wellenführung

Die Wellenführung bezeichnet die gerichtete Ausbreitung von Wellen in Strukturen, die die Ausbreitungsrichtung begrenzen oder kontrollieren. Sie tritt bei elektromagnetischen Wellen ebenso auf wie bei Schall- oder mechanischen Wellen. Ziel ist es, Verluste zu minimieren und Signale über größere Strecken zu leiten oder durch Bauteile zu führen.

Prinzipien: In optischen Wellenführern erfolgt die Führung häufig durch Totalreflexion an Grenzflächen zweier Medien mit unterschiedlichem Brechungsindex. In einem Kern mit höherem Index als dem Mantel bleibt Licht durch fortwährende Reflexion im Kern gebunden. Ähnliche Konzepte gelten für Mikrowellen- und Terahertz-Wellenleiter, wo Dielektrika oder Metallstrukturen als Leiter wirken.

Typen: Optische Wellenleiter wie Faser- und Planarwellenleiter; metallische oder dielektrische Wellenleiter für Mikrowellen; plasmonische oder leitende Strukturen, die speziell auf bestimmte Frequenzen ausgelegt sind.

Eigenschaften: Wellenführer unterstützen charakteristische Moden, weisen Dispersionen auf und besitzen Verlustmechanismen durch Absorption, Streuung oder Grenzflächenrauheit. Die Gruppen- und Phasengeschwindigkeit sowie die Grenzfrequenzen bestimmen das Verhalten der geführten Welle.

Anwendungen: Telekommunikation (Glasfasernetze), Sensorik, Radartechnik, Ultraschall- und Akustikwellenführung in Materialien sowie zerstörungsfreie Prüfverfahren.

Siehe auch: Wellenbreite, Dispersion, Moden, Grenzbedingungen.