Charakterisierung der optischen Dämpfung in passiven und aktiven polymeroptischen Fasern

Polymeroptische Fasern (POF) besitzen im Vergleich zu Glasfasern unter anderem Vorteile in ihren mechanischen Eigenschaften sowie Produktionskosten. Sie haben allerdings den Nachteil einer erhöhten optischen Dämpfung, welche aus Material und Geometrie der Faser resultiert. Die wichtigsten materialabhängigen Verlustkanäle sind Vibrationsübergange der C-X-Bindungen (X = H, O, etc.), Absorption durch Elektronenbindungen, Rayleigh-Streuung in der Faser und die Absorption des Dotanden. Zur Dämpfungsminimierung werden die genannten Mechanismen zunächst theoretisch betrachtet. Die Materialdämpfung wird hierbei als komplexer Teil des wellenlängenabhängigen Brechungsindex bestimmt. Durch numerische Simulation der Lichtausbreitung lässt sich wiederum der Einfluss der Fasergeometrie ermitteln. Zur Verifikation der theoretisch hergeleiteten Faserdämpfung werden auf dem Rückschneideverfahren basierende Transmissionsmessungen durchgeführt. Durch die Kombination der materialbedingten und geometrieabhängigen Dämpfung wird im Anschluss ein Modell entwickelt, welches ein optimiertes Faserdesign und die Auswahl potenzieller Dotanden für zukünftige POF-basierte Faserlasersysteme ermöglicht.