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Die Erfindung betrifft eine optische Faser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Faser und ein Verfahren zum Kleben einer optischen Faser.
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Optische Fasern werden als Transportfasern zur Übertragung von Licht eingesetzt. Insbesondere die Übertragung von Laserleistung auch hoher Intensität wird mit Hilfe derartiger Fasern z. B. bei der Materialbearbeitung zum Bearbeitungskopf (Hochleistungsanwendung) durchgeführt. Nur ein Teil der Fasern, der Faserkern, leitet dabei das Licht mit den gewünschten Eigenschaften, während umgebende Schichten die optischen Rahmenbedingungen und die mechanische Stabilität der Faser für deren speziellen Einsatz schaffen.
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Es geschieht jedoch insbesondere beim Einkoppeln des Lichts in die Faser sowie an Übergangsstellen zwischen Fasern, beispielsweise an Steckern oder Spleißen, dass sogenannte Streustrahlung aus dem Faserkern in die umgebenden Schichten, insbesondere das so genannte Cladding, tritt. Das Cladding bezeichnet hier eine oder mehrere Mantelschichten der Faser, die den Faserkern umschließen. Aus dem Cladding, das prinzipiell in der Lage ist, Licht zu leiten, kann das Licht dann beispielsweise an Klebestellen oder durch direkten Übertritt in das Coating der Faser treten. Das Coating dient insbesondere der Stabilität der Faser und besteht in der Regel aus einer oder mehreren Kunststoffschichten, zum Beispiel in Form eines Buffers, der unmittelbar an der Faser anliegt, und einem so genannten Jacket, welches um den Buffer angeordnet ist. Das Coating wird im Folgenden auch als Umhüllung der Faser bezeichnet. Diese Umhüllung kann die Strahlung weiterleiten und gegebenenfalls teilweise absorbieren. Dadurch kann es, vor allem bei hohen Laserleistungen, jedoch zu einer starken Erhitzung der Bereiche kommen, in denen es zu einem Austritt der Strahlung kommt, z. B. an einer Klebestelle. An diesen Stellen kann die starke Erhitzung zur Zerstörung der Faser führen. Im Extremfall kann dies sogar eine Zerstörung der Laserquelle mit sich bringen.
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Es ist daher wünschenswert, die Streustrahlung kontrolliert aus dem Cladding der Faser abzuführen. Dafür sind so genannte Moden-Stripper bekannt. Diese sind vorzugsweise am Beginn oder am Ende einer Transportfaser bzw. an Übergangsstellen angebracht und können ein gezieltes Auskoppeln der Streustrahlung bewirken.
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1 zeigt eine Faser, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Faser 20 hat einen Faserkern 21, der von einem Fasermantel 22 umgeben ist. Der Fasermantel 22 ist wiederum von einer Umhüllung 25, welche aus einer oder mehreren Schichten besteht, umgeben. Ein Moden-Stripper 26 ist an der Trennschicht zwischen Fasermantel 22 und Umhüllung 25 ausgebildet. In 1a ist der Strahlenverlauf von einem ersten Lichtstrahl S1 und einem zweiten Lichtstrahl S2 dargestellt, die nicht in den Faserkern treffen („Streustrahlung”), sowie einem Lichtstrahl S0 der bestimmungsgemäß im Kern der Faser transportiert wird. Der Strahl S1 hat einen flachen (großen) Einfallswinkel bezüglich des Lots L auf die Stirnfläche der Faser, also der Winkel bezüglich einer Faserachse (Strahlung mit einer hohen numerischen Apertur NA), so dass dieser im Bereich des Moden-Strippers 26 aus dem Fasermantel 22 austreten kann. Der Strahl S2 weist einen steileren (kleineren) Einfallswinkel auf (Strahlung mit einer niedrigen NA), so dass dieser Strahl nicht an dem Moden-Stripper 26 ausgekoppelt wird und über weite Strecken in der Faser transportiert werden kann.
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Wie in 1b zu sehen ist, kann ein Strahl, der unter einem flacheren Einfallswinkel in die Faser 20, insbesondere das Cladding, eingetreten ist, bei einer niedrigbrechenden und absorptionsarmen Umhüllung in dem Fasermantel 22 stetig reflektiert und weitertransportiert werden und an einer Klebestelle 29 durch das Klebematerial 28 austreten. Hier verbindet die Klebestelle 29 einen Stecker 27, über ein Klebematerial 28, welches unmittelbar mit dem Fasermantel 22 in Kontakt steht, mit der Faser 20. Die Strahlung kann dann von dem Klebematerial 28 absorbiert werden, was zu einer lokalen Erhitzung und folglich zu einer Zerstörung der Faser 20 führen kann. Zwar kann diesem Problem damit begegnet werden dass ein Kleber mit niedrigem Brechungsindex und geringer Absorption für die Strahlung verwendet wird. Derartige Kleber haben jedoch eine für die Anwendung unzureichende Klebestärke, so dass deren Einsatz nachteilig sein kann.
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In 1b ist nur die Streustrahlung die beim Einkoppeln von Laserlicht in die Faser entstehen kann gezeigt. Streustahlung kann in der Faser auch an Spleißstellen oder anderen Kontaktstellen entstehen. Hierbei kann Strahlung aus dem Kernbereich ins Cladding gelangen und sich dort weiter ausbreiten oder in die Umhüllung oder Klebung eindringen und zu starker lokalen Erhitzung der Faser führen.
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Um eine Erhitzung in lokalen Bereichen zu vermeiden, schlägt die
GB 2 379 279 vor, eine Schicht aus niedrig brechendem Glas zwischen dem Cladding und der Umhüllung einzufügen, um zu verhindern, dass Streustrahlung aus dem Cladding in den Buffer eindringt. Dadurch wird die Streustrahlung jedoch nicht aus der Faser abgeführt. Die höher- bzw. hochmodige Streustrahlung, die folglich in dem Cladding der Faser verbleibt, kann somit die Strahlqualität des transportierten Strahls verringern. Dies kann negative Auswirkungen auf eine Anwendung des Lasers haben. Insbesondere kann, abhängig von dem Eintrittswinkel der Strahlung in den Fasermantel, das Licht darin auch über weite Strecken geführt werden. Die verschlechterte Strahlqualität ist gerade bei Single-Mode Fasern und für Anwendungen, bei denen eine sehr gute Strahlqualität erforderlich ist, wie z. B. dem Laserschneiden, ein großes Problem.
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Bei speziellen Fasern, wie z. B. Fasern mit einem dicken, undotierten Quarzmantel, kann besonders aufgrund der großen Querschnittsfläche viel Streustrahlung geführt werden.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, zumindest einen der genannten Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden und eine Faser zur Verfügung zu stellen, die Streustrahlung gezielt abführt und eine Überhitzung, insbesondere an Klebestellen oder Faserübergängen und Grenzflächen, vermeidet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die optische Faser gemäß Patentanspruch 1, sowie mittels des Verfahrens gemäß Patentanspruch 9 und des Verfahrens zum Verkleben einer Faser gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß weist eine optische Transportfaser mit mindestens einem Faserkern, mindestens einem Fasermantel und einer Umhüllung, eine Zwischenschicht auf, die zwischen dem Fasermantel und der Umhüllung vorgesehen ist. Mittels solch einer Zwischenschicht kann der Lichtübertritt zwischen dem Fasermantel und den umgebenden Schichten, der Umhüllung bzw. dem Coating, unterdrückt werden. Dies kann durch Vorsehen der Zwischenschicht mit einer entsprechenden Dicke geschehen, wie später noch genauer beschrieben ist.
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Dies ist insbesondere für derartige Fasern möglich, deren Faserkern einen größeren Brechungsindex hat als das sie umgebende Mantelmaterial, wie es für die meisten Fasern der Fall ist. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass in alternativen Ausführungsformen Fasern verwendet werden, die einen kleineren Brechungsindex haben als das Mantelmaterial, z. B. in Hohlfasern.
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Natürlich ist es auch denkbar, dass die Faser zwei oder mehr Mantelschichten aufweist, die um den Faserkern angeordnet sind.
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Für die Zwischenschicht bzw. Schutzschicht gilt dabei, dass deren Brechungsindex kleiner ist als ein Brechungsindex des Fasermantels, der von der Zwischenschicht umgeben ist. Das Material der die Zwischenschicht umgebenden Umhüllung wiederum kann einen beliebigen Brechungsindex haben, wobei das Umhüllungsmaterial im speziellen Fall auch ein Klebematerial sein kann, das eine Klebestelle der Faser umgibt. Die Zwischenschicht kann insbesondere aus einer Quarzschicht aus niedrig brechendem Quarz bestehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Fasermantel insbesondere einen Brechungsindex von 1,45 auf, der Fasermantel einen Brechungsindex von 1,44 und die Zwischenschicht einen Brechungsindex von 1,433. Natürlich sind in anderen Ausführungsformen auch andere Brechungsindizes denkbar.
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Für die Zwischenschicht bzw. Schutzschicht gilt, dass deren Dicke so gewählt wird, dass sie z. B. durch Ätzen bzw. durch Mattieren einfach entfernt werden kann. Bevorzugt wird dabei eine Dicke von ca. 5 μm oder mehr, insbesondere eine Dicke von ca. 10 μm. Natürlich kann die Dicke auch weniger als 5 μm oder mehr als 10 μm betragen.
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Eine solche optische Faser kann zudem wenigstens ein Auskoppelmittel zum Auskoppeln von Strahlung, insbesondere Streustrahlung aus dem Fasermantel, aufweisen. So kann an dazu vorgesehenen Stellen ein Auskoppeln von Strahlung, die für die jeweilige Anwendung mitunter schädlich sein kann, aus dem Fasermantel erfolgen. Dies kann die Strahlqualität erhöhen. Dieses Auskoppelmittel kann bereits beim Herstellungsprozess der Faser mit ausgebildet werden.
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Allgemein ist ein Auskoppelmittel ein Mittel, das ein Auskoppeln von Streustrahlung aus der Faser entlang der Erstreckungsrichtung bewirkt. In einer Ausführungsform ist das Auskoppelmittel ein mattierter Faserabschnitt, hergestellt z. B. durch Sandstrahlen oder Ätzen, wobei im Bereich des mattierten Faserabschnitts die Umhüllung und auch die Zwischenschicht, zumindest stellenweise, entfernt ist. An diesen so gebildeten Moden-Strippern kann das Licht aus dem Fasermantel weggestreut werden. Derartige Auskoppelmittel können in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen in der Faser vorgesehen sein. Vorzugsweise werden derartige Auskoppelmittel nach Stellen, an denen es zu einer Einkopplung von Licht in einen Faserkern bzw. eine Faser im Allgemeinen oder vor Stellen, an denen es zu einer Auskopplung kommen soll, vorgesehen. Dies kann beim Eintritt in die Faser von einem freien Strahl, an einem Übergang zwischen zwei Fasern an einer Spleißstelle oder einer mechanischen Kopplung der Fasern oder Ähnlichem der Fall sein.
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Es sei erwähnt, dass es denkbar ist, dass die Zwischenschicht auch im Bereich des Auskoppelmittels nicht komplett entfernt sein muss, sondern lediglich in einer Dicke verringert sein kann und/oder nur abschnittsweise entfernt ist.
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Die Faser kann dabei auch in entsprechenden Ausführungsformen eine zweite Mantelschicht aufweisen, die entweder um den Faserkern oder um den ersten Fasermantel angeordnet ist. Auch weitere derartige Schichten sind denkbar. Zudem kann die Faser eine Single-Mode-Faser sein oder eine Faser, die mehrere Kerne aufweist oder dazu bestimmt ist, spezielle höhere Moden des Lichts zu leiten. Derartige weitere Fasertypen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.
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Zur Halterung/Fixierung der Faser in einem Stecker ist es häufig der Fall, dass die Faser eine Klebestelle aufweist, wobei ein Kleber im Bereich der Klebestelle angrenzend an die Zwischenschicht angeordnet ist. Der Kleber hat dabei in der Regel einen höheren Brechungsindex als die Zwischenschicht. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Kleber einen geringeren Brechungsindex besitzt als die Zwischenschicht. Die erfindungsgemäße Zwischenschicht kann vermeiden, dass im Bereich der Klebestelle an dem Klebematerial Streustrahlung austritt und zu einer unerwünschten Erhitzung des Klebers führt.
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Ein Vorteil der Erfindung liegt dabei darin, dass es zumindest zu einem deutlich geringeren Austritt von Streustrahlung an der Klebestelle kommt, als dies im Stand der Technik geschieht. So erfolgt keine lokale Überhitzung der Klebestelle und das Risiko einer Beschädigung der Faser kann reduziert werden.
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Es wird mit einer erfindungsgemäßen Faser somit ermöglicht, Streustrahlung gezielt an den Stellen auszukoppeln, an denen die Schutzschicht entfernt wurde, während ansonsten die Streustrahlung in der Faser geführt wird.
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Beim Vorsehen einer Schutzschicht, deren Brechungsindex geringer ist, als der der innen angrenzenden Mantelschichten, ist zu beachten, dass sich das elektrische Feld der in dem Fasermantel transportierten Streustrahlung an der Grenzfläche zu der Zwischenschicht immer auch in Richtung der Zwischenschicht, also dem Medium mit geringerem Brechungsindex, erstreckt bzw. in dieses Medium eindringt. Dort verliert es abhängig von den optischen Eigenschaften in der radialen Richtung an Intensität. Hierbei spricht man von einer evaneszenten Welle. Um ein Übertreten von dem Fasermantel in der radialen Richtung in die äußeren Schichten der Faser zu vermeiden, muss die Dicke der Schutzschicht folglich so dick gewählt werden, dass die Feldstärke der Strahlung in der Schutzschicht entsprechend reduziert wird. Die Dicke der Schutzschicht muss deshalb mindestens ein Mehrfaches der Wellenlänge des Lichtes betragen, das in der Faser transportiert wird.
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Je nach Einsatzgebiet kann die Zwischenschicht vorteilhafterweise eine Dicke weniger als 20 μm aufweisen, insbesondere eine Dicke von 10 μm, 5 μm oder weniger. Eine derart geringe Dicke für die Zwischenschicht kann es erlauben, die Zwischenschicht einfacher zu entfernen, insbesondere wegzuätzen, was eine bessere Herstellung ermöglichen kann im Vergleich zu Fasern, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.
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Durch Vorsehen der Zwischenschicht ist es in einer erfindungsgemäßen Faser nicht mehr nötig, dass das die Faser umgebende Coating, welches beispielsweise aus Silikon oder Acrylat bestehen kann, einen niedrigeren Brechungsindex aufweist als die Faser bzw. der Fasermantel. Außerdem kann für die Umhüllung ein Material verwendet werden, das die Strahlung absorbiert. Die niedrig brechende Zwischenschicht sorgt vielmehr dafür, dass das Licht innerhalb der Faser geleitet wird. Dies kann den Umgang mit der Faser erleichtern. Insbesondere kann für das umgebende Coating ein Material gewählt werden, das für den spezifischen Einsatz der Faser ausgewählt werden kann, wie im Folgenden noch näher beschrieben ist.
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Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen optischen Faser werden zumindest ein Faserkern, zumindest ein Fasermantel und eine Umhüllung, die um den zumindest einen Fasermantel angeordnet wird, ausgebildet. Zwischen dem Fasermantel und der Umhüllung wird eine Zwischenschicht ausgebildet, deren Brechungsindex zumindest geringer ist als der des Fasermantels. Bei Vorsehen einer Zwischenschicht mit einer Dicke, die größer ist, als die Eindringtiefe des Feldes in die Zwischenschicht, typischerweise also zumindest deutlich größer als die Wellenlänge des in der Faser transportierten Lichts, ist die Brechzahl der Umhüllung, und somit auch deren Material, zumindest weitgehend ohne Einfluss auf die Lichtleitungseigenschaften der Faser. Es können also andere Materialien verwendet werden als in herkömmlichen Fasern, was wirtschaftliche Vorteile bei der Herstellung der Fasern mit sich bringen kann.
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Um die Verbindung von Faserenden mit anderen Optiken zu ermöglichen, z. B. die Verbindung der Transportfaser mit einem Bearbeitungskopf, wird in der Regel ein Stecker verwendet. Bei einem Verbinden einer optischen Faser mit einem Stecker wird zunächst in einem Bereich, in dem eine Verbindung der Faser hergestellt werden soll, die Umhüllung der Faser entfernt. Nach dem Entfernen der Umhüllung bildet die Zwischenschicht die äußere Oberfläche der Faser in radialer Richtung. Die Faser wird dann mit ihrer Seitenfläche mit einem Stecker oder ähnlichem in Kontakt gebracht und es wird um die freiliegende Zwischenschicht ein Klebematerial angeordnet, das folglich in direktem Kontakt mit der Zwischenschicht ist. Das Klebematerial kann beispielsweise durch Erhitzen oder durch einen so genannten Schrumpfschlauch appliziert werden. Auch ist die Verwendung von mit Licht, insbesondere UV-Licht härtenden Klebern denkbar. Das Klebematerial kann einen größeren Brechungsindex als die Zwischenschicht aufweisen und darf für die Strahlung absorbierend sein. Die Zwischenschicht verhindert dabei, dass Streustrahlung in das Klebematerial übertritt. Vorteilhafterweise ist ein Auskoppelelement für die Streustrahlung vor dem Stecker oder im Stecker vorgesehen. Eine Steigerung der Stabilität der Klebestelle kann dabei dadurch erreicht werden, dass ein Teil der Umhüllung der Faser in die Klebestelle hineinragt und somit ebenfalls verklebt wird.
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Das wenigstens eine Auskoppelmittel in der Faser ist vorzugsweise in einer Transportrichtung des Lichts durch die Faser, also in einer Richtung gesehen, die entlang der Erstreckungsrichtung des Faserkerns entlang dessen Mittelachse gerichtet ist, vor einem Stecker bzw. vor einer Klebestelle zu einer weitren Komponente ausgebildet. So kann ein Risiko der Beschädigung der Klebestelle, des Klebers und/oder des Steckers bzw. der angebrachten Komponente reduziert werden.
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In anderen, alternativen Ausführungsformen kann die Faser auch mit mehr als nur einem Faserkern ausgebildet werden, um selektiv verschiedene Moden oder eine Mehrzahl von Moden des Lichts zu transportieren. Insbesondere kann die Faser eine Single-Mode-Faser sein. Auch weitere Fasertypen, beispielsweise Hohlfasern oder Gradientenindex-Fasern, sind im Rahmen der Erfindung denkbar.
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Einzelheiten, weitere Vorteile und Entwicklungen der Erfindung werden anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 eine optische Faser aus dem Stand der Technik mit a) einem Moden-Stripper; b) einer Klebestelle
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2 eine optische Faser gemäß einer Ausführungsform der Erfindung a) in einer perspektivischen Darstellung; b) als Brechzahlprofil;
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3 eine Darstellung einer optischen Faser gemäß einer Ausführungsform mit der Erfindung mit a) einem Moden-Stripper, b) einer Klebestelle.
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2a) zeigt eine optische Faser 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die optische Faser 10 besitzt einen Faserkern 1, einen inneren Fasermantel 2 und einen äußeren Fasermantel 3. Der äußere Fasermantel 3 entspricht dabei einer Überfangschicht. Wie in 2a) zu sehen ist, weist der Faserkern 1 einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist zentral in der Faser 10 angeordnet. Der innere Fasermantel 2 umschließt den Faserkern 1 kreisförmig, so dass der innere Fasermantel 2 symmetrisch um das Zentrum der Faser 10 angeordnet ist. Der Faserkern 1 und der innere Fasermantel 2 sind folglich konzentrisch zueinander angeordnet. Der äußere Fasermantel 3 umschließt den inneren Fasermantel 2 ebenfalls konzentrisch.
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In alternativen Ausführungsformen kann sowohl der Faserkern als auch der innere und/oder äußere Fasermantel einen nichtkreisförmigen Querschnitt, insbesondere einen ellipsoiden, rechteckförmigen oder anderweitig geformten Querschnitt aufweisen.
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In einer vom Zentrum der Faser 10 radialen, nach außen gerichteten Richtung ist an der äußeren Oberfläche des äußeren Fasermantels 3 eine Zwischenschicht 4, auch als Schutzschicht bezeichnet, angeordnet. In einer Ausführungsform der Erfindung hat die Zwischenschicht 4 in radialer Richtung eine Dicke, die es ermöglicht, diese Schicht abzuätzen. Insbesondere ist eine Dicke von 10 μm besonders bevorzugt 5 μm oder dünner denkbar. Natürlich sind auch andere Dicken, insbesondere Dicken über 10 μm, denkbar, ohne sich von dem Gedanken der Erfindung zu entfernen.
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Um die Zwischenschicht 4 ist eine Umhüllung 5 angeordnet. Die Umhüllung 5 umschließt die innen liegenden Komponenten der Faser 10 ebenfalls konzentrisch in der gezeigten Ausführungsform.
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2b) zeigt ein Brechzahlprofil der Faser aus 2a). Wie durch das schematische Koordinatensystem in 2b) angedeutet, ist die Brechzahl n dabei in Abhängigkeit einer horizontalen Richtung – der radialen Ausdehnung r der Faser – aufgetragen. Aus 2b) wird deutlich, dass in der gezeigten Ausführungsform der innere Fasermantel 2, der den Faserkern 1 unmittelbar umgibt, einen geringeren Brechungsindex aufweist, als der Faserkern 1 selbst. Der Brechungsindex der Zwischenschicht 4 entspricht hier dem Brechungsindex des inneren Fasermantels 2. Der Brechungsindex des äußeren Fasermantels 3 entspricht hier dem Brechungsindex des Faserkerns 1. Es ist zu beachten, dass in anderen Ausführungsformen andere Verhältnisse der Brechzahlen denkbar sind. So müssen die hier gleichen Werte nicht gleich sein sondern können voneinander variieren, solange die prinzipiellen Eigenschaften, wie zuvor beschrieben, erhalten bleiben. Das bedeutet insbesondere nur, dass es einen Brechungsindexabfall beim Übergang zwischen dem außen liegenden Fasermantel und der Zwischenschicht 4 gibt.
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Die Umhüllung 5 besteht in der gezeigten Ausführungsform aus 2 Schichten, dem Buffer 5a und dem Jacket 5b. Der Buffer 5a hat in dieser Ausführungsform eine niedrigere Brechzahl als die Zwischenschicht 4, so dass auch Streustrahlung mit hoher NA durch Totalreflexion in der Faser gehalten wird. Das Jacket 5b der Faser hat hier keine optische Funktion, sondern dient lediglich der mechanischen Stabilität. Die Umhüllung 5 kann bei entsprechender Dicke der Zwischenschicht 4 auch jede andere Brechzahl annehmen, ohne die Funktion der Faser zu beeinträchtigen. Im Folgenden wird aus Übersichtlichkeitsgründen nur noch von der Umhüllung 5 gesprochen. Es ist jedoch zu beachten, dass die Umhüllung 5 wie oben beschrieben aufgebaut sein kann.
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3 zeigt eine erfindungsgemäße Faser mit der Zwischenschicht 4 zwischen dem äußeren Fasermantel 3 und der Umhüllung 5. Der innere Fasermantel 2 ist hier aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. In alternativen Ausführungsformen kann der innere bzw. der äußere Fasermantel 2, 3 jedoch auch weggelassen sein. In 3a ist der Strahlenverlauf innerhalb des Fasermantels 3 für zwei verschiedene fehleingekoppelte Strahlen S1, S2 („Streustrahlung”) und der Strahlung S0, die in den Kern eingekoppelt wurde dargestellt. Ein erster Lichtstrahl S1 ist hier mit einem zu einem Lot L einer Faserendfläche flachen Einfallswinkel in die Faser bzw. den Fasermantel 2, 3 gezeigt (hohe NA). Dieser Strahl S1 trifft folglich in einem spitzen Winkel auf die Längsseite innerhalb der Faser 10, also einer Seite, die sich parallel zu dem Faserkern 1 erstreckt, und hat daher eine hohe Anzahl an Reflexionspunkten innerhalb der Faser 10. Der Strahl S1 trifft somit mit einer hohen Wahrscheinlichkeit auf ein in der Faser 10 vorgesehenes Auskoppelmittel. Das Auskoppelmittel wird im Folgenden auch als Moden-Stripper 11 bezeichnet.
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Der Moden-Stripper 11 kann beispielsweise durch Wegätzen der Schutzschicht 4 und Mattieren der Oberfläche des Fasermantels 3 erzeugt werden und stellt in der gezeigten Ausführungsform einen Bereich mit inhomogenen Brechungseigenschaften und unregelmäßiger Oberfläche dar. An dem Moden-Stripper 11 kann der Strahl aus dem Fasermantel 3 auskoppeln. In alternativen Ausführungsformen ist es auch denkbar, dass das Auskoppelmittel 11 auf andere Weise, beispielsweise durch mechanisches Aufrauen der Zwischenschicht, Auftragen eines höherbrechenden Materials oder ähnliches hergestellt wird.
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Ein zweiter Strahl S2, der in 3a gezeigt ist, tritt mit einem zu dem Lot L auf das Faserende spitzen Winkel in die Faser 10 ein (niedrige NA) und hat folglich im Verlauf der weiteren Propagierung in dem Fasermantel 2, 3 eine geringere Anzahl an Reflexionspunkten, was die Wahrscheinlichkeit verringert, dass der Strahl S2 an dem bzw. an einem der Moden-Stripper 11 auskoppelt.
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Wie weiterhin in 3a gezeigt ist, ist der Moden-Stripper 11 derart ausgebildet, dass er an einer Stelle ohne Umhüllung wirkt. In der gezeigten Ausführungsform wurde der Moden-Stripper durch Wegätzen der Zwischenschicht 4 der Faser 10 ausgebildet. Es ist zu beachten, dass auch ein lediglich teilweises Wegätzen der Zwischenschicht 4 ausreichen kann.
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3b zeigt eine erfindungsgemäße Faser, die im Bereich einer Klebestelle 9 mit einem Stecker verbunden wurde.
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Um die Klebestelle 9 ist ein Stecker 7 angeordnet, der das Faserende aufnimmt. Im Stecker 7 ist ein Klebematerial 8 vorgesehen, das mit der Faser, insbesondere mit der beim Kleben außen liegenden Zwischenschicht 4, direkt in Berührung ist. Das Klebematerial 8 erstreckt sich gemeinsam mit dem Stecker 7 in einer Längsrichtung der Faser 10, also einer Richtung senkrecht zu der radialen Richtung der Faser 10, und bildet die Klebestelle 9 aus. Auf diese Weise kann die Faser auch mit anderen Komponenten verbunden werden.
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Durch Ausbilden der Faser mit der Zwischenschicht 4 wird, wie in 3b dargestellt ist, verhindert, dass ein in dem Fasermantel 3 verlaufender Strahl in die Umhüllung 5 eintritt. Selbst an Klebestellen, an denen der Kleber in der Regel einen hohen Brechungsindex besitzt, ist ein Übertreten durch Vorsehen der Zwischenschicht 4 zwischen dem Fasermantel 3 mit einem hohen Brechungsindex und dem Klebematerial 8, das in der Regel ebenfalls einen hohen Brechungsindex besitzt, vermieden.
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Durch entsprechend großes Dimensionieren der Zwischenschicht 4 in einer radialen Richtung kann ein Übertreten aus dem Fasermantel in die Umhüllung gänzlich vermieden werden.
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Die Zwischenschicht muss dabei entlang der Faser keine homogenen Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich ihrer Dicke oder ihres Brechungsindex, aufweisen.
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Zusammenfassend weist eine optische Transportfaser 10 zur Übertragung von Laserstrahlen S0 zumindest einen Faserkern 1, zumindest einen Fasermantel 2, 3 und eine Umhüllung 5, die den Fasermantel 2, 3 umschließt, auf, wobei zwischen dem Fasermantel 2, 3 und der Umhüllung 5 eine Zwischenschicht 4 vorgesehen ist, deren Brechungsindex kleiner ist als ein Brechungsindex des entsprechenden mit der Zwischenschicht 4 in Kontakt stehenden Fasermantels 2 bzw. 3. Die Zwischenschicht verhindert das Austreten von Streustrahlung S1, S2 aus dem Fasermantel in die Umhüllung 5 oder in eine Klebestelle 9. Die Faser 10 ist dabei mit wenigstens einem Auskoppelmittel 11 ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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