Lichtleiter

Ein Lichtleiter ist eine Faser aus einem transparenten, lichtdurchlässigen Material, meist Glas oder Kunststoff, die dem Transport von Licht dient. Die Brechzahl ist auf der Achse maximal und nimmt nach außen hin ab, entweder sprunghaft (Stufenindexfaser) oder allmählich (Gradientenindexfaser).

Ein Strahl, der innerhalb des Akzeptanzwinkels in den Lichtleiter einfällt, wird jedoch nur dann verlustfrei im Lichtleiter weitergeführt, wenn sich die einfallenden und reflektierten Wellen konstruktiv überlagern, d.h. die Phasenänderung des Lichtstrahls nach zwei Reflexionen ein ganzzahliges Vielfaches von 360° ist. Die Phasenänderung ergibt sich dabei sowohl durch den zurückgelegten Weg, als auch durch den Phasensprung bei Reflexionen an den Grenzschichten.

Ein Strahl, der diese Bedingungen erfüllt, gilt als "eingekoppelt" und wird auch Mode genannt. Die möglichen Moden eines Lichtleiters werden vom flachsten zum steilsten Reflexionswinkel mit ganzen Zahlen, beginnend mit 1, nummeriert.

Da für eine Mode die Summe der elektrischen Felder auf derselben Höhe konstant ist, bildet sich für jeden Winkel eine charakteristische Verteilung des elektrischen Feldes aus. Die Feldverteilung ähnelt einer stehenden Welle, jedoch dringt das elektrische Feld noch etwas in das Medium niedrigerer Brechzahl.

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