Bølgeledere

Bølgeledere er strukturer, der leder elektromagnetiske bølger ved at udnytte grænseegenskaber mellem materialer. Den mest udbredte type er optiske fibre, som leder lys gennem en kerne med højere optisk indeks end kappe ved totalrefleksion. Mikrobølge- og RF-bølgeledere bruges også til at styre signaler i GHz-området og kan være metalliske rør, dielektriske kanaler eller planare strukturer.

Drift og modustilstande: Bølgeledere kan være enkelt- eller multimode, afhængigt af geometri og frekvens. I optiske fibre omtales dette som enkelt- eller multimode tilstande, og i mikrobølger ses TE-, TM- eller TEM-modus. De vigtigste parametre er tab i dB pr. længde, dispersion og bøjningstolerance, som alle påvirker signalets kvalitet og rækkevidde.

Materialer og konstruktion: Optiske fibre består typisk af silica (SiO2) med en dopet kerne for at ændre indeks og en kappe med lavere indeks. Polymerfibre giver billigere alternativer til kortere afstande. Mikrobølgeledere findes som metalliske rør, dielektriske kanaler eller plasmoniske strukturer og anvendes i radar, kommunikation og måleudstyr. Fremstilling af fibre indebærer processer som trækning af glas til lange tråde og påføring af kapper; mikrobølgeledere kræver præcis bearbejdning og samling af komponenter.

Anvendelser og perspektiver: Fiberoptiske netværk og kommunikation er de mest udbredte anvendelser, men bølgeledere bruges også i sensorer, radar og integrerede fotoniske kredsløb. Fremtidige retninger omfatter højere kanalkapacitet, kvante- og plasmoniske bølgeledere samt kompakte og integrerede fotoniske løsninger.