Dieses Buch dient der Einfuhrung in die nunmehr im wesentlichen abgeschlossene Theorie der Lichtfiihrung in dielektrischen Wellenlei tern. Zum physikalischen Verstiindnis wird in Kurze die klassische Me thode der Analyse von vorgegebenen nicht-optimalen Brechzahlprofilen vorgefuhrt und in die sehr umfangreiche Literatur eingefiihrt. Die Feld verteilungen sind im Falle der sogenannten Stufenindexfaser mit Hilfe von Zylinderfunktionen darstellbar. In optimalen Fasern sind die Impulsverzerrungen uber der Frequenz einzuebnen. Es ergeben sich dann als Losungen optimale Profile fUr die Brechzahl. Die Feldverteilungen werden ebenfalls gefunden und darge stellt, als Ergebnis von numerischen Rechnungen, ohne naherungsweise Benutzung von Standard-Funktionen, die unwichtig geworden sind. Auf diesen Umstand sei besonders verwiesen. Auf die numerische Behand lung der Optimierungsaufgabe mit Hilfe von Standard-Algorithmen wird groBer Wert gelegt. Das Buch entstand aus Vorlesungen fur Studenten nach dem Vor diplom, an die es sich auch wendet: An Elektrotechniker und Physiker sowie Informatiker und Mathematiker mit Interesse an der Technik. Miinchen, Marz 1989 Die Verfasser Widmung: Fur unsere beiden Frauen Antje und Moni Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 7 2 Filmwellenleiter 11 2.1 Strahlenoptische Niiherung .......... . 13 2.2 Wellenoptik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.1 Filmwellenleiter mit Stufenindex-Profil 21 2.2.1.1 Wellengleichung und Randwertproblem. 21 2.2.1.2 Moden............ 28 2.2.1.3 Cut-off-Bedingung ..... 38 2.2.1.4 EnergiefluB im Wellenleiter 40 2.2.2 Filmwellenleiter mit Gradientenprofil 42 2.3 Streifenwellenleiter . . . . . . . . . . . . . .

Autorentext

Prof. Dr. Manfred Börner;
Dr.-Ing. Gert Trommer, Technische Universität München

Inhalt
1 Einleitung.- 2 Filmwellenleiter.- 2.1 Strahlenoptische Näherung.- 2.2 Wellenoptik.- 2.2.1 Filmwellenleiter mit Stufenindex-Profil.- 2.2.1.1 Wellengleichung und Randwertproblem.- 2.2.1.2 Moden.- 2.2.1.3 Cut-off-Bedingung.- 2.2.1.4 Energiefluß im Wellenleiter.- 2.2.2 Filmwellenleiter mit Gradientenprofil.- 2.3 Streifenwellenleiter.- 3 Glasfasern.- 3.1 Strahlenoptische Näherung.- 3.2 Wellenoptik.- 3.2.1 Die vektorielle Wellengleichung.- 3.2.2 Randwertproblem und Eigenwertgleichung.- 3.2.3 Numerische Behandlung von Brechzahlsprüngen.- 3.2.4 Transformierte Wellengleichung für Multimode-Analyse.- 3.2.5 Zusammenfassung der Berechnungsverfahren.- 3.2.6 Moden.- 3.2.6.1 Feldverläufe.- 3.2.6.2 Zusammengesetzte Pseudomoden.- 3.2.6.3 Phasenkurven.- 3.2.6.4 Leistungsverteilung im Faserquerschnitt.- 4 Impulsverzerrungen in Glasfasern.- 4.1 Pulsverbreiterung in Multimode-Faser.- 4.1.1 Stufenindex-Multimode-Fasern.- 4.1.2 Gradienten-Multimode-Fasern.- 4.2 Pulsverbreiterung in Monomode-Fasern.- 4.2.1 Zusammensetzung der chromatischen Gesamtdispersion.- 4.2.2 Ursachen der Materialdispersion.- 4.2.3 Einfluß der Wellenleiterdispersion.- 4.2.4 Kompensierte Fasern.- 5 Dämpfungsmechanismen in der Glasfaser.- 6 Entwurf optimierter Fasern.- 6.1 Profil-Analyse.- 6.2 Profil-Synthese.- 6.2.1 Berücksichtigung des Dispersionsverlaufs.- 6.2.2 Berücksichtigung zusätzlicher optischer Eigenschaften.- 6.2.3 Anwendung des Synthese-Verfahrens.