Gradientenindexfaser

Was ist eine Gradientenindexfaser?

Eine Gradientenindexfaser (Graded-Index Fiber) ist ein Multimode-Lichtwellenleiter, dessen Brechungsindex vom Kernzentrum zum Mantel hin parabolisch abnimmt. Durch dieses graduelle Indexprofil werden die Lichtstrahlen nicht abrupt reflektiert, sondern kontinuierlich gekrümmt, sodass sie wellenförmige Bahnen durch den Kern beschreiben. Dies reduziert die Laufzeitunterschiede der verschiedenen Moden erheblich.

Reduktion der Modendispersion

Da höhere Moden sich in den äußeren Regionen mit niedrigerem Brechungsindex ausbreiten und dort eine höhere Lichtgeschwindigkeit erfahren, gleichen sich ihre Laufzeiten mit denen der zentral geführten, kürzeren Moden nahezu aus. Die resultierende modale Bandbreite erreicht bei OM4-Fasern 4700 MHz·km, über 400-mal mehr als bei einer vergleichbaren Stufenindex-Multimode-Faser.

Herstellung und Anwendung

Gradientenindexfasern werden durch gezielte Dotierung des Quarzglases mit Germanium oder Fluor während des MCVD- oder PCVD-Prozesses hergestellt. Sie sind der ausschließliche Fasertyp für moderne Multimode-Datenübertragung in Rechenzentren, da nur sie die hohen Bandbreiten für 10G-, 25G- und 100G-Ethernet bereitstellen.