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Single-Mode-Faser

Optik, Monomoden-Faser, Bezeichnung für einen Lichtleiter, bei dem im Gegensatz zu der Multi-Mode-Faser (Kerndurchmesser d gross gegen die Lichtwellenlänge) nur eine Mode, d.h. eine Feldverteilung ausbreitungsfähig ist. Auf Grund der einwelligen Ausbreitung ergibt sich eine eindeutige Phasenlage. Der Kerndurchmesser der Single-Mode-Faser liegt in der Grössenordnung der Wellenlänge l. Für die Anzahl der ausbreitungsfähigen Moden in einer Faser ist neben der Grösse des Kerndurchmessers besonders der Faserparameter Single-Mode-Faser bestimmend. Hierbei ist n1 die Brechzahl des Kernglases, welches von einem Mantelglas mit niedrigerer Brechzahl n2 umgeben ist. Die numerische Apertur u einer nicht gekrümmten Faser ist gegeben durch Single-Mode-Faser. Je grösser V wird, also je kleiner l im Verhältnis zum Produkt aus Kerndurchmesser und numerischer Apertur wird, umso freier können sich die Moden ausbreiten. Für die Single-Mode-Ausbreitung gibt es eine Obergrenze mit V £ 2,405. Dieser Zahlenwert stellt die erste Nullstelle der Bessel-Funktion nullter Ordnung dar. Aus den Faserdaten d, n1 und n2 kann für die Monomoden-Ausbreitung die Grenzwellenlänge (cut-off-Wellenlänge) berechnet werden:

Single-Mode-Faser

Für gekrümmte Fasern mit einem Krümmungsradius r gilt:

Single-Mode-Faser

 

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