Lichtübertragung

Lichtübertragung bezeichnet die Übertragung von Licht durch ein Medium oder durch Vakuum. Sie beschreibt, wie viel Licht eine Fläche durchdringt oder wie Lichtsignale durch optische Systeme übertragen werden. Die Begriffe Transparenz, Absorption, Streuung und Reflexion spielen dabei eine zentrale Rolle.

Die Lichtausbreitung wird durch Eigenschaften des Mediums bestimmt: Absorption wandelt Lichtenergie in Wärme um; Streuung zerstreut Strahlung in andere Richtungen; Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Materialien führen zu Reflexion und Brechung. Die Intensität nimmt entlang des Wegs ab; nach dem Beer-Lambert-Gesetz gilt I = I0 e^{-αx}, wobei α der Absorptionskoeffizient ist. Die Wellenlänge des Lichts beeinflusst die Transparenz stark, weshalb Materialien bei verschiedenen Spektren unterschiedlich durchlässig sind.

In der Telekommunikation spielen Glasfasern eine zentrale Rolle: Licht wird als Signal durch dünn glasige oder Kunststofffasern geleitet, wobei Verluste und Dispersion minimiert werden. In der Architektur und im Gebäudedesign bestimmt die Lichtdurchlässigkeit von Fenstern und Oberflächen die effektive Nutzung von Tageslicht. In der Atmosphäre führt Lichtübertragung zu Dämpfung durch Moleküle, Wolken und Partikel sowie zur Streuung (Rayleigh, Mie), was die Reichweite optischer Übertragung beeinträchtigt.

Messgrößen der Lichtübertragung sind Transmittanz (T = P_transmitted / P_in), Transmissionseffizienz und Verluste, oft angegeben in Dezibel pro Kilometer (dB/km) bei Kommunikationsanwendungen. Die Bewertung hängt von Wellenlänge, Materialqualität und Oberflächengüte ab, weshalb Lichtübertragung ein zentrales Thema in Optik, Photonik, Telekommunikation und Umweltoptik bildet.