DE19832277A1 - UVC-Flüssigkeitslichtleiter - Google Patents
UVC-FlüssigkeitslichtleiterInfo
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- G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Flüssigkeitslichtleiter für die
Übertragung von UVC-Strahlung, im Wellenlängenbereich von etwa 220nm-
280nm. Der UVC-Lichtleiter kann an eine nicht kohärente Strahlungsquelle
für UVC-Strahlung, wie z. B. eine Hg-Mitteldrucklampe angekoppelt werden,
wobei die vom Lichtleiter emittierte UVC-Strahlung z. B. zum photochemischen
Aushärten von Klebern oder Lacken verwendet werden kann. Vorzugsweise
ist der Lichtleiter flexibel.
UVC-Lichtleiter sind seit langem bekannt. Sie bestehen aber im Gegensatz
zum beanspruchten Flüssigkeitslichtleiter aus flexiblen Glasfaserbündeln. Die
einzelnen Fasern dieser Bündel bestehen aus synthetischem Quarzglas
(Brechzahl n1) und sind mit einem fluordotiertem Quarzglas (Brechzahl n2)
ummantelt, wobei ein maximaler optischer Aperturwinkel 2α von etwa 25°
erreicht werden kann.
Derartige Quarzglas-Faserbündel-Lichtleiter werden z. B. von der Firma Schott
hergestellt, sind sehr teuer und können wegen ihres geringen Aperturwinkels
nur einen relativ kleinen Raumwinkelanteil eines inkohärenten UVC-Strahlers
erfassen.
Es wäre daher wünschenswert, wenn man für die Übertragung von UVC-
Strahlung Flüssigkeitslichtleiter, bestehend aus einem flüssigen Kern und
einem Mantel aus Plastik, verwenden könnte, welche größere optische
Aperturwinkel aufweisen und somit eine höhere Übertragungskapazität
erlauben, und möglicherweise auch billiger herzustellen sind.
Der seit über 20 Jahren auf dem Markt befindliche Flüssigkeitslichtleiter für die
Übertragung von UVA-Strahlung, bestehend aus einem Teflon® FEP
Schlauch, gefüllt mit einer wäßrigen CaCl2-Lösung (n = 1,435) wie in
P 24 06 424 beschrieben, weist zwar im UVA-Bereich (320nm-400nm) eine
hohe Transmission und gute photochemische Stabilität auf, ist aber infolge
photochemischer Zersetzung, z. B. bei λ = 250 nm nicht für die Übertragung
von UVC-Strahlung geeignet.
Durch Verschiebung des pH-Wertes der wäßrigen CaCl2-Lösung vom sauren
in den alkalischen Bereich kann man die photochemische Stabilität und somit
die Konstanz der Transmission bis in den UVB-Bereich hinein (280nm-
320nm) ausdehnen, (siehe DE OS 195 18 147 oder US-Patent 5.737.473).
Aber selbst diese stabilisierte Lösung zersetzt sich bei intensiver Bestrahlung
im UVC-Bereich.
In der deutschen Patentanmeldung DE-OS 40 14 363. 5 werden Flüssigkeits
lichtleiter mit alternativen Flüssigkeiten für stabile Übertragung von Strahlung
im UVB Bereich angegeben, die aus der Gruppe der wäßrigen Phosphat
lösungen stammen, wie z. B. wäßrige Lösungen aus K3PO4, K2HPO4,
KH2PO4, NaH2PO4 und Na2HPO4.
Nachteilig ist bei diesen Lösungen, daß sich der optische Brechungsindex
wegen Salzausfalls in der Kälte nicht so hoch einstellen läßt wie bei den
Lösungen bestehend aus CaCl2/H2O, so daß der maximale optische Apertur
winkel unbefriedigend ist. Ein weiterer Nachteil dieser wäßrigen Phosphat
lösungen besteht darin, daß sie einen partiellen Wasserdampfdruck besitzen,
der wesentlich über dem der wäßrigen CaCl2-Lösungen liegt, so daß die
Flüssigkeitslichtleiter mit Phosphatlösungen in Teflon® FEP Schläuchen trotz
der äußerst geringen H2O-Dampfpermeabilität der Fluorkohlenstoff-Polymere
bereits nach ca. einem Jahr Bläschen entwickeln, was für die Strahlungstrans
mission prohibitiv ist.
Nachdem die Firma DuPont und später die Firma Ausimont neue hochtrans
parente und extrem niedrig brechende Fluorpolymere auf den Markt gebracht
haben (Teflon® AF, Hyflon® AD), ist es möglich geworden, totalreflektierende
Innenoberflächen bei Flüssigkeitslichtleitern zu verwenden, deren Brechungs
index wesentlich niedriger ist, als der von Teflon® FEP. Dadurch erhalten die
Flüssigkeitslichtleiter mit Phosphatlösungen akzeptable maximale Apertur
winkel 2α im Bereich von über 50°.
Da mit diesen neuen "amorphen" Fluorpolymeren von Dupont und Ausimont
aus flüssiger Phase ein Teflon® Schlauch innen beschichtet werden kann,
wirken sie auch als Politur für die Innenflächen der extrudierten Teflon®
Schläuche, so daß vor allem für kurzwellige UV-Strahlung die Reflexions
bedingungen verbessert werden.
In den DE-OS 40 24 445 und 42 33 087 sowie der GP PS 2 248 312 werden
Flüssigkeitslichtleiter beschrieben, welche Teflon® AF als innere Mantel
oberfläche verwenden. In der DE-OS 40 24 445 wird erwähnt, daß Fluorid
lösungen, wie z. B. KF in H2O, für kurzwellige UV-Strahlung geeignet sind.
Fluoridlösungen haben allerdings den Nachteil, daß die erreichbaren und
praktikablen Brechungsindices der Lösungen nicht wesentlich über dem Wert
von n = 1,35-1,36 liegen, und daß diese Lösungen außerdem die beiden
Quarzglasstöpsel, mit denen die Flüssigkeitslichtleiter an beiden Enden
abgedichtet werden, anlösen. Da diese Quarzstöpsel jedoch als optische
Fenster dienen, wird ihre optische Transmission durch Anlösen der polierten
Glasflächen beeinträchtigt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand also darin, aus der Vielzahl
der in der Literatur erwähnten möglichen Lichtleiterflüssigkeiten für den UVA-
und UVB-Bereich, eine Flüssigkeit zu finden, welche sogar noch im UVC-
Bereich als Lichtleiterflüssigkeit verwendet werden kann.
Hierbei sind folgende Eigenschaften für die Flüssigkeit erforderlich:
- 1. Die Flüssigkeit sollte im UVC-Bereich (280nm ≧ λ ≧ 220nm) transparent sein, und zwar bei Schichtdicken bis zu 2000mm. Anders ausgedrückt: die Transparenz im UVC-Bereich sollte möglichst nahe an der von Reinst wasser liegen.
- 2. Die Flüssigkeit für UVC-Lichtleiter sollte einen Brechungsindex haben, der mindestens so hoch ist, daß ein optischer Aperturwinkel 2α von etwa 50° zu erreichen ist. Dieser Wert soll erreicht werden bei einem Brechungsindex der total reflektierenden Manteloberfläche von n =1,29- 1,325. Nur dann sind die Biegeverluste eines Lichtleiters mit typisch 5mm lichtaktivem Durchmesser noch akzeptabel.
- 3. Die Flüssigkeit sollte sich über lange Zeiträume bei Dauerbestrahlung mit einer UVC-Lichtquelle (z. B. einer Hg-Mitteldrucklampe) nicht zersetzen, d. h. die Flüssigkeit muß in dem extrem photochemisch aktiven UVC-Bereich stabil bleiben. Diese Forderung hängt eng mit der For derung 1. zusammen. Organische Flüssigkeiten (mit Ausnahme weniger zu niedrig brechender perfluorierter Flüssigkeiten) weisen im UVC- Bereich keine photochemische Stabilität auf und entfallen somit als Lichtleiterflüssigkeit in diesem Spektralbereich.
- 4. Der mit der UVC-Flüssigkeit gefüllte Flüssigkeitslichtleiter sollte Temperaturen bis mindestens -10°C ohne Salzausfall überstehen.
- 5. Es wäre wünschenswert, wenn die Flüssigkeit aus markt- und sicherheits technischen Gründen außerdem noch physiologisch unbedenklich wäre.
Aus der Vielzahl der in der Literatur für den UVA- und UVB-Bereich erwähnten
Lichtleiterflüssigkeiten hat sich für den UVC-Bereich nur eine einzige
Flüssigkeit als geeignet erwiesen, nämlich eine wäßrige Lösung von
NaH2PO4.
Um dies zu veranschaulichen, wurden UV-Transmissionsmessungen von
verschiedenen wäßrigen Salzlösungen durchgeführt, wobei die Schichtdicke
10 cm betrug, und für jede Salzlösung ein Brechungsindex von n = 1,335
eingestellt wurde, also ein Wert, der nur 2/1000 über dem von H2O liegt. Für
diese Messungen wurden nur Substanzen der höchsten Reinheitsstufe
(suprapur) verwendet, einschließlich des Lösungsmittels H2O. Die spezifi
schen Salze sind der Patentliteratur für UVB-Flüssigkeitslichtleiter entnom
men. Man kann auf diese Weise sehr genau die absolute Lage der jeweiligen
UV-Absorptionskante ermitteln, wobei eventuell noch vorhandene Verunrei
nigungen im ppm-Bereich sich in der Lage der UV-Kante nicht mehr bemerk
bar machen.
Die Abb. 1 zeigt die relative Lage der UV-Abfallkanten der gemessenen
Salzlösungen zueinander und auch in Relation zu der UV-Absorptionskante
von Reinstwasser. Aus Abb. 1 ist auch zu entnehmen, daß die aus dem
UVA- und UVB-Bereich bekannten Salzlösungen auch für den UVC-Bereich
geeignet sein könnten, weil deren Transparenz im Bereich von 220nm-280nm
in etwa vergleichbar gut ist.
Es hat sich aber herausgestellt, daß mit einer Ausnahme, nämlich
NaH2PO4/H2O, alle anderen Flüssigkeiten gravierende Nachteile aufweisen.
So reagieren die wäßrigen Lösungen von K2HPO4 (wegen ihrer starken
Basizität) und KF (wegen der Anwesenheit von HF) mit den Oberflächen der
Quarzglasfenster. Als Folge davon treten nach ca. einem Jahr Trübungen an
den optischen Fenstern auf, welche die Transmission der Lichtleiter stark
reduzieren. Außerdem weisen hochkonzentrierte Lösungen von KF nur
geringe Brechungsindices (≦ 1,36) auf, so daß nur unzureichende Apertur
winkel erreichbar sind. Darüber hinaus sind sie physiologisch bedenklich.
Wäßrige Lösungen aus CaCl2 sind - wie eingangs erwähnt - im UVC-
Bereich photochemisch nicht stabil. Bei einem Dauerbestrahlungsversuch
eines Flüssigkeitslichtleiters auf Basis von CaCl2/H2O mit einer ungefilterten
25-Watt Hg-Hochdrucklampe, sinkt nämlich die Transmission des Lichtleiters
bei λ = 250nm (T250) schon nach 45 Stunden von ursprünglich 57% auf 1%
ab. (siehe Tabelle 1a).
Die bereits erwähnten Salzlösungen auf Phosphatbasis, nämlich K3PO4,
KH2PO4 und Na2HPO4 erfüllen ebenfalls nicht die gestellten Kriterien. Die
Löslichkeiten von KH2PO4 und Na2HPO4 in H2O sind so gering, daß keine
auch nur annähernd brauchbaren Brechungsindices erreicht werden können.
Darüber hinaus sind wäßrige Lösungen von K3PO4 noch basischer als
Lösungen von K2HPO4, so daß auch in diesem Fall die optischen Quarzglas
fenster angelöst werden.
Aus der Vielzahl der beschriebenen Salzlösungen verbleibt somit lediglich
die wäßrige Lösung von NaH2PO4. Überraschenderweise hat sich nämlich
herausgestellt, daß diese Lösung von NaH2PO4 alle Kriterien 1.-5. in befriedi
gender Weise erfüllt. Darüber hinaus ist die Transparenz im Vergleich zu den
Lösungen c-e der Abb. 1 optimal.
Ein Aperturwinkel von mindestens 50° läßt sich mit dieser NaH2PO4 -Lösung
erreichen, da ein Brechungsindex im Bereich von n = 1,38-1,39 einstellbar ist.
Eine solche Lösung bleibt auch bei -10°C stabil, d. h. es findet kein Salzausfall
statt. Außerdem ist die NaH2PO4-Lösung im UVC-Bereich photochemisch
stabil. Ein Dauerbestrahlungsversuch eines Flüssigkeitslichtleiters mit der
NaH2PO4/H2O-Lösung (n = 1,38) mit einer 25-Watt UVC-Lichtquelle von bis
zu 336 Stunden zeigt eine konstante Transmission von etwa 65% bei der
Testwellenlänge λ = 250nm. (siehe Tab. 1b).
Darüber hinaus ist die Lösung physiologisch unbedenklich, und da sie sauer
reagiert (pH = 4-5), werden auch nicht die Quarzglasfenster angelöst.
Abb. 2 zeigt die optische Transmissionskurve eines UVC-Flüssigkeits
lichtleiters mit 1000mm Länge und einem lichtaktiven Kern von 5mm
Durchmesser, bestehend aus einem Teflon® FEP Schlauch (∅i = 5mm; ∅a =
6mm), gefüllt mit einer wäßrigen NaH2PO4 Lösung (n = 1,38). Der FEP-
Schlauch ist auf seiner Innenoberfläche mit einer 3µ dicken Teflon® AF 1600-
Schicht (n = 1,31) beschichtet. Der Lichtleiter ist an beiden Enden durch
zylindrische SiO2-Fenster abgedichtet. Der einfallende Meß-Strahl hatte eine
Divergenz von 25°. Die gestrichelte Kurve in Abb. 2 zeigt vergleichsweise die
Transmission eines Quarzfaserbündel UVC-Lichtleiters mit gleicher
Dimension und unter gleichen Meßbedingungen. Man erkennt die deutliche
Überlegenheit des UVC-Flüssigkeitslichtleiters.
Der einzige Nachteil, den der Flüssigkeitslichtleiter mit der NaH2PO4-Lösung
aufweist, besteht darin, daß der partielle Wasserdampfdruck der Lösung mit
n = 1,38-1,39 einer relativen Feuchte von etwa 80% entspricht. Bei einer
relativen Feuchte der Umgebung von üblicherweise etwa 60% gibt es eine
wenn auch sehr langsame Diffusion von H2O-Dampf durch die Wand des
Teflon® FEP-Schlauches in die Atmosphäre. Als Folge dieser Diffusion von
Wasserdampf durch die permeable Plastikwand entstehen in dem erfindungs
gemäßen UVC-Lichtleiter nach 9-12 Monaten Bläschen mit der Folge einer
rapiden Transmissionsabnahme. Dieser Diffusionsprozeß von H2O-Dampf
durch die Schlauchwand des Lichtleiters kann verlangsamt werden, wenn
man die Wandstärke des Teflon® FEP-Schlauches, die üblicherweise aus
Gründen der Flexibilität zwischen 3/10mm und 5/10mm liegt, auf mehr als das
Doppelte erhöht. Die bläschenfreie Lebensdauer des Lichtleiters würde so
proportional mit der Verdickung der Wandstärke des Teflonschlauches erhöht
werden. Allerdings muß dann eine Reduzierung der Flexibilität des Lichtleiters
in Kauf genommen werden.
Eine Alternative zur Erhöhung der Lebensdauer des UVC-Lichtleiters mit
NaH2PO4-Lösung besteht darin, daß man den Lichtleiter in einer konzen
trischen Anordnung aus zwei Teflonschläuchen herstellt, wobei sich im Raum
zwischen den beiden Teflonschläuchen, der nur wenige 1/10 mm betragen
kann, Wasser oder eine wäßrige Lösung befindet, deren partieller Wasser
dampfdruck größer ist als der der lichtleitenden NaH2PO4-Lösung im inneren
Teflonschlauch. Eine derartige Anordnung ist in Abb. 3 dargestellt. Die
NaH2PO4-Lösung 1 befindet sich im Innern des FEP-Schlauches 3, der an
beiden Enden durch zylindrische Quarzglasstöpsel 2a, 2b abgedichtet ist. Der
FEP Schlauch 3 hat typische Maße: 5mm ∅i; 6mm ∅a.
Konzentrisch zu dem FEP-Schlauch 3 ist ein zweiter FEP-Schlauch 4
angeordnet, der z. B. die Maße 6,4 ∅i; 7,0 ∅a hat, also dünnwandiger ist als
der innere FEP-Schlauch 3 und einen Zwischenraum 5 bildet von im Mittel
2/10 mm. Sowohl der Außenschlauch 4 als auch der Innenschlauch 3 sind
durch eine einzige O-Ring-Dichtung 6a, 6b mit den Abschlußfenstern 2a und
2b flüssigkeitsdicht verpreßt. Statt der O-Ringe 6a, 6b können auch metal
lische Krimphülsen verwendet werden, wobei mit einem Krimpwerkzeug und
einer einzigen Krimphülse beide Schläuche 3 und 4 gleichzeitig mit dem
jeweiligen Fenstern 2a oder 2b verpreßt werden. In dem Raum 5 zwischen
der beiden Schläuchen 3 und 4 befindet sich Wasser oder eine wäßrige
Lösung, deren partieller Wasserdampfdruck größer ist als der der lichtleiten
der NaH2PO4-Lösung. Der innere FEP Schlauch 3 ist auf seiner Innenober
fläche in hier nicht dargestellter Weise mit einer ca. 3µ dicken Teflon® AF-
Schicht ausgekleidet oder einer Schicht aus einem anderen hochtransparen
ten, perfluorierten Material, dessen Brechungsindex kleiner als 1,33 ist, wie
z. B. Hyflon®AD.
Wichtig für die Erhöhung der Lebensdauer des NaH2PO4-UVC-Lichtleiters auf
den Zeitraum von 5-10 Jahren, auch in Ländern mit geringer Feuchte
(Kalifornien), ist die Tatsache, daß nicht nur der Innenschlauch 3 aus einem
Fluorkohlenstoff-Polymer, wie Teflon® FEP, Hyflon® MFA oder THV (3M),
besteht, sondern auch der äußere Schlauch 4, weil unter den flexiblen Plastik
schläuchen, so wie sie für Flüssigkeitslichtleiter erforderlich sind, solche aus
Fluorkohlenstoff-Polymeren die geringsten Permeabilitäten für Wasserdampf
aufweisen. Der Schlauch 4 kann eine Wandstärke besitzen, die nur 2/10-
5/10 mm beträgt, weil die Wasserschicht in dem Raum zwischen den
Schläuchen 3 und 4 durchaus Bläschen bekommen darf. Die Wirkung der
konzentrischen Schlauchanordnung ist nämlich auch dann gegeben, wenn
der Raum zwischen den Schläuchen 3 und 4 nur partiell mit Wasser gefüllt ist.
Außerdem reduziert ein im Vergleich zu Schlauch 3 dünnwandigerer
Schlauch 4 die Flexibilität des Lichtleiters nur unwesentlich. Um die Wirksam
keit der Doppel-Teflonschlauch-Anordnung zu verifizieren, wurde folgender
Versuch gemacht:
Ein UVC-Lichtleiter in folgender Ausführung:
Innenschlauch 3: Teflon® FEP: 5∅i × 6∅a × 3000
Füllung 1: NaH2PO4 in H2O, n = 1,38
Außenschlauch 4: Teflon® FEP: 6,4∅i × 7,0∅a × 3000
Flüssigkeit zwischen Schlauch 3 und 4: H2O
wurde in einem Dauerversuch im Wärmeofen auf 50°C gehalten. Ebenso wurde ein Kontrollichtleiter behandelt mit identischem Innenschlauch 3 und identischer Füllung 1 aber ohne Außenschlauch 4 und somit auch ohne Wasserschicht 5. Während der Doppelschlauch-Lichtleiter auch nach 6 Monaten noch keine Blasenbildung und somit auch noch konstante Transmis sion aufwies, zeigten sich bei dem Kontrollichtleiter bereits nach zwei Wochen Bläschen, die rasch größer wurden.
Ein UVC-Lichtleiter in folgender Ausführung:
Innenschlauch 3: Teflon® FEP: 5∅i × 6∅a × 3000
Füllung 1: NaH2PO4 in H2O, n = 1,38
Außenschlauch 4: Teflon® FEP: 6,4∅i × 7,0∅a × 3000
Flüssigkeit zwischen Schlauch 3 und 4: H2O
wurde in einem Dauerversuch im Wärmeofen auf 50°C gehalten. Ebenso wurde ein Kontrollichtleiter behandelt mit identischem Innenschlauch 3 und identischer Füllung 1 aber ohne Außenschlauch 4 und somit auch ohne Wasserschicht 5. Während der Doppelschlauch-Lichtleiter auch nach 6 Monaten noch keine Blasenbildung und somit auch noch konstante Transmis sion aufwies, zeigten sich bei dem Kontrollichtleiter bereits nach zwei Wochen Bläschen, die rasch größer wurden.
Da bei dem eben beschriebenen Wärmetest die Wasserdampf-Diffusionspro
zesse wesentlich beschleunigt werden, erlaubt dieser Test eine zulässige
Extrapolation der Lebensdauer des erfindungsgemäßen UVC-Lichtleiters auf
mehrere Jahre unter normalen Umgebungsbedingungen.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Doppelschlauch-Lichtleiters mit
H2O-Zwischenschicht läuft wie folgt ab:
Erster Schritt: Der Außenschlauch 4, der eine beliebige Länge haben kann
wird zunächst mit H2O gefüllt und an einem Ende abgedichtet.
Zweiter Schritt: Die Innenseele des Lichtleiters bestehend aus Schlauch 3,
lichtleitender Flüssigkeit 1 und den Fenstern 2a und 2b wird in konventioneller
Weise hergestellt.
Dritter Schritt: Die Innenseele wird in den mit H2O gefüllten Außenschlauch 4
hineingeschoben bis zur Bündigkeit der beiden Schlauchenden, wobei
Wasser aus Schlauch 4 verdrängt wird.
Vierter Schritt: An der Bündigkeitsstelle wird die erste Dichtung in Form einer
O-Ring Quetsche oder einer Krimphülse angebracht, so daß beide konzen
trische Schlauchenden einseitig mit dem Lichtleiterfenster verpreßt sind.
Fünfter Schritt: Schlauch 4 wird in etwa bündig mit dem zweiten Lichtleiter
fenster bzw. dem Ende von Schlauch 3 abgeschnitten.
Sechster Schritt: Die zweite Dichtung kann jetzt analog der ersten durch
geführt werden. Die nahezu vollständig mit H2O ausgefüllte Zwischenschicht 5
ergibt sich aufgrund dieser Vorgehensweise ohne Schwierigkeiten von selbst.
Claims (12)
1. Flüssigkeitslichtleiter für den UVC-Bereich von 220nm bis 280nm umfas
send einen Teflon® FEP- oder einen Hyflon® MFA-Lichtleiterschlauch
(3) welcher innen mit einem Fluorpolymer beschichtet ist, wobei die
Schichtdicke < 1µ beträgt und der Brechungsindex des Beschichtungs
materials unterhalb von 1,333 liegt, dadurch gekennzeichnet, daß als
lichtleitende Flüssigkeit (1) eine wäßrige Lösung von NaH2PO4
verwendet wird.
2. Flüssigkeitslichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
lichtleitende Flüssigkeit (1) einen Brechungsindex von unter 1,40
aufweist.
3. Flüssigkeitslichtleiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
wäßrige Lösung eine Konzentration von 2,5 bis 6,5 mol/l NaH2PO4
aufweist.
4. Flüssigkeitslichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lichtleiterschlauch (3) ummantelt ist und daß
zwischen Mantel (4) und Lichtleiterschlauch (3) sich Wasser (5) oder
eine wäßrige Lösung (5) befindet, deren partieller Wasserdampfdruck
größer als oder gleich wie der der lichtleitenden NaH2PO4-Lösung ist.
5. Flüssigkeitslichtleiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Innendurchmesser des Mantels (4) maximal 1 mm, vorzugsweise
nicht mehr als 0,5 mm, größer ist als der Außendurchmesser des
Lichtleiterschlauches (3) und daß der Mantel (4) ebenfalls ein Schlauch
ist, welcher konzentrisch um den Lichtleiterschlauch (3) angeordnet ist.
6. Flüssigkeitslichtleiter nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mantelschlauch (4) ein Fluorpolymer enthält
oder aus diesem besteht.
7. Flüssigkeitslichtleiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mantelschlauch (4) aus Teflon® FEP, Teflon® PTFE, Hyflon® MFA,
Teflon® PFA, Teflon® PCTFE, Teflon® ETFE, THV (3M) oder einem
Fluorelastomer besteht.
8. Flüssigkeitslichtleiter nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Mantelschlauches (4) geringer
ist als die Wandstärke des Lichtleiterschlauches (3).
9. Flüssigkeitslichtleiter nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lichtleiterschlauch (3) zusammen mit dem
Mantelschlauch (4) mit einer einzigen Krimphülse oder einer einzigen O-
Ring-Quetschdichtung (6a, 6b) mit den zylindrischen Quarzfenstern
(2a, 2b) des Lichtleiters verpreßt sind.
10. Flüssigkeitslichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Lichtleiterschlauches (3)
mindestens 0,75 mm beträgt und dieser nicht ummantelt ist.
11. Verwendung einer wäßrige NaH2PO4-Lösung mit einem Brechungs
index unterhalb von 1,4 und/oder einer Konzentration von 2,5 bis 6,5
mol/l als lichtleitende Flüssigkeit in einem UVC-Lichtleiter im Wellen
längenbereich von 220nm bis 280nm.
12. Verfahren zur Herstellung eines UVC-Flüssigkeitslichtleiters nach einem
der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) der innere Lichtleiterschlauch (3) mit der wäßrigen NaH2PO4- Lösung (1) gefüllt und an beiden Enden mit Quarzstöpseln (2a, 2b) abgedichtet wird;
- b) der äußere Mantelschlauch (4) an einem Ende abgedichtet und mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung gefüllt wird;
- c) der innere Lichtleiterschlauch (3) in den äußeren mit Wasser oder Lösung gefüllten Mantelschlauch (4) hineingeschoben wird bis Bündigkeit besteht, wobei er Wasser bzw. Lösung aus dem äußeren Mantelschlauch (4) verdrängt;
- d) an der Bündigkeitsstelle eine erste Dichtung in Form einer O-Ring Quetsche (6a, 6b) oder einer Krimphülse angebracht wird, so daß beide konzentrischen Schlauchenden einseitig mit dem ersten Lichtleiterfenster verpreßt sind;
- e) der äußere Mantelschlauch (4) mit dem zweiten Lichtleiterfenster in etwa bündig abgeschnitten und die zweite Dichtung analog der ersten Dichtung angebracht wird.
Priority Applications (9)
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DE19832277A Withdrawn DE19832277A1 (de) | 1997-12-15 | 1998-07-17 | UVC-Flüssigkeitslichtleiter |
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---|---|---|---|
DE29722130U Expired - Lifetime DE29722130U1 (de) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | Biegsamer Lichtleiter mit flüssigem Kern |
Family Applications After (1)
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---|---|---|---|
DE59806472T Expired - Lifetime DE59806472D1 (de) | 1997-12-15 | 1998-12-01 | Uvc-flüssigkeitslichtleiter |
Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6898216B1 (en) | 1999-06-30 | 2005-05-24 | Lambda Physik Ag | Reduction of laser speckle in photolithography by controlled disruption of spatial coherence of laser beam |
-
1997
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- 1998-12-01 DE DE59806472T patent/DE59806472D1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6898216B1 (en) | 1999-06-30 | 2005-05-24 | Lambda Physik Ag | Reduction of laser speckle in photolithography by controlled disruption of spatial coherence of laser beam |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE59806472D1 (de) | 2003-01-09 |
DE29722130U1 (de) | 1998-03-26 |
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8141 | Disposal/no request for examination |