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Erstmals werden die beiden großen Einsatzfelder der Lichtwellenleiter in einem Buch vereint dargestellt, womit dem wichtiger werdenden Anwendungsgebiet der Lichtwellenleiter in der Sensortechnik angemessen Rechnung getragen wird. Dieses Buch beschreibt die Grundlagen der Wellenleiteroptik und diskutiert den Einsatz der Lichtwellenleiter sowohl in der Sensorik wie in der optischen Übertragungstechnik. Diese beiden großen Einsatzfelder der Lichtwellenleiter werden hier erstmals in einem Buch vereint dargestellt, womit gerade dem wichtiger werdenden Anwendungsgebiet der Lichtwellenleiter in der Sensortechnik einmal angemessen Rechnung getragen wird. Das Buch erarbeitet das wesentliche physikalische und nachrichtentechnische Fachwissen, verzichtet aber auf allzu aufwendige mathematische Herleitungen. Es eignet sich daher gleichermaßen als vorlesungsbegleitendes Lehr- und Nachschlagewerk wie auch als Einführungstext für alle, die sich das Gebiet selbständig erarbeiten wollen.

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1 Optische Wellen.- 1.1 Einige Grundbegriffe der Wellenlehre.- 1.1.1 Ebene harmonische Wellen.- 1.1.2 Phase einer Welle; Phasenänderung längs einer Wegstrecke und innerhalb einer Zeitspanne.- 1.1.3 Phasengeschwindigkeit und Ausbreitungskonstante.- 1.1.4 Wellenlänge.- 1.1.5 Wellengruppen und Gruppengeschwindigkeit.- 1.2 Elektromagnetische Wellen.- 1.2.1 Mathematische Beschreibung.- 1.2.2 Transversale und longitudinale Feldanteile; Wellenbezeichnungen.- 1.2.3 Polarisation.- 1.2.4 Intensität und Leistung.- 1.2.5 Komplexe Notation.- 1.2.6 Freie Wellenausbreitung in Vakuum.- 1.3 Licht als elektromagnetische Welle.- 1.3.1 Frequenzmäßige Einordnung.- 1.3.2 Phasengeschwindigkeit in Materie, Brechungsindex.- 1.3.3 Gruppengeschwindigkeit in Materie, Gruppenbrechungsindex.- 1.3.4 Kohärenz realer optischer Wellen.- 1.3.5 Strahlenmodell der Lichtausbreitung.- 2 Lichtwellenleiter.- 2.1 Dielektrische Wellenleiter.- 2.2 Lichtwellenleiter in Faserform.- 2.2.1 Einteilung nach dem Brechzahlprofil.- 2.2.2 Einteilung nach der übertragbaren Modenvielfalt.- 2.3 Integriert-optische Lichtwellenleiter.- 2.3.1 Streifenleiter mit aufgesetzten oder versenkten Streifen.- 2.3.2 Streifenleiter mit Höhenprofilierung eines Kernfilms (Rippenleiter).- 2.3.3 Funktionstypen und Substratmaterialien.- 3 Geometrisch-optische Lichtwege in LWL.- 3.1 Strahlenoptische Lichtwege im Stufenindex-LWL.- 3.1.1 Reelle Totalreflexion an einer Trennfläche.- 3.1.2 Prinzip der Lichtführung im Filmwellenleiter mit Stufenprofil.- 3.1.3 Lichtausbreitung in gebogenen LWL.- 3.2 Prinzip der Lichtfuhrung in Gradientenindex-LWL mit parabolischem Brechzahlprofil.- 3.2.1 Virtuelle Totalreflexion.- 3.2.2 Lichtwege in Filmwellenleitern mit Parabelprofil.- 3.3 Übertragung auf rotationssymmetrische Faser-LWL.- 3.3.1 Meridionalstrahlen, schiefe Strahlen, Helixstrahlen.- 3.3.2 Akzeptanzwinkel, Akzeptanzkegel, numerische Apertur.- 4 Berücksichtigung der Wellennatur des Lichtes.- 4.1 Stufenprofil-Filmwellenleiter.- 4.1.1 Stehwellen.- 4.1.2 Interferenz bei mehrfacher Totalreflexion: charakteristische Gleichung.- 4.1.3 Moden.- 4.1.4 Evaneszente Felder und Intensitäten.- 4.1.5 Modenverhalten bei Biegung des LWL.- 4.2 Gradientenindex-Filmwellenleiter mit Parabelprofil.- 4.3 Übertragung auf rotationssymmetrische Faser-LWL und auf integriert-optische LWL.- 5 Exakte Berechnung der Lichtausbreitung.- 5.1 Faser-LWL mit Stufenprofil.- 5.1.1 Entwicklung einer Wellendifferentialgleichung aus den Maxwell´sehen Gleichungen.- 5.1.2 Geführte Moden als Lösung der "reduzierten" Differentialgleichung.- 5.1.3 Lösungsversuch: LP-Moden (Moden mit einheitlich in derselben Richtung linear polarisierten Feldern).- 5.1.4 LP-Modenbilder in Stufenprofilfasern.- 5.1.5 Strahlungsmoden und Leckmoden.- 5.1.6 Kern-Mantel-Leistungsaufteilung, Moden-cutoff.- 5.1.7 Übergang zur Einmodigkeit, Gauß´sche Näherung für LP01.- 5.1.8 Modenberechnung bei Verzicht auf einheitliche lineare Polarisation.- 5.2 Modenfelder in Gradientenprofilfasern.- 5.3 Modenfelder in integriert-optischen Lichtwellenleitern.- 6 Einige Grundlagen der optischen Nachrichtenübertragung.- 6.1 Anaolge und digitale Signale.- 6.2 Nachrichtenübertragung in Trägerfrequenztechnik.- 6.2.1 Analoge Übertragung.- 6.2.2 Binäre digitale Übertragung.- 6.2.3 Optische Wellen als Nachrichtenträger.- 6.2.4 Übertragungsgeschwindigkeit.- 6.3 Der Einfluß des Rauschens.- 6.3.1 Signal-Rausch-Verhältnis.- 6.3.2 Abnahme des Signal-Rausch-Verhältnisses durch Laufzeitunterschiede.- 6.3.3 Ursachen der Laufzeitunterschiede: Dispersion.- 6.4 Systemkenngrößen für die Übertragung von leistungsmoduliertem Licht.- 7 Verluste in Lichtweilenleitern.- 7.1 Quantitative Erfassung der Dämpfung.- 7.2 Dämpfung in Glasfaser-LWL.- 7.2.1 Intrinsische Verluste: IR-Absorption, Rayleighstreuung.- 7.2.2 Extrinsische Verluste: Absorption durch Verunreinigungen, Makrobiegung der Faser.- 7.2.3 Modenabhängigkeit der Dämpfung.- 7.2.4 Intrinsische Dämpfung in LWL aus Sulfidglas o

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