Tapered Fiber

Eine Tapered Fiber ist eine Glasfaser mit einem extrem kleinen Durchmesser. Zu ihrer Herstellung nimmt man eine normale Glasfaser und erhitzt sie lokal, etwa mit einem Brenner oder mit einem Kohlendioxidlaser. Dabei wird die Faser an ihren Enden auseinandergezogen, so dass sie dünner und länger wird. Hat die ursprüngliche Faser noch einen Durchmesser von typischerweise 125 μm, liegt der Durchmesser der gezogenen Faser nur noch im Bereich von 0,5 bis 5 μm. Typische gezogene Fasern gehen dabei herstellungsbedingt über einen Übergangsbereich in die normale Faser über. Diese ermöglicht die einfache Einkopplung von Laserlicht in solche Fasern.

Bei einer gezogenen Faser gilt es die einzelnen Bereiche der Faser zu unterscheiden. Eine normale Faser besteht aus einem Kern mit hohem Brechungsindex, der von einem Mantel mit geringerem Brechungsindex umgeben ist. Der Kern mit einem Durchmesser von typischerweise 8 μm führt dabei das Licht in seinem Inneren als Lichtwellenleiter. In der gezogenen Faser ist hingegen der Durchmesser wesentlich kleiner als die Wellenlänge des Lichts. Deshalb wird das Licht nicht im Kern, sondern im Mantel geleitet.

Solche Fasern sind in der letzten Zeit vermehrt Gegenstand der Forschung geworden, da sie die Erzeugung von Weißlicht (Superkontinuum) ermöglichen. Koppelt man nämlich einen Lichtimpuls geringer Dauer, etwa aus einem Femtosekundenlaser, in eine solche Faser ein, findet man eine hohe Leistung auf einer kleinen Fläche. Durch die dadurch entstehenden hohen Intensitäten können nichtlineare Prozesse angeregt werden, die zu einer Verbreiterung des Spektrums führen. Dieses Weißlicht kann für Frequenzkammgeneratoren, die optische Kohärenztomographie, Lidar und die Multiphotonenmikroskopie eingesetzt werden.

Literatur

  • Paulo Ribeiro, Maria Raposo (Hrsg.): Photoptics 2015. Revised Selected Papers. Springer International Publishing, New York 2016, ISBN 978-3-319-30137-2.
  • Rainer Tutsch, Young-June Cho, Wei-Chih Wang, Hyungsuck Cho (Hrsg.): Progress in Optomechatronic Technologies. Springer International Publishing, New York 2014, ISBN 978-3-319-05710-1.
  • Luc Thevenaz: Advanced Fiber Optics. Taylor & Francis Group, Lousanne 2011, ISBN 978-1-4398-3517-3.
  • Rolf Haug (Hrsg.): Advances in Solid State Physics. Band 48, Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-85858-4.

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