Lichtgeleidende

Lichtgeleidende materialen en structuren zijn bedoeld om licht te geleiden met minimale verliezen over een pad. Het bekendste voorbeeld is de optische vezel, maar ook dunne lagen en geïntegreerde golfgeleiders op chips functioneren als lichtgeleiders. De werking berust meestal op total internal reflection: wanneer de kern een hogere brekingsindex heeft dan de omgeving, blijft licht binnenin het geleidepad, zelfs langs bochten.

Materialen en typen: de kern heeft een hogere brekingsindex dan de omringende cladding. Vezels bestaan vaak uit glas (silica) of polymeren; geïntegreerde golfgeleiders op halfgeleiders gebruiken silicium of III-V-materialen. Er bestaan ook hybride en plasmonische geleiders voor specifieke toepassingen. De diameters en het mode-profiel bepalen of een geleider single-mode of multimode is.

Productie en vorm: glasvezels worden geproduceerd door smelten en trekken; polymere vezels door vergelijkbare processen. Geïntegreerde golfgeleiders worden vervaardigd met deposities, lithografie en etsen op substraat en vormen zo route- en schakelingen op chips.

Toepassingen: telecommunicatie (glasvezelnetwerken), medische beeldvorming en endoscopie, sensoren, verlichting en displays, lasers en fotonische geïntegreerde schakelingen.

Voordelen en uitdagingen: hoge bandbreedte en lage verliezen over lange afstanden, immuniteit voor elektrische ruis en flexibiliteit. Nadelen zijn fragiel karakter, gevoeligheid voor buigen en temperatuur, en vaak hogere productie- en installatiekosten.

Geschiedenis: in de jaren zestig toonden Kao en Hockham aan dat glasvezels geschikt konden zijn voor langeafstandscommunicatie, wat de ontwikkeling van de technologie stimuleerde.

Zie ook: optische vezel, golfgeleider, fotonica, geïntegreerde fotonica.