Ljusledande

Ljusledande beskriver egenskapen hos ett material eller en konstruktion att leda ljus längs en bestämd väg. Ljusledande medier används ofta i optiska vågledare, såsom fiberoptiska fibrer, där ljuset leds genom en kärna med högre refraktionsindex än manteln.

Principen bygger på total intern reflektion: när ljuset träffar kärnans gräns mot manteln reflekteras det tillbaka i kärnan och leds vidare. Denna mekanism kräver tillräcklig skillnad i refraktionsindex samt lämplig geometri, så att ljuset kan föras längs vågledaren utan att tunnelera ut i manteln.

Material och strukturer: Glasfibrer (silika) och plastfiber är vanliga ljusledande medier, ofta med en skyddande mantel. Mer avancerade ljusledare finns som plana vågledare i silikonbaserad fotonik och i mikrokretsar för integrerad fotonik. Ljusledande konstruktioner kan vara tunna filmer eller fiberformade.

Användningar: Lågförlustig telekommunikation via fiberoptiska kablar; sensorer och medicinsk utrustning som endoskop; bakgrundsbelysning i skärmar och projektorer; samt ljusförsörjning i byggnadsteknik.

Begränsningar och utmaningar: förluster genom materialabsorption och spridning; dispersionsfenomen som breddar pulser i kommunikation; och böjningsförluster vid kurvor. Kvalitet på kärna och mantel samt driftvåglängder är viktiga för prestanda.