EEE- und HHH-Felder durch Glasfaser erzeugt?

Wenn wir einen Moment darüber nachdenken und wissen, dass Licht ein E- und ein H- Feld ist , dann stimmt Ihr Bauchgefühl – es muss eines geben. Wenn Sie jedoch auf das Ende einer optischen Faser mit Licht schauen (unter angemessenen Sicherheitsvorkehrungen!), sehen Sie das Licht in der Faser, nicht um sie herum. Das Feld muss sich also innerhalb und nicht außerhalb der Faser befinden.

Um zu sehen, warum, wenden wir uns der Strahlenoptik zu. Stellen Sie sich eine gerade gestreckte Glasfaser vor. Ein Lichtstrahl, der bei parallelem Einfall in die Faser eintritt, geht einfach die Faser hinunter und tritt am anderen Ende aus. Tritt ein Strahl jedoch schräg ein, kann er durch die Wand der Faser austreten. Wenn der Winkel jedoch klein genug ist, prallt er aufgrund der Totalreflexion von der Innenwand der Faser ab.

Dies wird vielleicht am besten durch dieses Bild mit freundlicher Genehmigung von Wikipedia veranschaulicht.

Das Licht und damit die E- und H- Felder sind also in der Faser eingeschlossen.

Wenn Sie sich ein wenig mit Totalreflexion auskennen, werden Sie vielleicht feststellen, dass dies nicht ganz stimmt – es gibt evaneszente Felder auf der Außenseite der Faser. "Abklingend" bedeutet, dass sie sich nicht von der Faser weg ausbreiten, sondern nur exponentiell abfallen, also ist dies völlig anders als die Felder um einen Strom, der durch einen Leiter fließt.

Außerdem gilt diese Beschreibung nicht für eine Singlemode-Faser, die nicht mit Strahlenoptik analysiert werden kann – Sie müssen stattdessen Moden berücksichtigen. Trotzdem ist dies eine gute intuitive Betrachtungsweise.