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Lexikon der Optik: Lichtleiter

Lichtleiter, optisches System zur Fortleitung des Lichtes auf geraden oder gekrümmten Wegen. Als L. werden Rohre, die innen verspiegelt sind, oder Fasern bzw. Stäbe aus durchsichtigen Materialien verwendet, die von einem Medium mit niedrigerem Brechungsindex umgeben sind. Im ersten Fall wird die Lichtleitung durch normale Reflexion, im zweiten Fall durch Totalreflexion bewirkt.

Durch Zusammenfassung sehr vieler lichtleitender Fasern, die jeweils aus einem Glaskern (Durchmesser zwischen 10 und 80 μm) mit hohem Brechungsindex bestehen, der von sehr dünnem Mantelglas (Schichtdicke 1 bis 2 μm) mit niedrigerem Brechungsindex umgeben ist, zu einem Bündel erhält man eine sogenannte Faser- oder Fiberoptik. Je nachdem, ob die Fasern dabei ungeordnet oder geordnet sind (in dem Sinne, daß jede Einzelfaser am Austrittsende die gleichen Nachbarn hat wie am Eintrittsende), spricht man zum einen von ungeordneten oder inkohärenten und zum anderen von geordneten oder kohärenten Faseroptiken. Die ersteren eignen sich nur zum Transport von Lichtenergie, die letzteren ermöglichen eine optische Bildübertragung (Bildleiter). Beide Arten sind in abgestuften Längen bis zu einigen Metern und mit Durchmessern bis zu 10 mm, bestehend aus bis zu 100000 Einzelfasern, erhältlich. Der Transmissionsgrad guter Faseroptiken liegt je nach Länge etwa zwischen 50 und 30%. Kohärente Faseroptiken bestehen aus dünneren Fasern und haben daher – im Vergleich zu den inkohärenten – einen etwas geringeren Transmissionsgrad. Ihre spektrale Durchlässigkeit entspricht der des Kernglases bei großen Schichtdicken. Inkohärente Faseroptiken ersetzen in zunehmendem Maße konventionelle Lichtleitvorrichtungen, die aus Kombinationen von Linsen, Spiegeln und Prismen bestehen und einen hohen Justieraufwand erfordern. Ein zusätzlicher Vorteil ist ihre Flexibilität. Kohärente Faseroptiken werden zur visuellen Inspektion schwer zugänglicher Stellen in Technik und Medizin, im besonderen bei den Endoskopen, eingesetzt. Sie werden weiterhin in Form von Faserböden als Abschlußflächen von Katodenstrahloszillografenröhren verwendet (Faseroptikplatte).

Spezielle Glasfasern mit außerordentlich geringer Dämpfung wurden für die Zwecke der optischen Nachrichtenübertragung entwickelt.

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