Streuverlusten

Streuverluste sind der Anteil der Energie, des Signals oder des Materials, der durch Streuung aus dem vorgesehenen Pfad entfernt wird. Sie führen zu einer Verringerung der Übertragungseffizienz, der Messgenauigkeit oder des Ernteertrags bei entsprechenden Anwendungen. In der Fachliteratur wird auch der Ausdruck Streuverluste verwendet; beide Bezeichnungen beziehen sich auf dasselbe Phänomen.

Streuverluste unterscheiden sich von Absorption dadurch, dass gestreutes Licht oft weitergeleitet oder wieder gesammelt werden kann, während absorbiertes Licht in Wärme umgewandelt wird. Häufig treten beide Effekte zusammen auf, was zur Gesamtextinktion eines Mediums beiträgt.

Zu den relevanten Anwendungsfeldern zählen Optik und Photonik (Faseroptik, Laserbauteile, Oberflächenrauheit), die Atmosphären- und Astronomie (Extinktion durch Moleküle und Aerosole), sowie die Materialcharakterisierung (Licht- oder Röntgenstreuung in Proben) und die Solarenergie (Streuung von Sonnenlicht in Modulen und Bedachungen).

Mechanismen der Streuung umfassen Rayleigh-Streuung bei Partikeln deutlich kleiner als die Wellenlänge, Mie-Streuung bei vergleichbarer Größe, sowie Streuung an Oberflächen. Die Intensität der Streuverluste hängt von Wellenlänge, Partikelgröße, Konzentration und Geometrie ab.

Die Bestimmung erfolgt durch Messungen der Transmission, der Extinktionskoeffizienten, oder durch OTDR-/Spektralmethoden und Integrationskugeln.

Zur Reduktion von Streuverlusten tragen glatte Oberflächen, hochwertiges Material, Anti-Reflex-Beschichtungen, Indexanpassung und eine geeignete Wahl der Betriebswellenlänge bei. Integrierte Designs zielen darauf ab, gestreutes Licht zu minimieren oder zu nutzen, statt es zu verlieren.