung des Kunststoffes bei gleichzeitiger Erhaltung einer gewissen Flexibilität dank der (verglichen mit Stahl) hohen Bruchdehnung.

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