ljusledning

En ljusledning är en struktur som styr ljus längs en bestämd bana. Den vanligaste typen är en optisk fiber, som består av en kärna av transparant material med högre refraktivitet än manteln runt den. Ljuset hålls inom kärnan genom totalreflektion vid kär–mantelfassningen när ljuset vistas inom en viss vinkel.

Kärnan och manteln tillverkas oftast av glas eller plast. Kärnan har högre refraktivitet än manteln så att ljuset reflekteras vid kärmantelfassningen. Typiska dimensioner är att enkelmodig fiber har kärna cirka 8–10 μm i diameter medan manteln ger en total diameter omkring 125 μm; multimodig fiber har större kärna, oftast 50–62,5 μm. Ytterligare skyddslager ger en total diameter på några hundra mikrometer. Materialval och dopning påverkar dispersions- och förlustegenskaper.

Typer inkluderar enkelmodig (single-mode) fiber och multimodig fiber; stegindex och gradiendindex (GRIN). Plastfibrer (POF) används för billiga, kortdistansnätverk. En viktig parameter är den numeriska aperturen (NA), som beskriver hur stor vinkel av inkommande ljus som kan ledas.

Användningar omfattar telekommunikation och bredbandsnätverk, byggnadsnäts- och lokalnätsapplikationer, medicinsk bildning och kirurgi (endoskopi), samt sensorer och belysning. Fördelar inkluderar hög bandbredd och låga signalförluster över långa avstånd, samt immunitet mot elektromagnetisk störning; nackdelar inkluderar känslighet för böjningar och krav på skyddslager och installationsteknik.

Historien: idén om ljusledning utvecklades under 1960-talet av Kao och Hockham, och fiberoptik har därefter blivit grundläggande för moderna kommunikationer.