lichtgeleider

Een lichtgeleider is een structuur die licht met weinig verlies langs een gewenste route kan leiden. In de optica verwijst de term meestal naar een kern met een hogere brekingsindex dan de omliggende mantel, waardoor het licht in de kern blijft en langs de geleider kan worden voortgeleid door totale interne reflectie. Voorbeelden zijn glasvezels en kunststofvezels, maar ook planare golfgeleiders of geïntegreerde lichtgeleiders op fotonische chips komen voor.

De belangrijkste typen zijn glasvezels en planare golfgeleiders. Glasvezels bestaan doorgaans uit een kern en mantel met verschillende brekingsindices, zodat licht bij het grensvlak wordt teruggekaatst en verder kan reizen. Ze bestaan in single-mode en multimode varianten, afhankelijk van de ondersteunde lichtgolven. Planare golfgeleiders zijn dunne lagen op een substraat en worden veel gebruikt in geïntegreerde fotonische systemen op chips.

Materialen en fabricage: veelgebruikte materialen zijn glas (silica) en kunststof zoals PMMA of polycarbonaat. Vezels worden vaak getrokken uit voorverwerkte voorraden, terwijl planare golfgeleiders ontstaan door depositie, lithografie en etsen van lagen op substraten. De buitenlagen worden doorgaans beschermd met coating om mechanische en omgevingsschade te verminderen. De koppeling tussen geleider en lichtbron is cruciaal voor efficiëntie en vereist nauwkeurige afstemming van de mode en het verloop van het signaal.

Toepassingen en uitdagingen: lichtgeleiders worden toegepast in telecommunicatie en datacommunicatie, medische beeldvorming, sensoren, industriële inspectie en geïntegreerde fotonica. Belangrijke nadelen zijn verlies door absorptie en scattering, dispersie die de pulsen vervormen, en uitdagingen bij koppeling en fabricage. Doordachte materialenkeuze en ontwerp verbeteren de prestaties en betrouwbaarheid van lichtgeleiders.