DE112020005225T5

DE112020005225T5 - Mantelstrahlabstreifer und herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE112020005225T5
Application number: DE112020005225.7T
Authority: DE
Inventors: Bulend Ortac; Bartu Simsek; Ozan Aktas
Original assignee: Bilkent Universitesi UNAM Ulusal Nanoteknoloji Arastirma Merkezi
Current assignee: Bilkent Universitesi UNAM Ulusal Nanoteknoloji Arastirma Merkezi
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-09-01
Also published as: WO2021118511A1; TR201920220A2; US20230013318A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mantelstrahlabstreifer (1), der Pumplicht, das nicht von einer aktiven Faser in Hochleistungsfaserlasersystemen absorbiert werden kann, aus Glasfaserkabeln auskoppelt; sowie ein Herstellungsverfahren (100) dafür.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mantelstrahlabstreifer, der Pumplicht, das nicht von einer aktiven Faser in Hochleistungs-Faserlasersystemen absorbiert werden kann, aus Glasfaserkabeln auskoppelt; sowie ein Herstellungsverfahren dafür.
Hintergrund der Erfindung
Bei allen Faserlasersystemen kann ein bestimmter Anteil von Pumplicht, das von Pumpdioden mittels Kombinator (faseroptischer Strahlkombinator) auf die aktive Faser übertragen wird, nicht von im Faserkern enthaltenen aktiven Atomen absorbiert werden und schreitet in den Mantelbereich der Faser fort. Das Absorptionsverhältnis von Pumplicht steht in direktem Zusammenhang mit der Geometrie und dem Additivverhältnissen der aktiven Faser. Die Tatsache, dass das Lasersignal und nicht absorbierbarer Pumplichtaustritt den Faserlaserauslass gemeinsam verlassen, verringert die Qualität des Laserstrahls und bewirkt, dass die optischen Elemente oder Materialien, die in den Auslassteil des Faserlasers integriert werden, beschädigt werden. Um sich von diesem Effekt zu befreien, ist ein Mantelstrahlabstreifer-Bauteil erforderlich.
Die internationale Patentschrift Nr. WO2008088336 , eine Anmeldung im Stand der Technik, offenbart ein vollständiges oder teilweises Beschichten einer oder mehrerer Oberflächen eines gestalteten Artikels mit einem Abdeckmaterial. Der gestaltete oder zu beschichtende Herstellungsartikel kann ein Glasfaserkabel sein. Das geformte Produkt kann durch Verfahren wie Elektrolysebeschichtung, Dampfabscheidung, Vakuumverdampfung, Kathodenzerstäubung oder Streichsprühen, Überformen, Laminieren und Walzbeschichten beschichtet werden. Die beim Beschichten verwendeten thermoplastischen Polymere weisen eine hohe Temperaturbeständigkeit, gute elektrische Eigenschaften und gute hydrolytische Stabilität wie Polysulfone, Poly-(Ethersulfon)e und Poly-(Phenylenethersulfon)e auf.
Kurzdarstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Mantelstrahlabstreifer, der Pumplicht, das nicht von einer aktiven Faser in Hochleistungsfaserlasersystemen absorbiert werden kann, aus Glasfaserkabeln auskoppelt; sowie ein Herstellungsverfahren dafür zu realisieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Mantelstrahlabstreifer, der Licht besser streuen kann als Dünnfilme, sowie ein Herstellungsverfahren dafür zu realisieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Mantelstrahlabstreifer, der als Lichtabstreifer verwendet wird, sowie ein Herstellungsverfahren dafür zu realisieren.
Figurenliste
„Mantelstrahlabstreifer und Herstellungsverfahren dafür“, die realisiert werden, um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, sind in den beigefügten Figuren gezeigt, in welchen:

1 eine Draufsicht auf ein thermoplastisches Polymer, das vor der Verdampfung innerhalb des Rohrs, das mit der erfinderischen Vakuumpumpe verbunden ist, auf den Metallrahmen eingesetzt wird.
2 ist eine Schnittansicht eines thermoplastischen Polymers, das vor der Verdampfung innerhalb des Rohrs, das mit der erfinderischen Vakuumpumpe verbunden ist, auf den Metallrahmen eingesetzt wird.
3 ist eine Draufsicht auf ein thermoplastisches Polymer, das nach der Verdampfung innerhalb des Rohrs, das mit der erfinderischen Vakuumpumpe verbunden ist, auf den Metallrahmen eingesetzt wird.
4 ist eine Schnittansicht eines thermoplastischen Polymers, das nach der Verdampfung innerhalb des Rohrs, das mit der erfinderischen Vakuumpumpe verbunden ist, auf den Metallrahmen eingesetzt wird.
5 ist eine Ansicht einer Anlage, mit der der erfinderische Mantelstrahlabstreifer hergestellt wird.
6 ist eine Ansicht des Mantelstrahlabstreifers, der durch Beschichten des erfinderischen Glasfaserkabels mit dem Polymer in Inselchen erhalten wird.
7 ist ein Ablaufdiagramm des erfinderischen Verfahrens.

Die in den Figuren veranschaulichten Bauteile sind einzeln nummeriert, wobei die Zahlen auf Folgendes verweisen:
1. Mantelstrahlabstreifer
Ein Herstellungsverfahren (100) eines Mantelstrahlabstreifers (1), der als der erfinderische Strahlabstreifer verwendet wird, umfasst die folgenden Schritte:

- Einsetzen des thermoplastischen Polymers (A) in Filmform auf den Aluminiumrahmen (B) (101);
- Einbringen des Aluminiumrahmens (B), auf dem sich der thermoplastische Polymerfilm (A) befindet, in ein Rohr (E), das von einem Wärmeofen (C) erhitzt wird und mit der Vakuumpumpe (D) verbunden ist (102);
- Einsetzen eines Glasfaserkabels (Y), dessen äußere Oberfläche beschichtet wird, in den Wärmeofen (C) (103);
- Überführen des thermoplastischen Polymerfilms (A) in eine Dampfphase, indem er auf einer bestimmten Temperatur innerhalb des Wärmeofens (C) (104) gehalten wird;
- Intensivieren des thermoplastischen Polymers (A), das innerhalb des Ofens (C) in eine Dampfphase übergeführt wird und gegen hohe Temperaturen beständig ist, durch Verringern der Temperatur innerhalb des Ofens (C) (105); und
- Erhalten des Mantelstrahlabstreifers (1) durch Beschichten des Glasfaserkabels (Y) mit dem thermoplastischen Polymer (A), das in Form von Wassertröpfchen in Nano- oder Mikrogröße intensiviert ist (106).

Bei dem erfinderischen Verfahren (100) ist das thermoplastische Polymer (A), das bei dem Schritt des Einsetzens des thermoplastischen Polymers (A) in Filmform auf den Aluminiumrahmen (B) (101) verwendet wird, vorzugsweise Polyethersulfon (PES).
Bei dem erfinderischen Verfahren (100) wird beim Schritt des Überführens des thermoplastischen Polymerfilms (A) in eine Dampfphase, indem er auf einer bestimmten Temperatur innerhalb des Wärmeofens (C) (104) gehalten wird, ein Temperaturbereich innerhalb des thermischen Ofens (C) von 290-310 °C bereitgestellt, und der Übergang in eine Dampfphase erfolgt nach einer Wartezeit von 25-35 Minuten.
Der durch das erfinderische Verfahren (100) erhaltene Mantelstrahlabstreifer (1) wird dadurch gebildet, dass das Polymer in Inselchen (Z), wie Wassertropfen, auf hydrophoben Oberflächen an der Oberfläche haftet und eine Fläche bedeckt, ohne dass sie sich berühren, und mittels dieser Konfiguration wird das Licht besser gestreut als bei Dünnfilmen.
Der durch das erfinderische Verfahren (100) erhaltene Mantelstrahlabstreifer (1) zielt darauf ab, die Faser von außen vor äußeren Einflüssen zu schützen, ihre Beständigkeit gegen hohe Temperaturen zu erhöhen und das Licht, das eine neue Nutzungsfläche aufweist, abzustreifen.
Innerhalb dieser Grundkonzepte ist es möglich, verschiedene Ausführungsformen des erfinderischen Mantelstrahlabstreifers (1) und des Herstellungsverfahrens (100) dafür zu entwickeln; die Erfindung kann nicht auf hierin offenbarte Beispiele beschränkt werden und entspricht im Wesentlichen den Ansprüchen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2008088336 [0003]

Claims

Herstellungsverfahren (100) eines Mantelstrahlabstreifers (1), der als ein Strahlabstreifer verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: - Einsetzen des thermoplastischen Polymers (A) in Filmform auf den Aluminiumrahmen (B) (101); - Einbringen des Aluminiumrahmens (B), auf dem sich der thermoplastische Polymerfilm (A) befindet, in ein Rohr (E), das von einem Wärmeofen (C) erhitzt wird und mit der Vakuumpumpe (D) verbunden ist (102); - Einsetzen eines Glasfaserkabels (Y), dessen äußere Oberfläche beschichtet wird, in den Wärmeofen (C) (103); - Überführen des thermoplastischen Polymerfilms (A) in eine Dampfphase, indem er auf einer bestimmten Temperatur innerhalb des Wärmeofens (C) (104) gehalten wird; - Intensivieren des thermoplastischen Polymers (A), das innerhalb des Ofens (C) in eine Dampfphase übergeführt wird und gegen hohe Temperaturen beständig ist, durch Verringern der Temperatur innerhalb des Ofens (C) (105); und - Erhalten des Mantelstrahlabstreifers (1) durch Beschichten des Glasfaserkabels (Y) mit dem thermoplastischen Polymer (A), das in Form von Wassertröpfchen in Nano- oder Mikrogröße intensiviert ist (106).
Herstellungsverfahren (100) eines Mantelstrahlabstreifers (1) nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete thermoplastische Polymer (A) Polyethersulfon (PES) ist.
Herstellungsverfahren (100) eines Mantelstrahlabstreifers (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2; dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Polymerfilm (A) in einem Temperaturbereich von 290-310 °C innerhalb des Wärmeofens (C) bereitgestellt wird und nach einem 25-35 Minuten langen Halten in eine Dampfphase übergeführt wird.
Mantelstrahlabstreifer (1), der durch ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche erhalten wird und dadurch gebildet wird, dass das Polymer in Inselchen (Z), wie Wassertropfen, auf hydrophoben Oberflächen an der Oberfläche haftet und dann eine Fläche bedeckt, ohne dass sie einander berühren, und durch diese Konfiguration dafür sorgt, dass das Licht besser gestreut wird als bei Dünnfilmen.
Mantelstrahlabstreifer (1), der durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 erhalten wird und darauf abzielt, die Faser von außen vor äußeren Einflüssen zu schützen, ihre Beständigkeit gegen hohe Temperaturen zu erhöhen und das Licht, das eine neue Nutzungsfläche aufweist, abzustreifen.