Welche konkrete Anwendungen hat Glasfaser?

Licht kann sich in einer Glasfaser nahezu ungehindert ausbreiten, es wird durch die Faser geführt.

Diese Eigenschaft als Lichtleiter wird in vielen technischen Anwendungen genutzt.

• Beleuchtung und Dekoration. In vielen Lampen und Beleuchtungsinstallationen werden Glasfasern heutzutage verwendet. Hier werden die Fasern zum Lichttransport, aber auch hauptsächlich zum Leuchten benutzt.

• Beleuchtung in Medizin und Messtechnik. Glasfasern werden zur Beleuchtung z. B. an Mikroskopen, Inspektionskameras oder Endoskopen eingesetzt.

• Datenübertragung in der modernen Telekommunikation.Glasfasern werden zur optischen Datenübertragung in Glasfasernetzen verwendet, denn sie sind sehr leistungsfähige Übertragungswege.

Glasfaser – die Zukunftstechnologie für das Internet

Echtes Highspeed-Internet kann mit Glasfaser realisiert werden, da die Daten nicht im traditionellen Kupferkabel über elektrische Impulse, sondern mit Hilfe von Lichtsignalen geleitet werden. So kommt es selbst bei sehr langen Strecken zu keinem Qualitätsverlust. Glasfaser erlauben somit Bitraten im Gbit/s-Bereich (1 GBit entspricht in etwa dem Inhalt von 800 Telefonbüchern) und sind in der informatisierten Medienwelt nicht mehr wegzudenken. Wie funtioniert aber nun genau die Datenübertragung per Glasfaser:

Aufbau der Faser

Die Glasfaser ist 125 µm (Micrometer) dünn (0,125 Millimeter), dies ist ungefähr so dünn wie ein Menschenhaar. Sie wird aus Quarzglas hergestellt und besteht aus einem Kern und einem Mantel. Zum Schutz gegen äußere Beeinflussungen wird die Faser zusätzlich mit einem Kunststoffmantel (coating) umgeben.

Wie breitet sich das Licht in der Faser aus?

Die Lichtstrahlen werden durch den inneren, extrem reinen, Glaskern hindurch kanalisiert. Lichtausbreitung in der Glasfaser beruht auf dem Prinzip der Totalreflexion, das heißt kein Licht gelangt nach außen. Der Übergang zwischen Mantel und Kern wirft hierbei die Lichtstrahlen ständig in den inneren Kern zurück, so dass kein Licht verloren geht.

Wie werden zwei Glasfasern miteinander verbunden?

Das Verbinden zweier Glasfasern muss sehr sorgfältig ausgeführt werden, damit das Lichtsignal nicht gestört wird. Eine solche Verbindung herzustellen, nennt man das Spleißen.

Zuerst benötigt man ein spezielles Trenngerät, um die Glasfaser auf die benötigte Trennlänge zu kürzen, da die Bruchstelle eben und rechtwinkelig sein muss. Will man 2 Glasfasern fest und stabil miteinander verbinden, so muss man ein spezielles Gerät benutzen mit dem Glasfasern zuerst präzise zueinander positioniert werden und dann mit Hilfe eines Lichtbogens verschweißt werden.

Autor: Patrick Delhalt (MNHN)

Dieser Artikel erschien im Science News 03/2013.