Arten von Lichtwellenleiter-Fasern

Im Hinblick auf die Form des Kerns, können Lichtwellenleiter unterteilt werden in: flache – unter denen man die bandförmigen und doppelbrechenden unterscheidet, sowie zylindrische.
Unter der Berücksichtigung des Materials, aus dem diese ausgeführt wurden, werden sie unterteilt in: Gläserne, aus Kunststoff hergestellte sowie flüssige.
Im Hinblich auf die Verteilung der Brechzahl n werden Gradienten- oder Stufenindexfasern unterschieden.
In Abhängigkeit von der Anzahl der geführten Moden hingegen, kann unterschieden werden zwischen: Monomode und viele Moden ausbreitend.

Der einfachste, flache Lichtwellenleiter setzt sich aus drei Schichten zusammen, von denen die mittlere eine höhere Brechzahl als die äußeren hat. Die Ausbreitung des Strahls in der Schicht wird in einer oder in zwei Richtungen beschränkt – im Fall von Bandleitern. Flache Lichtwellenleiter werden u. a. in Halbleiter-Lasern oder integrierten Photonik-Schaltkreisen eingesetzt.

Zylindrische Lichtwellenleiter mit Kreissymmetrie sind aus einem Kern aufgebaut, der von einem Mantel mit geringerer Brechzahl umgeben ist. Die Gesamtheit ist mit Lack- und Kunststoffschichten umgeben, was sowohl eine höhere mechanische Beständigkeit, als auch Festigkeit gegen äußere Einflüsse bietet.

Zylindrische Lichtwellenleiter haben überall dort Anwendung gefunden, wo die schnelle, verlustfreie Übertragung großer Datenmengen erforderlich ist, vor allem in der Telekommunikation aber auch in wissenschaftlicher Apparatur oder in der Industrie.

Tab. 1. Aufstellung der Typen von Lichtwellenleiter-Fasern, in Abhängigkeit vom Aufbau des Kerns relativ zum Mantel (NA – numerische Apertur, 2a – Kerndurchmesser)

	Art der optischen Faser	Profil	2a [μm]	n1(r) 0<r<a	Hinweise
1	mantelfrei		100 - 1000	1,45≤const n1≤1,65	dient der Vorprüfung der Glasmasse; die Größe 2a erreicht oft bis zu 1 cm
2	zweischichtiger Typ W		110 - 250	const
3	flüssig (liquid core)		50 - 80	const	Quarzmantel n2=1,4585 n1=1,483
4	stufenweise konvex (Gradient)		50 - 500	n1(r)	0,27≤[NA]≤0,34
5	stufenweise konkav (Gradient, konkav)		80 - 100	n1(r)	a<rm<b
6	Monomode mit dünnem Kern		3 - 10	const	0,2≤[NA]≤0,3
7	Monomode mit dickem Kern		30 - 500	const	0,2≤[NA]≤0,3
8	Multimode		50 - 1000	const	0,02≤[NA]≤0,08

In Tabelle 1 wurde ein Versuch einer Systematik von Lichtwellenleitern auf Grundlage der Auswahl der Abhängigkeiten zwischen dem leitenden Medium (Kern) und dem umgebenden Medium (Mantel) vorgenommen. Diese Systematik wurde 1978 von Professor B. Paszkowski in der Publikation Lichtwellenleiter-Fasern vorgeschlagen.

In Telekommunikations- und Multimedia-Anwendungen werden allgemein nur drei Arten von Lichtwellenleitern eingesetzt, die sich durch den Kerndurchmesser unterscheiden: 9μm – Monomode sowie 50μm und 65μm – Multimode. Meistens ist der eingesetzte Manteldurchmesser einheitlich und beträgt 125μm.