DE19849431A1 - Arrangement for cooling optical conductor bundles and optic guide arrays has coolant which fills housing chambers with unenclosed conductor and has lower refractive index than conductor core - Google Patents

Arrangement for cooling optical conductor bundles and optic guide arrays has coolant which fills housing chambers with unenclosed conductor and has lower refractive index than conductor core

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DE19849431A1
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Abstract

The arrangement has housing (1) containing at least one holder (4) for a light conductor or bundle (10), at least one housing chamber bounded by holders, different specially shaped regions for encasing the conductor, whereby individual chambers and/or holders are each associated with a region of conductor, and one or more coolants passing through the chambers. The coolant which fills the chambers with the unenclosed conductor has a lower refractive index than the core of the conductor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kühlen von Lichtleitem und Lichtleiterbündeln, insbesondere von solchen, die thermisch hoch belastet sind und bei denen hohe Strahlungsleistungen an den Lichtleiterenden ein- oder auszukoppeln sind. Solche Anordnungen können beispielsweise bei UV-Beleuchtungssystemen mit faseroptischer Ein- oder Auskopplung zur Anwendung kommen.The invention relates to an arrangement for cooling light guides and Optical fiber bundles, especially those that are highly thermally stressed and at which have high radiation powers at the ends of the light guide. Such arrangements can be used, for example, in UV lighting systems fiber optic coupling or decoupling are used.

Für hohe Anforderungen an die Ausgangsleistung an den Lichtleiter- oder Faserenden ist es beispielsweise bei zu beleuchtenden mikrooptischen Arrays bekannt, eine Gesamtanordnung, bestehend aus Quecksilberhochdrucklampe, Ellipsoidspiegel, Quarzstab als Lichtmischer und hochaperturigen Quarzfasern, vorzusehen. So können z. B. bis zu 200 Einzelfasern zu einem Lichtleitbündel zusammengesetzt werden. Hochaperturige Lichtleiter für den UV-Bereich stehen kommerziell nur mit speziellen Materialien für Cladding (unmittelbar auf den Faserkern aufgebrachte Beschichtung) und Jacket (äußere Beschichtung, vor allem zum Schutz des Lichtleiters) zur Verfügung, die gegenwärtig eine maximale thermische Belastung von etwa 150°C aushalten. Bedingt durch die Bündelung der Einzelfasern in einer hohen Packungsdichte, durch die hohe Strahlungsleistung auf der Eintrittsfläche des Lichtleiterbündels und durch die physikalisch bedingte Absorption von Strahlung im Cladding und Jacket besteht die Gefahr, daß das Lichtleiterbündel thermisch zerstört wird und gute Lichtleiteigenschaften nicht erreicht werden können. Diese Gefahr besteht um so mehr dann, wenn die Fasern mit Ummantelungen aus Kunststoff versehen sind. Eine Kühlung des thermisch hochbelasteten Faser- oder Lichtleiterbündels, beispielsweise mit Druckluft, ist nicht ausreichend und je nach Anwendungszweck aus akustischen Gründen oft nicht akzeptabel.For high demands on the output power at the light guide or fiber ends it is known, for example, in the case of micro-optical arrays to be illuminated, one Overall arrangement, consisting of high-pressure mercury lamp, ellipsoid mirror, Quartz rod as light mixer and high-aperture quartz fibers to be provided. So can e.g. B. up to 200 individual fibers can be assembled into a light guide bundle. High-aperture light guides for the UV range are only commercially available with special ones Cladding materials (coating applied directly to the fiber core) and jacket (outer coating, especially to protect the light guide) Available, which currently has a maximum thermal load of approximately 150 ° C withstand. Due to the bundling of the individual fibers in a high Packing density, due to the high radiation power on the entrance surface of the Optical fiber bundle and the physical absorption of radiation in the Cladding and jacket run the risk of thermally destroying the optical fiber bundle and good light-guiding properties cannot be achieved. This danger is even more so when the fibers are encased in plastic are provided. A cooling of the thermally highly loaded fiber or Optical fiber bundle, for example with compressed air, is not sufficient and depends on Application is often not acceptable for acoustic reasons.

Auch eine Kühlung mit Wasser ist häufig nicht effizient genug. Bei der Ein- oder Auskopplung von UV-Strahlung hoher Leistung werden durch das entstehende Ozon zusammen mit dem Wasser aggressive chemische Verbindungen gebildet, die ungünstigen Einfluß auf die Materialien der Anordnung haben können.Cooling with water is often not efficient enough. When entering or Decoupling of UV radiation of high power is caused by the ozone produced together with water, aggressive chemical compounds are formed which can have an unfavorable influence on the materials of the arrangement.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Anordnung zum Kühlen von Lichtleitern und Lichtleiterbündeln zu schaffen, mit welcher es mit geringem Aufwand und unter Erreichung einer guten Kühlwirkung und hoher Packungsdichte der Lichtleiter ermöglicht wird, eine hohe Energie- und Strahlungsleistung in Lichteitern und Lichtleiterbündeln bei Minimierung der Ein- oder Auskoppelverluste ein- oder auszukoppeln ohne die Lichtübertragung in den Lichtleitern und Lichtleiterbündeln negativ zu beeinflussen. Weiterhin ist es Aufgabe, den Endbereich der Lichtleiter so auszubilden, daß maximale Strahlungsleistung ein- oder ausgekoppelt werden kann und eine optimale Kühlung erreicht wird.It is therefore the object of the invention to provide an arrangement for cooling light guides and to create fiber optic bundles with which it can be done with little effort and under  Achievement of a good cooling effect and high packing density of the light guides enables a high energy and radiation output in light conductors and Fiber optic bundles in or minimizing the coupling or decoupling losses to couple out without the light transmission in the light guides and light guide bundles to affect negatively. It is also the task of Form the end area of the light guide so that maximum radiation power or can be decoupled and optimal cooling is achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im ersten Patentanspruch dargelegten Mitteln gelöst. In den weiteren Ansprüchen sind Einzelheiten der Erfindung beschrieben.According to the invention, this object is achieved with those set out in the first claim Means solved. In the further claims are details of the invention described.

So ist es vorteilhaft, wenn eine erste und eine zweite Halterung vorgesehen sind, die aus einem gut wärmeleitenden Material, z. B. Kupfer, bestehen.So it is advantageous if a first and a second holder are provided, the made of a good heat-conducting material, e.g. B. copper exist.

Um eine gute Befestigung der Lichtleiterbündel bzw. der Lichtleiter zu gewährleisten, sind die Lichtleiter in der ersten und der zweiten Halterung aufgenommen und zu einem minimalen, Flüssigkeitdichtheit gewährleistenden Lichtleiterbündel zusammengefaßt, derart, daß zusammen mit den Halterungen und den Wänden des Gehäuses die Gehäusekammern gebildet sind. Dabei sind die Lichtleiter zu einem Lichtleiterbündel mit minimalem Querschnitt zusammengedrückt.In order to ensure a good fastening of the light guide bundles or the light guides, are the light guide in the first and the second holder included and one minimal bundle of light guides ensuring liquid tightness, such that together with the brackets and the walls of the housing Housing chambers are formed. The light guides are a bundle of light guides compressed with minimal cross section.

Um das Licht bzw. die Strahlung in die Endfläche des Lichtleiterbündels störungsfrei einleiten zu können ist in einer Wand der ersten Gehäusekammer ein optisches Eintrittsfenster angeordnet. So ist es vorteilhaft, wenn die Endflächen der Lichtleiter oder die Lichtleiterbündel an einem oder in unmittelbarer Nähe des in der Wand der Gehäusekammer angeordneten Eintrittsfensters liegen, wobei die Lichtleiter in dieser ersten Gehäusekammer ohne jegliche Ummantelung sind.To the light or radiation in the end face of the light guide bundle without interference To be able to initiate is an optical in a wall of the first housing chamber Entry window arranged. So it is advantageous if the end faces of the light guide or the light guide bundle on or in the immediate vicinity of the in the wall of the Housing chamber arranged entrance window, the light guide in this first housing chamber are without any casing.

Entsprechend einer näherer Darstellung der Erfindung sind die Lichtleiter des Lichtleiterbündels in der in Lichtleiterlängserstreckung, folgenden, zwischen der ersten und der zweiten Halterung liegenden, zweiten Gehäusekammer nur mit Cladding, jedoch ohne Jacket, ummantelt. Im in Lichtleiterlängserstreckung folgenden, weiteren Verlauf sind dann die einzelnen Lichtleiter, in der Reihenfolge von innen nach außen gesehen, mit Cladding und Jacket ummantelt. According to a more detailed representation of the invention, the light guides are Optical fiber bundle in the longitudinal extension, following, between the first and the second bracket, second housing chamber only with cladding, but without jacket, covered. In the following, in the optical fiber longitudinal extension The individual light guides then run in the order from the inside to the outside seen, covered with cladding and jacket.  

Um eine effektive Kühlung der Lichtleiter bzw. der Lichtleiterbündel zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn ein geschlossenes, mehrere gesondert regelbare Kühlabschnitte umfassendes Kühlsystem vorgesehen ist und wenn jede Gehäusekammer mit Anschlüssen für die Kühlmittelzu- und die Kühlmittelabführung versehen ist und einem der Kühlabschnitte zugeordnet ist.In order to achieve effective cooling of the light guide or the light guide bundle, it is advantageous if a closed, several separately controllable cooling sections comprehensive cooling system is provided and if each housing chamber with Connections for the coolant supply and the coolant discharge is provided and one the cooling sections is assigned.

Es ist ferner günstig, wenn ein erster Kühlabschnitt der ersten Gehäusekammer und ein zweiter Kühlabschnitt der zweiten Gehäusekammer zugeordnet ist, wobei die Durchflußmenge der Kühlmittel oder des Kühlmittels der beiden Kühlabschnitte entsprechend dem Strömungswiderstand in den einzelnen Gehäusekammern regelbar bzw. einstellbar ist.It is also advantageous if a first cooling section of the first housing chamber and a second cooling section of the second housing chamber is assigned, the Flow rate of the coolant or the coolant of the two cooling sections adjustable according to the flow resistance in the individual housing chambers or is adjustable.

Um eine effektive Kühlung und auch optimale optische Lichtübertragungsverhältnisse in den Lichtleiter zu gewährleisten, ist es von Vorteil, als Kühlmittel vorzugsweise eine inerte Flüssigkeit zu verwenden, wobei der Brechungsindex des Kühlmittels kleiner als der Brechungsindex des Kerns der Lichtleiter ist, um insbesondere in der ersten Gehäusekammer, in der die Lichtleiter nicht ummantelt sind, eine gute Totalreflexion des Lichtes im Lichtleiter zu haben. Des weiteren beeinflußt die Flüssigkeit durch ihre Immersionswirkung die Lichtverhältnisse an den Lichteintriffsflächen der Lichtleiter und Lichtleiterbündel dahingehend vorteilhaft, daß an dieser Stelle die Apertur günstig verändert wird. Als vorteilhaftes Kühlmittel haben sich Flüssigkeiten aus Fluorkohlenstoff erwiesen.Effective cooling and optimal optical light transmission conditions To ensure in the light guide, it is advantageous as a coolant, preferably one to use inert liquid, the refractive index of the coolant being less than the refractive index of the core of the light guide is, especially in the first Housing chamber in which the light guides are not covered, a good total reflection to have the light in the light guide. Furthermore, the liquid affects through its Immersion effect the lighting conditions on the light incidence surfaces of the light guides and Optical fiber bundle advantageous in that the aperture is favorable at this point is changed. Liquids have proven to be an advantageous coolant Proven fluorocarbon.

Eine besonders wirksame Kühlungswirkung ergibt sich, wenn das Kühlmittel im Gegenstrom durch die Gehäusekammern geführt wird.A particularly effective cooling effect results when the coolant in the Counterflow is passed through the housing chambers.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In show the accompanying drawing

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung mit oben geöffnetem Gehäuse, Fig. 1 is a view of an arrangement according to the invention with the housing open top,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit "X" nach Fig. 1, Fig. 2 is an enlarged view of detail "X" in FIG. 1,

Fig. 3 eine Ansicht auf die Vorderseite der erfindungsgemäßen Anordnung und Fig. 3 is a view of the front of the arrangement according to the invention and

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit "Y" nach Fig. 3. Fig. 4 is an enlarged view of detail "Y" of FIG. 3.

In den Fig. 1 bis 4 werden für gleiche Teile bzw. Baugruppen gleiche Bezugszeichen verwendet. In Figs. 1 to 4 identical reference numerals are used for the same parts or assemblies.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Anordnung zum Kühlen von Lichtleiterbündeln und Lichtleitern umfaßt ein Gehäuse, welches vorteilhaft in mehrere Gehäusekammern, z. B. in eine erste 2 und eine zweite Gehäusekammer 3 untergliedert ist. Im Gehäuse 1 sind ferner, wie beispielsweise den Figuren entnehmbar ist, eine erste 4 und eine zweite Halterung 5 angeordnet, welche der Bündelung und sicheren Befestigung der Lichtleiter 6 bzw. Lichtleiterbündel 7 dienen. Diese Halterungen 4 und 5 begrenzen die Gehäusekammern 2 und 3. Es ist vorteilhaft, wenn diese Halterungen 4 und 5 aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, wie z. B. Kupfer, bestehen.The arrangement according to the invention shown in Fig. 1 for cooling optical fiber bundles and optical fibers comprises a housing, which advantageously in several housing chambers, for. B. is divided into a first 2 and a second housing chamber 3 . In the housing 1 , as can be seen in the figures, for example, a first 4 and a second holder 5 are arranged, which serve to bundle and securely fasten the light guides 6 or light guide bundles 7 . These brackets 4 and 5 delimit the housing chambers 2 and 3 . It is advantageous if these brackets 4 and 5 made of a good heat-conducting material, such as. B. copper exist.

Die Lichtleiter 6 und auch das Lichtleiterbündel 7 besitzen innerhalb des Gehäuses Bereiche mit einer unterschiedlichen Ausgestaltung ihrer Ummantelung, demzufolge sind auch die Halterungen 4 und 5 in ihren Abmessungen diesen unterschiedlichen Bereichen angepaßt. So sind in dem die Lichtleiterendflächen 8 umfassenden Bereich 9, der der ersten Gehäusekammer 2 zugeordnet ist, die Lichtleiter 6 weitestgehend ohne jegliche Ummantelung. Die Halterung 4 ist in ihren Abmessungen so dimensioniert, daß in ihr nur mit dem Cladding ummantelte Lichtleiter 10, zu einer flüssigkeitsdichten Packung zusammengedrückt, innerhalb des Gehäuses 1 gehalten werden. Die in Lichtleiterlängserstreckung angeordnete zweite Halterung 5 ist dagegen so bemessen, daß mit ihr mit Cladding und Jacket ummantelte Lichtleiter 7 ebenfalls flüssigkeitsdicht gehalten werden können. Im zwischen der Halterung 4 und der Halterung 5 liegenden Bereich 11 sind die Lichtleiter 10 nur mit Cladding ummantelt. Außerhalb des Gehäuses 1, also in Lichtleiterlängserstreckung jenseits der Halterung 5 sind die Lichtleiter 6 mit Cladding und Jacket umgeben. Da die Lichtleiter bzw. Lichtleiterbündel vorallem für die Übertragung von UV-Strahlung hoher Intensität vorgesehen sind, bestehen die Lichtleiter aus Quarz. Die erfindungsgemäße Anordnung kann jedoch auch Lichtleiter aus einem anderen Werkstoff, z. B. Glas, aufnehmen, wenn Strahlung anderer Wellenlänge effektiv übertragen werden soll. Wie schon oben erwähnt, werden die einzelnen Gehäusekammern 2 und 3 durch die Halterungen 4 und 5 und die darin zusammengedrückten Lichtleiter flüssigkeitsdicht voneinander und nach außen hin abgegrenzt. Am Gehäuse 1 sind, den einzelnen Gehäusekammern 2 und 3 zugeordnet. Ein- und Auslaufanschlüsse für die, die einzelnen Gehäusekammern 2 und 3 vorteilhaft in Gegenstromprinzip durchströmenden Kühlmittel vorgesehen. So sind der Gehäusekammer 2 die Anschlüsse 12 und 13 und der Gehäusekammer 3 die Anschlüsse 14 und 15 zugeordnet, wobei die Anschlüsse 12 und 14 der Kühlmittelzufuhr und die Anschlüsse 13 und 15 der Kühlmittelabführung bei den einzelnen Gehäusekammern 2 und 3 dienen. In den Fig. 1 und 3 ist die Richtung des Kühlmitteltransportes durch Pfeile gekennzeichnet. Je nach Anwendung können für die einzelnen Gehäusekammern 2 und 3 auch unterschiedliche Kühlmittel vorgesehen werden. Beide Gehäusekammern 2 und 3 können jedoch auch, wenn es möglich und erforderlich ist, mit ein und demselben Kühlmittel gekühlt werden. Als Kühlmittel haben sich für die Kühlung der Lichtleiter und Lichtleiterbündel bei der Übertragung vorallem von UV-Strahlung Fluorkohlenstoffverbindungen als vorteilhaft erwiesen, die einen geringeren Brechungsindex als der Kern der Lichtleiter besitzen. Somit kann auch im Bereich 9, in welchem die Lichtleiter nicht ummantelt sind, bei der Umströmung der Lichtleiter mit der Kühlflüssigkeit eine effektive Lichtleitung innerhalb der Lichtleiter gewährleistet werden. Weiterhin werden durch die Immersionswirkung einer solchen Kühlflüssigkeit die Lichtverhältnisse an den Lichtleiterendflächen 8 der Lichtleiter und Lichtleiterbündel dahingehend günstig beeinflußt, daß die Apertur vorteilhaft verändert wird. Ferner wird die Einkoppeleffizienz für die in die Lichtleiter oder Lichtleiterbündel einzukoppelnde Strahlung verbessert, so daß mit einer geringeren optischen Qualität und mit reduzierten Sauberkeitsanforderungen an den Lichtleiterendflächen 8 gearbeitet werden kann. Die Kühlflüssigkeit hat hier also eine Doppelfunktion, nämlich eine optische und eine Kühlfunktion. Um einen wirksamen Durchfluß der Kühlflüssigkeit, insbesondere durch die erste Gehäusekammer 2 zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Lichtleiterendflächen 8 und der Innenfläche des Fensters 17 ein gewisser Abstand eingehalten wird. Damit werden auch die Umströmung der in dieser Bereich 9 von einer Ummantelung befreiten Lichtleiter 10 und damit auch der Kühlung und die optische Wirkung der Kühlflüssigkeit verbessert.The light guides 6 and also the light guide bundle 7 have areas within the housing with a different design of their sheathing, consequently the brackets 4 and 5 are also adapted in their dimensions to these different areas. In the area 9 comprising the light guide end faces 8 , which is assigned to the first housing chamber 2 , the light guides 6 are largely without any sheathing. The dimensions of the holder 4 are such that the light guides 10 , which are only cladding-coated, are pressed inside the housing 1 to form a liquid-tight packing. The second holder 5 arranged in the longitudinal direction of the light guide, on the other hand, is dimensioned such that light guides 7 coated with cladding and jacket can also be held in a liquid-tight manner. In the area 11 lying between the holder 4 and the holder 5 , the light guides 10 are only covered with cladding. Outside the housing 1 , that is to say in the longitudinal direction of the light guide beyond the holder 5 , the light guides 6 are surrounded by cladding and jacket. Since the light guides or light guide bundles are primarily intended for the transmission of UV radiation of high intensity, the light guides consist of quartz. However, the arrangement according to the invention can also be light guides made of another material, e.g. As glass, record if radiation of a different wavelength is to be transmitted effectively. As already mentioned above, the individual housing chambers 2 and 3 are delimited in a liquid-tight manner from one another and from the outside by the holders 4 and 5 and the light guides compressed therein. The individual housing chambers 2 and 3 are assigned to the housing 1 . Inlet and outlet connections for the coolant flowing through the individual housing chambers 2 and 3 advantageously provided in the counterflow principle. Connections 12 and 13 are assigned to the housing chamber 2 and connections 14 and 15 are assigned to the housing chamber 3 , the connections 12 and 14 serving for the coolant supply and the connections 13 and 15 for the coolant discharge in the individual housing chambers 2 and 3 . In Figs. 1 and 3, the direction of the coolant transport is indicated by arrows. Depending on the application, different coolants can also be provided for the individual housing chambers 2 and 3 . However, both housing chambers 2 and 3 can, if possible and necessary, be cooled with one and the same coolant. Fluorocarbon compounds which have a lower refractive index than the core of the optical fibers have proven to be advantageous as coolants for cooling the optical fibers and optical fiber bundles during the transmission of UV radiation in particular. Thus, even in area 9 , in which the light guides are not covered, an effective light guide within the light guide can be ensured when the cooling liquid flows around the light guide. Furthermore, the light conditions at the light guide end faces 8 of the light guides and light guide bundles are favorably influenced by the immersion effect of such a cooling liquid in such a way that the aperture is advantageously changed. Furthermore, the coupling-in efficiency for the radiation to be coupled into the light guide or light guide bundle is improved, so that work can be carried out on the light guide end surfaces 8 with a lower optical quality and with reduced cleanliness requirements. The coolant has a double function here, namely an optical and a cooling function. In order to achieve an effective flow of the cooling liquid, in particular through the first housing chamber 2 , it is advantageous if a certain distance is maintained between the light guide end surfaces 8 and the inner surface of the window 17 . This also improves the flow around the light guides 10 , which are freed of a sheath in this region 9, and thus also the cooling and the optical effect of the cooling liquid.

Fig. 2 zeigt vergrößert den in Fig. 1 mit "X" bezeichneten Teil der Anordnung. In dieser Fig. 2 ist besonders die Gehäusekammer 2 mit dem nicht ummantelten Bereich 9 der Lichtleiter 10 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, daß der Bereich der Lichtleiter 10, welcher mit Cladding ummantelt ist sich ein wenig in die Gehäusekammer 2 hinein erstreckt. Die Lichtleiterendflächen 8, in die die Strahlung eingekoppelt wird, befinden sich an einem oder in der Nähe eines in einer Wand 16 des Gehäuses 1 eingesetzten, strahlungsdurchlässigen Fensters 17 (Fig. 2 und Fig. 3). FIG. 2 shows an enlarged view of the part of the arrangement designated “X” in FIG. 1. In this Fig. 2, the housing chamber 2 is shown with the unclad area 9 of the light guide 10 . It can be seen that the area of the light guide 10 , which is covered with cladding, extends a little into the housing chamber 2 . The light guide end surfaces 8, in which the radiation is coupled, are located at one or in the vicinity of a wall 16 of the housing 1 inserted, radiation transmissive window 17 (Fig. 2 and Fig. 3).

Zur Kühlung der Lichtleiter bzw. Lichtleiterbündel ist vorteilhaft ein geschlossenes, mehrere gesondert regelbare Kühlabschnitte umfassendes Kühlsystem vorgesehen. So ist vorteilhaft einer jeden Gehäusekammer 2 und 3 ein eigener Kühlabschnitt zugeordnet. Die Menge des die einzelnen Kühlabschnitte durchfließenden Kühlmittels ist entsprechend dem Strömungswiderstand in den einzelnen Gehäusekammern 2 und 3 einstell- bzw. regelbar. Um die Kühlung effektiv zu gestalten, wird das Kühlmittel nach dem Gegenstromprinzip durch die einzelnen Gehäusekammern 2 und 3 geleitet.A closed cooling system comprising several separately controllable cooling sections is advantageously provided for cooling the light guides or light guide bundles. Each housing chamber 2 and 3 is advantageously assigned its own cooling section. The amount of coolant flowing through the individual cooling sections can be adjusted or regulated in accordance with the flow resistance in the individual housing chambers 2 and 3 . In order to make the cooling effective, the coolant is passed through the individual housing chambers 2 and 3 according to the counterflow principle.

Es ist natürlich auch möglich ein Kühlsystem mit nur einem Kühlabschnitt für beide Gehäusekammern 2 und 3 vorzusehen, wenn dadurch auch eine ausreichende Kühlung vorgenommen werden kann.It is of course also possible to provide a cooling system with only one cooling section for both housing chambers 2 and 3 , if sufficient cooling can thereby also be carried out.

Fig. 4 zeigt vergrößert eine Ansicht "Y" auf die Wand 18 des Gehäuses 1. Durch das Fenster 17 sind die Lichtleiterendflächen 8 und der nicht ummantelte Bereich 9 der Lichtleiter 10 zu erkennen. Fig. 4 shows an enlarged view of a "Y" on the wall 18 of the housing 1. The light guide end faces 8 and the uncovered area 9 of the light guides 10 can be seen through the window 17 .

Claims (11)

1. Anordnung zum Kühlen von Lichtleiterbündeln und Lichtleitern,
  • 1. mit Lichtleiterbündeln oder Lichtleiter, welche innerhalb der Anordnung Bereiche mit unterschiedlich gestalteter Ummantelung und einen nicht ummantelten Bereich besitzen,
  • 2. mit einem Gehäuse, in welchem mindestens eine Halterung für ein Lichtleiterbündel oder für Lichtleiter vorgesehen ist,
  • 3. mit mindestens einer Gehäusekammer, die innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, durch Halterungen begrenzt ist,
  • 4. mit unterschiedlichen Bereichen spezieller Ausgestaltung der Ummantelung der Lichtleiter oder Lichtleiterbündel innerhalb des Gehäuses, wobei den einzelnen Gehäusekammern und/oder den einzelnen Halterungen jeweils ein Bereich der Lichtleiterbündel oder Lichtleiter zugeordnet ist,
  • 5. mit Kühlmittel oder Kühlmitteln, mit dem oder mit denen die einzelnen Gehäusekammern durchströmt sind, wobei das Kühlmittel, welches die Gehäusekammer mit den nicht ummantelten Lichtleitern ausfüllt, einen geringeren Brechungsindex besitzt als der lichtleitende Kern der Lichtleiter
1. arrangement for cooling optical fiber bundles and optical fibers,
  • 1. with light guide bundles or light guides, which have areas with differently designed cladding and an unclad area within the arrangement,
  • 2. with a housing in which at least one holder for an optical fiber bundle or for optical fibers is provided,
  • 3. is bounded by brackets with at least one housing chamber which is provided within the housing,
  • 4. with different areas of special design of the sheathing of the light guides or light guide bundles within the housing, with a region of the light guide bundles or light guides being assigned to the individual housing chambers and / or the individual holders,
  • 5. with coolant or coolants with which or through which the individual housing chambers flow, the coolant which fills the housing chamber with the unclad optical fibers has a lower refractive index than the light-conducting core of the optical fibers
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Halterung vorgesehen sind, welche aus einem gut wärmeleitenden Material bestehen.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a first and a second holder are provided, which consist of a good consist of heat-conducting material. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter in der ersten und der zweiten Halterung aufgenommen und zu einem minimalen, Flüssigkeitsdichtheit gewährleistenden Lichtleiterbündel zusammengedrückt sind, derart, daß zusammen mit den Halterungen und den Wänden des Gehäuses die Gehäusekammern gebildet sind.3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the light guide in the first and the second holder included and one minimal bundle of light guides ensuring liquid tightness are such that together with the brackets and the walls of the housing Housing chambers are formed. 4. Anordnung nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen der Lichtleiter oder der Lichtleiterbündel an einem oder in unmittelbarer Nähe eines in einer Wand einer ersten Gehäusekammer angeordneten, strahlungsdurchlässigen Fensters liegen, wobei die Lichtleiter in dieser ersten Gehäusekammer ohne jegliche Ummantelung sind. 4. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized featured, that the end faces of the light guide or the light guide bundle on one or in in the immediate vicinity of one arranged in a wall of a first housing chamber, radiation-permeable window, the light guide in this first Housing chamber are without any casing.   5. Anordnung nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • 1. daß die Lichtleiter des Lichtleiterbündels in der in Lichtleiterlängserstreckung folgenden, zwischen der ersten und der zweiten Halterung liegenden, zweiten Gehäusekammer nur mit Cladding, jedoch ohne Jacket, ummantelt sind
  • 2. und daß im, in Lichtleiterlängserstreckung folgenden weiteren Verlauf die einzelnen Lichtleiter mit Cladding und Jacket ummantelt sind.
5. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that
  • 1. that the light guide of the light guide bundle in the following length of the light guide, lying between the first and the second holder, the second housing chamber are only covered with cladding, but without a jacket
  • 2. and that in the subsequent course in the length of the light guide, the individual light guides are covered with cladding and jacket.
6. Anordnung nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • 1. daß ein geschlossenes, mehrere gesondert regelbare Kühlabschnitte umfassendes Kühlsystem vorgesehen ist
  • 2. und daß jede Gehäusekammer mit Anschlüssen für die Kühlmittelzu- und die Kühlmittelabführung versehen ist und einem der Kühlabschnitte zugeordnet ist.
6. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that
  • 1. that a closed cooling system comprising several separately controllable cooling sections is provided
  • 2. and that each housing chamber is provided with connections for the coolant supply and the coolant discharge and is assigned to one of the cooling sections.
7. Anordnung nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Kühlabschnitt der ersten Gehäusekammer und ein zweiter Kühlabschnitt der zweiten Gehäusekammer zugeordnet ist.7. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized featured, that a first cooling section of the first housing chamber and a second cooling section is assigned to the second housing chamber. 8. Anordnung nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge der Kühlmittel der beiden Kühlabschnitte entsprechend dem Strömungswiderstand in den einzelnen Gehäusekammern regelbar bzw. einstellbar ist.8. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized featured, that the flow rate of the coolant of the two cooling sections corresponding to the Flow resistance in the individual housing chambers is adjustable or adjustable. 9. Anordnung nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel vorzugsweise eine inerte Flüssigkeit ist, wobei der Brechungsindex des Kühlmittels kleiner als der Brechungsindex des Kerns der Lichtleiter ist.9. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized featured, that the coolant is preferably an inert liquid, the refractive index of the coolant is less than the refractive index of the core of the light guide. 10. Anordnung nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Fluorkohlenstoffverbindungen vorgesehen sind.10. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized featured, that fluorocarbon compounds are provided as the coolant. 11. Anordnung nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel im Gegenstrom durch die Gehäusekammern strömt.11. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized featured, that the coolant flows in counterflow through the housing chambers.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE8811384U1 (en) * 1987-09-08 1988-10-27 Oy Nokia Ab, Helsinki, Fi
GB2234603A (en) * 1989-07-15 1991-02-06 Souriau Electric Gmbh "Plug for fiber-optic waveguide"
DE19715388A1 (en) * 1997-04-14 1998-10-15 Zeiss Carl Jena Gmbh Lighting system for illuminating conductor plates or wafers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8811384U1 (en) * 1987-09-08 1988-10-27 Oy Nokia Ab, Helsinki, Fi
GB2234603A (en) * 1989-07-15 1991-02-06 Souriau Electric Gmbh "Plug for fiber-optic waveguide"
DE19715388A1 (en) * 1997-04-14 1998-10-15 Zeiss Carl Jena Gmbh Lighting system for illuminating conductor plates or wafers

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