DE102014001846B3 - Device for the absolute and spatially resolved measurement of the thermally relevant absorption of a light beam in an optical fiber - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur absoluten und ortsaufgelösten Messung der thermisch relevanten Absorption eines Lichtstrahls (80) in einer optischen Faser (90), umfassend eine erste Lichtquelle (12) zur Erzeugung des in die optische Faser (90) einzuspeisenden Lichtstrahls (80), ein für einen Messlichtstrahl (70) transparentes und einen temperaturabhängigen Brechungsindex aufweisendes, die optische Faser (90) in deren Radialrichtung über deren gesamten Umfang umschließendes Medium (20), eine zweite Lichtquelle (14) zur Erzeugung des Messlichtstrahls (70) und dessen Einspeisung in das Medium (20) in der Weise, dass der Messlichtstrahl (70) kreuzungsfrei mit der optischen Faser (90) verläuft, und eine Detektoranordnung (30) zur Messung des Winkels, um den der aus dem Medium (20) austretende Messlichtstrahl (72) von dem in das Medium (20) eingespeisten Messlichtstrahl (70) abweicht.The invention relates to a device (10) for the absolute and spatially resolved measurement of the thermally relevant absorption of a light beam (80) in an optical fiber (90), comprising a first light source (12) for generating the light beam to be fed into the optical fiber (90). 80), a transparent to a measuring light beam (70) and a temperature-dependent refractive index, the optical fiber (90) in the radial direction over its entire circumference enclosing medium (20), a second light source (14) for generating the measuring light beam (70) and its feeding into the medium (20) in such a way that the measuring light beam (70) passes without intersection with the optical fiber (90), and a detector arrangement (30) for measuring the angle by which the measuring light beam emerging from the medium (20) (72) deviates from the measuring light beam (70) fed into the medium (20).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur absoluten und ortsaufgelösten Messung der thermisch relevanten Absorption eines Lichtstrahls in einer optischen Faser.The present invention relates to a device for the absolute and spatially resolved measurement of the thermally relevant absorption of a light beam in an optical fiber.
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Bestimmung der Absorption bekannt. Beispielsweise beschreibt
Bei der Herstellung optischer Fasern werden innerhalb der Prozesskette vom Rohmaterial zur optischen Faser und weiter zum Funktionselement verschiedene thermische und photonische Schritte verwendet. Diese Schritte können zu einer Zunahme der Verluste in der Faser führen, was auch als Dämpfung bezeichnet wird. Mithilfe von Spektralphotometern können diese Verluste charakterisiert werden. Ungelöst ist bisher jedoch für optische Fasern die Aufteilung der Verluste in die einzelnen Bestandteile, wie sie z. B. Streuung und Absorption darstellen. Diese Unterteilung ist jedoch sehr wichtig, da die Prozessoptimierung bezüglich der unterschiedlichen Verlustarten durchaus sehr unterschiedlich sein kann.In the manufacture of optical fibers, various thermal and photonic steps are used within the process chain from the raw material to the optical fiber and further to the functional element. These steps can lead to an increase in losses in the fiber, which is also called attenuation. Using spectrophotometers, these losses can be characterized. Unresolved so far, however, for optical fibers, the distribution of losses in the individual components, as z. B. scattering and absorption. However, this subdivision is very important, since the process optimization with respect to the different types of loss can be very different.
Weiterhin besteht das Interesse, die Effekte entlang der Prozesskette quantitativ zu charakterisieren, da dies üblicherweise nur an der fertigen Faser (und nicht schon im Verlauf der Herstellung) erfolgt.Furthermore, there is the interest to quantitatively characterize the effects along the process chain, as this is usually done only on the finished fiber (and not already in the course of production).
Darüber hinaus ist es auch nicht möglich, eine ortsaufgelöste Charakterisierung im Millimeter- bis Submillimeterbereich vorzunehmen, da hierzu die typischen Empfindlichkeiten von Spektralphotometern nicht ausreichen. Eine solche Charakterisierungsmöglichkeit ist jedoch beispielsweise für die Untersuchung von Spleiß-Stellen oder photonisch modifizierten Faserbereichen, wie sie z. B. Faser-Bragg-Gitter darstellen, von großem Interesse.In addition, it is not possible to perform a spatially resolved characterization in the millimeter to submillimeter range, since this is the typical sensitivities of spectrophotometers are not sufficient. However, such a characterization option is, for example, for the study of splice sites or photonically modified fiber regions, as z. As fiber Bragg grating represent, of great interest.
Eine weitere interessante Fragestellung für eine direkte Absorptionsmessung besteht z. B. in der Charakterisierung von nicht-linearen Absorptionen in den optischen Fasern, welche durch kommerzielle Spektrometer bzw. Spektralanalysatoren grundsätzlich nicht gelöst werden kann.Another interesting question for a direct absorption measurement is z. As in the characterization of non-linear absorptions in the optical fibers, which can not be solved by commercial spectrometers or spectral analyzers in principle.
Es ist derzeit keine Möglichkeit bekannt, den ausschließlich absorptiven Verlustanteil einer optischen Faser – oder eines dünnen optischen Stabes, der für die Zwecke dieser Beschreibung ebenfalls als optische Faser angesehen werden kann – absolut und ortsaufgelöst zu bestimmen. Ausnahmen hiervon sind hohe Absorptionen durch Defekte bzw. Verunreinigungen, die sich über ihre deutlichen Absorptionsbanden mit Spektralphotometern detektieren lassen. Eine ortsaufgelöste Charakterisierung im Millimeter- und Submillimeterbereich, wie sie beispielsweise zum Test der Homogenität der Faser erforderlich ist, ist jedoch selbst für diese Fälle aufgrund der begrenzten Empfindlichkeit der Spektrometer nicht möglich.There is currently no known possibility of determining the exclusively absorptive loss fraction of an optical fiber or a thin optical rod, which for the purposes of this description can also be considered as an optical fiber, to be absolute and spatially resolved. Exceptions to this are high absorptions due to defects or impurities, which can be detected by their distinct absorption bands with spectrophotometers. A spatially resolved characterization in the millimeter and submillimeter range, as required for example to test the homogeneity of the fiber, but even for these cases is not possible due to the limited sensitivity of the spectrometer.
Die Spektralphotometrie als Standardcharakterisierung optischer Fasern erreicht für sehr geringe Verluste nur über die Vermessung langer Fasern eine ausreichende Genauigkeit. Sie eignet sich deshalb nicht für ortsaufgelöste Untersuchungen im Millimeter- bis Submillimeterbereich. Außerdem kann im Allgemeinen nur der Gesamtverlust bestimmt werden, ohne dass eine genauere Spezifizierung in Einzelbestandteile wie Absorption oder Streuung möglich wäre. Hinzu kommt, dass eine Charakterisierung hinsichtlich nicht-linearer Absorptionen generell durch klassische Spektralphotometer nicht möglich ist, da hierfür das verwendete Ausgangslicht eine viel zu geringe Intensität aufweist.Spectral photometry as standard characterization of optical fibers achieves sufficient accuracy for very small losses only by measuring long fibers. It is therefore not suitable for spatially resolved investigations in the millimeter to submillimeter range. In addition, generally only the total loss can be determined without any more precise specification of individual components such as absorption or scattering. In addition, a characterization with respect to non-linear absorptions is generally not possible by means of classical spectrophotometers, since the starting light used for this purpose has a much too low intensity.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung für die Messung der thermisch relevanten Absorption eines Lichtstrahls in einer optischen Faser – wozu auch dünne optische Stäbe gehören – vorzuschlagen, mit der die Absorption in der Faser mit hoher Sensitivität absolut und ortsaufgelöst ermittelt werden kann.The present invention has for its object to provide a new device for measuring the thermally relevant absorption of a light beam in an optical fiber - including thin optical rods include - with the absorption in the fiber with high sensitivity can be determined absolute and spatially resolved ,
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved with a device according to claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine erste Lichtquelle zur Erzeugung eines in die optische Faser einzuspeisenden Lichtstrahls, der auch als Anregungslichtstrahl bezeichnet werden kann. Typischerweise ist die erste Lichtquelle ein Laser, wie beispielsweise ein Faserlaser. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Medium, das einen temperaturabhängigen Brechungsindex aufweist und für einen (später noch spezifizierten) Messlichtstrahl transparent und so angeordnet ist, dass es die optische Faser in deren Radialrichtung über deren gesamten Umfang umschließt. Es ist klar, dass sich das Medium dabei über eine gewisse axiale Länge um die optische Faser herum erstreckt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst außerdem eine zweite Lichtquelle zur Erzeugung des Messlichtstrahls, die ebenfalls typischerweise ein Laser ist, wie z. B. eine Laserdiode im sichtbaren Bereich (beispielsweise bei 660 nm). Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass der Messlichtstrahl so in das Medium eingespeist bzw. eingestrahlt wird, dass er kreuzungsfrei mit der optischen Faser verläuft oder in anderen Worten soweit radial vom axialen Mittelpunkt der optischen Faser entfernt ist, dass der eingestrahlte Messlichtstrahl sich nicht in die optische Faser ausbreitet. Typischerweise wird dabei der Messlichtstrahl orthogonal zur optischen Faser in das Medium eingespeist. Schließlich enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Detektoranordnung zur Messung des aus dem Medium wieder austretenden Messlichtstrahls. Genauer gesagt misst die Detektoranordnung, um welchen Winkel der austretende Messlichtstrahl von dem in das Medium eingespeisten Messlichtstrahl abweicht.A device according to the invention comprises a first light source for generating a light beam to be fed into the optical fiber, which light beam can also be referred to as an excitation light beam. Typically, the first light source is a laser, such as a fiber laser. Furthermore, the device according to the invention comprises a medium which has a temperature-dependent refractive index and is transparent to a measuring light beam (specified later) and arranged to surround the optical fiber in its radial direction over its entire circumference. It is clear that the medium extends over a certain axial length around the optical fiber. The device according to the invention also comprises a second light source for generating the measuring light beam, which is also typically a laser, such. B. a laser diode in the visible range (for example, at 660 nm). The arrangement is made in such a way that the measuring light beam is fed or irradiated into the medium in such a way that it passes without intersection with the optical fiber or in other words is far enough away radially from the axial center of the optical fiber that the irradiated measuring light beam does not penetrate into the medium the optical fiber propagates. Typically, the measuring light beam is fed orthogonally to the optical fiber in the medium. Finally, the device according to the invention comprises a detector arrangement for measuring the measuring light beam emerging from the medium again. More specifically, the detector arrangement measures by which angle the exiting measurement light beam deviates from the measurement light beam fed into the medium.
Kurz zusammengefasst beruht die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung darauf, dass bei Einspeisen eines ersten Lichtstrahls in die optische Faser eine Absorption an Fehlerstellen, Spleiß-Stellen oder darin eingebrachten optischen „Vorrichtungen”, wie beispielsweise ein Faser-Bragg-Gitter, auftritt. Die absorbierte Energie führt zu einer Erwärmung in der optischen Faser, die Wärme kann in das sie umschließende Medium eindringen und dort eine sogenannte thermische Linse ausbilden. Diese thermische Linse rührt daher, dass sich der Brechungsindex des Mediums nach Maßgabe der am jeweiligen Ort gegebenen Temperatur ändert. Der sich von innen nach außen ergebende Temperaturgradient führt somit zu einem Brechungsindexgradienten, wodurch der eingestrahlte Messlichtstrahl in dem Medium abgelenkt wird, weshalb er unter einem bestimmten Winkel bezüglich dem eingestrahlten Messlichtstrahl wieder aus dem Medium austritt. Die Winkeländerung ist dabei ein Maß für die Absorption, die an der Stelle auftritt, an der die Detektoranordnung sich längs der axialen Erstreckung der optischen Faser befindet. Da der Ort der Detektoranordnung sehr genau erfasst werden kann, ist eine auf diesen Ort bezogene – d. h. ortsaufgelöste – Messung möglich. Sofern die optische Faser und die Detektoranordnung in Axialrichtung der optischen Faser relativ zueinander verschieblich sind, kann durch Messungen an mehreren Orten ein „Absorptionsprofil” entlang der optischen Faser erstellt werden. Das genaue Messverfahren und die Auswertung sind ausführlich beschrieben in der vorgenannten deutschen Patentanmeldung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet somit den Vorteil, dass thermisch relevante Absorptionen eines Lichtstrahls in einer optischen Faser in ihren Absolutwerten und ortsaufgelöst realisiert werden können. Außerdem ist durch die Tatsache, dass das Medium die optische Faser über deren gesamten Umfang umschließt, der Vorteil gegeben, dass eine bessere und vollständigere Wärmeübertragung von der optischen Faser in das Medium erfolgen kann und somit die Messgenauigkeit erhöht wird. Außerdem ist der Messaufbau einfacher, da die Detektoranordnung keinerlei Winkelabhängigkeit in Umfangsrichtung der optischen Faser aufweist bzw. keinen Winkelanforderungen unterliegt. Überdies ist die Messung genauer, da das in dem Medium erzeugte Temperaturfeld und damit die erzeugte thermische Linse homogener ausgestaltet wird.The device according to the invention thus offers the advantage that thermally relevant absorptions of a light beam in an optical fiber can be realized in their absolute values and spatially resolved. In addition, the fact that the medium encloses the optical fiber over its entire circumference provides the advantage that better and more complete heat transfer from the optical fiber to the medium can be achieved, thus increasing measurement accuracy. In addition, the measurement setup is simpler since the detector arrangement has no angular dependence in the circumferential direction of the optical fiber or is not subject to any angle requirements. Moreover, the measurement is more accurate because the temperature field generated in the medium and thus the generated thermal lens is made more homogeneous.
Somit können erstmalig direkte Absorptionsmessungen an optischen Fasern durchgeführt werden und im Ergebnis auch ortsaufgelöste Informationen über die Absorption entlang der untersuchten Faser gewonnen werden. Hierdurch kann die gesamte Prozesskette von der Rohmaterial- über die Preform- bis zur Faserherstellung hinsichtlich der auftretenden Absorption charakterisiert und dadurch eine Optimierung der Prozesse erzielt werden. Damit können auch vergleichsweise kurze optische Fasern mit einer Länge von beispielsweise 10 cm charakterisiert bzw. vermessen werden, da für eine aussagekräftige Messung nicht mehr die früher übliche aufsummierende Vorgehensweise uber eine lange Faser erforderlich ist.Thus, direct absorption measurements on optical fibers can be carried out for the first time and, as a result, spatially resolved information about the absorption along the investigated fiber can be obtained as well. In this way, the entire process chain from the raw material via the preform to the fiber production can be characterized with regard to the occurring absorption and thereby an optimization of the processes can be achieved. Thus comparatively short optical fibers with a length of, for example, 10 cm can also be characterized or measured, since the more usual summation procedure over a long fiber is no longer required for a meaningful measurement.
Durch Einsatz intensiver Laserbestrahlung mittels der ersten Lichtquelle können auch nicht-lineare optische Absorptionsprozesse sehr gut untersucht werden.By using intensive laser irradiation by means of the first light source, non-linear optical absorption processes can also be very well studied.
Mit der vorliegenden erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es beispielsweise möglich, Fasern mit einem Faserkern von einigen μm bis einigen hundert μm zu vermessen, ohne dass die Vorrichtung auf diese Dimensionen beschränkt wäre.With the present device according to the invention it is possible, for example, to measure fibers with a fiber core of a few μm to a few hundred μm, without the device being restricted to these dimensions.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Medium als ein aus einem Feststoff gebildeter Quader ausgebildet, der eine Durchgangsöffnung zum Durchführen bzw. Aufnehmen der optischen Faser aufweist. Als Material für den Quader kommt insbesondere ein amorpher Körper wie z. B. Quarzglas, oder ein kristalliner Körper infrage, der vorzugsweise Kristalle, wie beispielsweise Alkali- und Erdalkalihalogenide, insbesondere -fluoride, wie Kalziumfluorid, Magnesiumfluorid, Kaliumfluorid sowie Mischungen hiervon, LuAG, Quarz und Alkali- und Erdalkalioxid, insbesondere Magnesiumoxid sowie Mischungen davon sowohl untereinander als auch mit anderen Oxiden, Glas, Quarzglas, Glaskeramiken sowie lichtdurchlässige Kunststoffe, wie Polyacrylate (wie z. B. Plexiglas etc.) umfasst. Alternativ wäre es auch möglich, als Medium ein Gas oder eine Flüssigkeit vorzusehen, das bzw. die in einer Küvette enthalten sind, welche die optische Faser über ihren gesamten Umfang umschließt.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the medium is formed as a solid formed from a cuboid, which has a passage opening for performing or receiving the optical fiber. As a material for the cuboid comes in particular an amorphous body such. As quartz glass, or a crystalline body in question, preferably crystals, such as alkali metal and alkaline earth halides, especially fluorides, such as calcium fluoride, magnesium fluoride, potassium fluoride and mixtures thereof, LuAG, quartz and alkali and alkaline earth metal oxide, in particular magnesium oxide and mixtures thereof both among themselves and with other oxides, glass, quartz glass, glass ceramics and translucent plastics, such as polyacrylates (such as Plexiglas etc.). Alternatively, it would also be possible to provide as the medium a gas or liquid contained in a cuvette enclosing the optical fiber over its entire circumference.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Quader in mindestens zwei in Umfangsrichtung der optischen Faser unterteilte Teilabschnitte untergliedert, so dass durch ein Separieren der Teilabschnitte die optische Faser in einfacher Weise in die Durchgangsöffnung eingelegt bzw. aus ihr entnommen werden kann. Dies vereinfacht die Handhabung der Messvorrichtung. According to a further advantageous development of the invention, the cuboid is subdivided into at least two subsections subdivided in the circumferential direction of the optical fiber, so that the optical fiber can be easily inserted into or removed from the through opening by separating the subsections. This simplifies the handling of the measuring device.
Mit Vorteil ist dabei die Durchgangsöffnung so ausgestaltet, dass in der Situation, bei der die optische Faser sich in der Durchgangsöffnung befindet, in Radialrichtung außerhalb der optischen Faser ein Hohlraum zwischen der optischen Faser und dem Quader verbleibt, und dass außerdem an jedem Ende der Durchgangsöffnung eine Dichtung zum Abdichten des Hohlraums nach außen bei in der Durchgangsöffnung befindlicher optischer Faser vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Durchgangsöffnung relativ groß gewählt werden, so dass optische Fasern mit unterschiedlichem Durchmesser in die Durchgangsöffnung eingelegt werden und somit gemessen werden können. Der Hohlraum wird dann mit einem Medium gefüllt, das für eine gute Wärmeleitung der in der optischen Faser erzeugten Wärme in das die optische Faser umschließende Medium (Quader) gewährleistet. Mit Vorteil ist dies Luft, wie sich in der Praxis gezeigt hat. Alternativ kann hierbei eine gut wärmeleitende Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, verwendet werden. Es können jedoch auch andere Flüssigkeiten verwendet werden, deren Wärmeleitfähigkeit mindestens genauso gut wie diejenige von Wasser ist. Weiter alternativ könnten aber auch gasförmige oder pulverförmige Wärmeübertragungsmedien verwendet werden.Advantageously, the passage opening is designed so that in the situation in which the optical fiber is located in the passage opening, in the radial direction outside the optical fiber, a cavity between the optical fiber and the cuboid remains, and that also at each end of the through hole a seal is provided for sealing the cavity outwardly with optical fiber located in the through hole. In this case, the passage opening can be chosen to be relatively large, so that optical fibers with different diameters are inserted into the passage opening and thus can be measured. The cavity is then filled with a medium which ensures good heat conduction of the heat generated in the optical fiber into the medium enclosing the optical fiber (cuboid). Advantageously, this is air, as has been shown in practice. Alternatively, a good heat-conducting liquid, such as water, may be used. However, other liquids may be used whose thermal conductivity is at least as good as that of water. As a further alternative, gaseous or pulverulent heat transfer media could also be used.
Es kann von Vorteil sein, wenn die zweite Lichtquelle und die Detektoranordnung bezüglich der Längsrichtung der optischen Faser verschieblich relativ zum Medium angeordnet sind. In diesem Fall kann das Medium immer an der gleichen Stelle relativ zur optischen Faser angeordnet sein, während sich die zweite Lichtquelle und die Detektoranordnung längs der optischen Faser verlagern lassen. Hierfür ist dann natürlich eine ausreichende axiale Länge des Mediums erforderlich, damit alle interessierenden Bereiche der optischen Faser vermessen werden können. Alternativ ist es natürlich auch möglich, dass die Anordnung so getroffen ist, dass die optische Faser durch die Durchgangsöffnung hindurchgezogen werden kann, wobei dann das Medium sowie die zweite Lichtquelle und die Detektoranordnung ortsfest relativ zueinander bleiben können.It may be advantageous if the second light source and the detector arrangement are arranged relative to the longitudinal direction of the optical fiber displaceable relative to the medium. In this case, the medium may always be located at the same location relative to the optical fiber, while the second light source and the detector array may be displaced along the optical fiber. For this purpose, of course, a sufficient axial length of the medium is required so that all areas of interest of the optical fiber can be measured. Alternatively, it is of course also possible that the arrangement is such that the optical fiber can be pulled through the passage opening, in which case the medium and the second light source and the detector arrangement can remain stationary relative to each other.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Auswerteanordnung für die Ermittlung der absoluten und ortsaufgelösten Messung der thermisch relevanten Absorptionen der optischen Faser sowie eine Motoranordnung für die vollautomatische Verlagerung der zweiten Lichtquelle und der Detektoranordnung relativ zur optischen Faser, so dass rechnergestützt die Auswertung auf der Grundlage der Positionsdaten der zweiten Lichtquelle und der Detektoranordnung relativ zur optischen Faser vorgenommen werden kann, die zur Auswerteanordnung hin übertragen werden. Ein menschliches Eingreifen beim Messvogang ist hierdurch überflüssig, was somit die Handhabbarkeit und die Fehleranfälligkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbessert.According to an advantageous development of the invention, the device according to the invention comprises an evaluation arrangement for determining the absolute and spatially resolved measurement of the thermally relevant absorptions of the optical fiber and a motor arrangement for the fully automatic displacement of the second light source and the detector arrangement relative to the optical fiber, so that the computer-aided evaluation can be made on the basis of the position data of the second light source and the detector arrangement relative to the optical fiber, which are transmitted to the evaluation arrangement. A human intervention in Messvogang is thereby superfluous, thus improving the handling and the susceptibility to error of the device according to the invention.
Ein weiterer Vorteil lässt sich dadurch erzielen, dass als Medium ein Material verwendet wird, das eine möglichst große photothermische Empfindlichkeit besitzt. Die photothermische Empfindlichkeit umfasst einerseits die Änderung des Brechungsindex aufgrund der Temperatur und andererseits die Änderung des Brechungsindex aufgrund der durch die Materialausdehnung induzierten Spannung.Another advantage can be achieved by using as the medium a material which has the greatest possible photothermal sensitivity. The photothermal sensitivity comprises on the one hand the change of the refractive index due to the temperature and on the other hand the change of the refractive index due to the stress induced by the material expansion.
Hierdurch kann die Wirkung des Mediums als „Verstärker” verbessert werden, da sich in einem solchen Medium eine stärkere thermische Linse bei gleicher eingestrahlter Energie ausbildet und somit eine höhere Messgenauigkeit ermöglicht.In this way, the effect of the medium can be improved as an "amplifier", since forms in such a medium, a stronger thermal lens at the same incident energy and thus enables a higher accuracy of measurement.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von optischen Fasern sowie eine optische Faser enthaltenden optischen Elementen, vergüteten optischen Elementen, Linsen, Prismen, Filtern, Spiegeln, Dünnschichtpolarisatoren, Laserresonatoren und mit einer Oberflächenschicht versehenen optischen Elementen.Another object of the present invention is the use of the optical fiber manufacturing apparatus of the present invention, optical elements containing optical fiber, tempered optical elements, lenses, prisms, filters, mirrors, thin film polarizers, laser resonators, and surface-layered optical elements.
Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen der Vorrichtung anhand der Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and special features of the present invention will become apparent from the following detailed description of advantageous embodiments of the device with reference to the figures. Show it:
Gemäß
Seitlich von dem Quader
Die vorliegende Erfindung nutzt die Tatsache aus, dass der in die optische Faser
Damit die Ausbreitung der in der optischen Faser
Um die vorstehend beschriebene Messung vollautomatisch an einer Vielzahl von Positionen längs der Erstreckungsrichtung der optischen Faser ausführen zu können, ist eine Motoranordnung
Die Verfahrbarkeit der Motoranordnung
Die Unterteilung des Quaders
In der
Es ist klar, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung eines (Festkörper-)Quaders
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass erfindungsgemäß ein photothermisches Messverfahren angewendet wird, um die thermisch relevante Absorption ortsaufgelöst zu bestimmen, wobei der in Wärme umgewandelte Teil der absorbierten Lichtleistung angezeigt wird. Dieses Verfahren ist unter der Bezeichnung LID-Prinzip (LID = laserinduzierte Teststrahlablenkung) bekannt und wurde am Institut für Photonische Technologien e. V. in Jena entwickelt. Bei entsprechender motorischer Verstellung der zweiten Lichtquelle
Je nach Gestaltung der Form des Quaders bzw. Mediums können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung optische Fasern von beispielsweise 10 bis 150 μm Kerndurchmesser, aber auch problemlos dünne optische Stäbe mit einem Durchmesser von 1 bis 2 mm oder dicker gemessen werden.Depending on the configuration of the shape of the cuboid or medium, optical fibers of, for example, 10 to 150 μm core diameter, but also thin optical rods with a diameter of 1 to 2 mm or thicker, can be measured with the device according to the invention.
Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf die dargestellten Ausführungsformen beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise die Art, Anordnung und Ausgestaltung der einzelnen Lichtquellen, Lichtstrahlen oder Anordnungen und Einrichtungen, auch bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein können, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet.It should be understood that the features of the invention described with reference to the illustrated embodiments, such as the nature, arrangement and configuration of the individual light sources, light beams or arrangements and devices, may be present in other embodiments as well, unless otherwise specified bans itself for technical reasons.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1212
- erste Lichtquellefirst light source
- 1414
- zweite Lichtquellesecond light source
- 1515
- Lichtleitfasernoptical fibers
- 2020
- Mediummedium
- 2121
- Quadercuboid
- 2222
- unterer Teilabschnittlower section
- 2323
- oberer Teilabschnittupper section
- 2424
- ringschlauchförmiger Hohlraumring-shaped cavity
- 2525
- Luftair
- 2626
- Wandungwall
- 2828
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 2929
- Dichtungenseals
- 3030
- Detektoranordnungdetector array
- 4040
- Motoranordnungengine location
- 5050
- Auswerteeinrichtungevaluation
- 7070
- eingespeister Messlichtstrahlfed-in measuring light beam
- 7272
- austretender/abgelenkter Messlichtstrahlemerging / deflected measuring light beam
- 8080
- Lichtstrahlbeam of light
- 9090
- optische Faseroptical fiber
- AA
- Pfeilarrow
- ΔΔ
- Winkelangle
Claims (9)
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- 2014-02-11 DE DE102014001846.6A patent/DE102014001846B3/en not_active Expired - Fee Related
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