FresnelVerluste

FresnelVerluste, auch Fresnel-Verluste genannt, bezeichnen die Verluste optischer Leistung, die an Grenzflächen zwischen Medien mit unterschiedlichen Brechungsindizes auftreten. Sie resultieren aus partieller Reflexion gemäß den Fresnel-Gleichungen, wenn Licht eine Grenzfläche durchquert. Die Höhe der Verluste hängt vom Einfallswinkel, der Polarisation des Lichts und den Materialparametern ab. Für normaler Inzidenz gilt R = ((n1 − n2)/(n1 + n2))^2, wobei R der Reflexionskoeffizient ist; der transmittierte Anteil bei idealer, absorptionfreier Übertragung ist T = 1 − R.

In der Praxis sind FresnelVerluste besonders relevant bei Luft-Glas-Interfaces oder Glas-zu-Luft-Interfaces, typischerweise mit etwa 4% Reflexion pro Oberfläche bei unbeschichteten Glasflächen im sichtbaren Bereich. Da meist zwei oder mehr Grenzflächen beteiligt sind, summieren sich die Verluste über den Lichtweg. Die Reflexion hängt stark vom Einfallswinkel ab; bei zunehmendem Winkel steigen die Verluste tendenziell, und bei bestimmten Winkeln kann sich die Reflexion polarisationsabhängig verhalten (z. B. Brewster-Winkel für p-polarisiertes Licht).

Maßnahmen gegen FresnelVerluste umfassen Antireflexbeschichtungen (ARC) mit mehrschichtiger Dielektrik, strukturierte Oberflächen wie Moth-Eye-Texturen, sowie Index-Matchings oder optische Kleber. Diese Methoden senken die reflektierten Anteile oft auf unter 1% pro Oberfläche über weite Spektralbereiche. In der Praxis sind sie entscheidend für die Effizienz von Photovoltaik-Modulen, Displays, LED-Verpackungen und optischen Kommunikationssystemen, wo geringere Grenzflächenverluste direkte Leistungs- und Signalverbesserungen bedeuten.