Stufenindexfaser

Was ist eine Stufenindexfaser?

Eine Stufenindexfaser (Step-Index Fiber) ist ein Lichtwellenleiter, bei dem der Brechungsindex des Kerns sprunghaft vom Brechungsindex des Mantels abweicht. Der Kern hat einen homogenen, höheren Brechungsindex, der an der Grenzfläche zum Mantel abrupt auf den niedrigeren Mantelindex abfällt. Diese Struktur führt zur Führung der Lichtwellen durch Totalreflexion an der Kern-Mantel-Grenze.

Funktionsweise und Modenausbreitung

In einer Stufenindex-Multimode-Faser breiten sich verschiedene Moden auf unterschiedlich langen Zickzack-Pfaden aus, was eine starke Modendispersion verursacht. Die Impulsverbreiterung begrenzt die Bandbreite auf typische Werte von 10 bis 50 MHz·km. Für Singlemode-Fasern wird ebenfalls ein Stufenindexprofil verwendet, wobei der kleine Kerndurchmesser nur einen Mode zulässt.

Einsatzbereiche und heutige Bedeutung

Reine Stufenindex-Multimode-Fasern finden sich noch in alten 62,5-µm-Bestandsnetzen und in kostengünstigen POF-Kunststofffasern für kurze Industriestrecken. Für moderne Hochgeschwindigkeits-Multimode-Anwendungen sind sie durch Gradientenindexfasern abgelöst worden, die die Modendispersion drastisch reduzieren.