Optische Glasfaser fokussiert Licht - wissenschaft.de
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Optische Glasfaser fokussiert Licht

Australische Forscher vom Zentrum für Optische Fasertechnologie in Sydney haben eine Glasfaser hergestellt, die einen in ihr geleitenden Lichtstrahl bei dessen Austritt aus der Faser automatisch fokussiert. Bisher mussten dazu wie in der gewöhnlichen Optik Linsen verwendet werden. Die neue Faser ermöglicht damit eine einfache Integration mit in der Telekommunikation verwendeten optischen Geräten.

Das Geheimnis der unter der Leitung von John Canning entwickelten Glasfasern liegt in kleinen Löchern, die in konzentrischen Kreisen um den Kern der Glasfaser verlaufen. Die Löcher sind zudem mit einem Glas aufgefüllt, das einen höheren Brechungsindex als das Glas des Kernbereichs der Faser aufweist. Diese Anordnung stellt eine so genannte Fresnel-Zonenplatte dar. Ein durch die Faser geschossener Laserstrahl wird an den Lochringen zum Zentrum hin gestreut. Ein Großteil der Energie des geleiteten Laserstrahls ist somit auf den Kernbereich der Faser konzentriert.

Wenn der Lichtstrahl nun am Ende der Glasfaser aus dieser ausstritt, so wird er dank der Lochanordnung automatisch fokussiert. Auf herkömmliche gekrümmte Linsen kann somit verzichtet werden. Die Fasern eignen sich zudem für die Übertragung von Licht im Bereich der typischen für die Telekommunikation benutzten Wellenlängen von 1,5 Mikrometern. Die Forscher hoffen daher auf breite Einsatzmöglichkeiten.

Während herkömmliche gekrümmte Linsen einen Lichtstrahl durch Brechung fokussieren, funktioniert eine Fresnel-Zonenplatte durch die Beugung von Lichtstrahlen an den Bereichen der Platte mit einem erhöhten Brechungsindex. Dadurch werden die Phasen der elektromagnetischen Wellen des Lichtstrahls so verändert, dass dieser wie bei einer konvexen Linse fokussiert wird.

Stefan Maier
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