Hva er en bølgeleder?

En bølgeleder er et objekt som leder strømmen av alle typer bølge.Noen av de mest grunnleggende typene inkluderer ledninger eller hule rør som kan lede lydbølger.Ofte brukes bølgeledere til å overføre elektromagnetiske bølger mellom steder, typisk ved bruk av et hult rør laget av elektrisk ledende metall.Bølgeledere brukes ofte til å overføre strøm- eller kommunikasjonssignaler.Hver type bølge krever en annen type guide.

Den typen bølge som blir guidet dikterer bølgelederens geometri.Guidesbredden må i de fleste tilfeller være i samme størrelsesorden som lengden på bølgene den vil lede.Dette betyr at en optisk fiber som guider høyfrekvente lysbølger ikke vil være effektive for å lede lavfrekvente lydbølger.Andre faktorer, som hvor mye tap av signal eller kraft er akseptabelt, er også med på å bestemme den beste bølgelederen for en spesifikk oppgave.

Elektromagnetiske bølger i rommet stråler normalt ut i alle retninger fra opprinnelsesstedet.Dette fører til at strålingen mister strømmen i forhold til kvadratet av avstanden fra det opprinnelsesstedet.En bølgeleder lar strålingen forplante seg i bare en dimensjon under ideelle omstendigheter, og forhindrer at den mister kraften når den forplanter seg.

bølgeledere fungerer ved å reflektere bølgen av veggene i guiden.Ideelt sett vil bølgene forplante seg i et sikksakkmønster i bølgelederen.Dette betyr at en bølgeleder ofte fungerer best når den har et sirkulært eller firkantet tverrsnitt.

Det er mange forskjellige typer bølgeledere, fra optiske fibre som tillater overføring av data via lysbølger til lydfrekvensen og varierende (Sofar) Kanal, et lag med vann i havet som fungerer som en naturlig bølgeleder for hvalsang.Radarsystemer bruker bølgeledere for å lede radiobølger til en antenne slik at de kan overføres ved riktig impedans.Vitenskapelige instrumenter bruker også bølgeledere for å måle de akustiske og optiske egenskapene til forskjellige objekter.

Bølgeledere har blitt brukt i århundrer, lenge før noen forsto hvordan de fungerte.Den første bølgelederen designet for lydbølger ble foreslått av J.J.Thomson, en britisk fysiker, i 1893, og testet av en annen fysiker, O.J.Lodge, neste år.Arbeidet fortsatte gjennom slutten av 1800- og begynnelsen av 1900 -tallet, med forskere som studerer bruk av optiske fibre som bølgeledere for synlig lys på 1920 -tallet.