Lichtleiter

Ein Lichtleiter ist ein dünner Leiter mit einem Glas- oder Kunststoffkern und einem umgebenden Mantel aus einem Material mit einem kleineren Brechungsindex (n₂) als der des Kerns (n₁). Die Funktionsweise eines Lichtleiters beruht auf der Ausnutzung der Totalreflexion längs des Leiters, so wie bei der Reflexion von Licht an der Grenzfläche Wasser-Luft, siehe Pinguine.

Von außen eindringende Strahlung kann sich im Lichtleiter in Form einer Eigenwelle im Kern oder im Mantel ausbreiten und relativ in das umgebende Zentrum eindringen. Die Art der induzierten Wellen hängt vom Winkel ab, in dem ein Lichtbündel durch die Hauptebene ins Innere des Lichtleiters gelangt. Nur Kernwellen sind dazu brauchbar, Energie durch den Lichtleiter zu transportieren. Sie werden von einem Teil der Strahlung induziert, die auf die Hauptebene des Lichtleiters fällt, die im Raumwinkel 2aenthalten ist. Der Winkela bestimmt die sog. Numerische Apertur NA des Lichtleiters:

Im Kern können sich nur bestimmte Wellen fortbewegen, und zwar die Moden der elektromagnetischen Wellen. Eine Mode des Lichtleiters ist eine Eigenschwingung des Lichtleiters.

Die Modenzahl kann Werte von bis zu 1000 annehmen - solche Lichtleiter nennt man aus dem Englischen "multi-mode". Durch so einen Lichtleiter könnte man 1000 Telefongespräche gleichzeitig übertragen.