Wat is een golfgeleider?

Een golfgeleider is een object dat de stroom van elk type golf stuurt. Enkele van de meest basistypen omvatten draden of holle pijpen die geluidsgolven kunnen begeleiden. Vaak worden golfgeleiders gebruikt om elektromagnetische golven tussen locaties over te brengen, meestal met behulp van een holle buis gemaakt van elektrisch geleidend metaal. Golfgeleiders worden vaak gebruikt om stroom of communicatiesignalen over te dragen. Elk type golf vereist een ander type gids.

Het type golf dat wordt geleid bepaalt de geometrie van de golfgeleider. De breedte van de gids moet in de meeste gevallen in dezelfde volgorde van grootte zijn als de lengte van de golven die het zal leiden. Dit betekent dat een optische vezel die hoogfrequente lichtgolven leidt niet effectief zal zijn bij het begeleiden van laagfrequente geluidsgolven. Andere factoren, zoals hoeveel verlies van signaal of vermogen acceptabel is, helpen ook de beste golfgeleider te bepalen voor een specifieke taak.

Elektromagnetische golven in de ruimte stralen normaal gesproken uit in alle richtingen van hun punt van oorsprong. Deze cauSES de straling om het vermogen te verliezen in verhouding tot het kwadraat van zijn afstand van dat punt van oorsprong. Een golfgeleider laat de straling zich onder de ideale omstandigheden in slechts één dimensie voortplanten, waardoor het geen macht verliest als het zich voortplant.

WaveGuides werken door de golf van de wanden van de gids te reflecteren. In het ideale geval zullen de golven zich voortplanten in een zigzagpatroon binnen de golfgeleider. Dit betekent dat een golfgeleider vaak het beste werkt wanneer deze een cirkelvormige of vierkante dwarsdoorsnede heeft.

Er zijn veel verschillende soorten golfgeleiders, van optische vezels die de overdracht van gegevens mogelijk maken via lichtgolven naar de geluidsfrequentie en variërende (sofar) kanaal, een laag water in de oceaan die fungeert als een natuurlijke golfgeleider voor walvislied. Radarsystemen gebruiken golfgeleiders om radiogolven naar een antenne te sturen, zodat ze met de juiste impedantie kunnen worden verzonden. Wetenschappelijke instrumenten gebruiken ook golfGidsen om de akoestische en optische eigenschappen van verschillende objecten te meten.

WaveGuides worden al eeuwen gebruikt, lang voordat iemand begreep hoe ze werkten. De eerste golfgeleider ontworpen voor geluidsgolven werd voorgesteld door J.J. Thomson, een Britse natuurkundige, in 1893, en getest door een andere natuurkundige, O.J. Lodge, het volgende jaar. Het werk ging door in de late 19e en vroege 20e eeuw, waarbij wetenschappers het gebruik van optische vezels bestudeerden als golfgeleiders voor zichtbaar licht in de jaren 1920.