DE3031589A1 - Vorrichtung zur schadensfeststellung in einer lichtleitfaser zur uebertragung von laserleistung - Google Patents

Vorrichtung zur schadensfeststellung in einer lichtleitfaser zur uebertragung von laserleistung

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DE3031589A1 DE19803031589 DE3031589A DE3031589A1 DE 3031589 A1 DE3031589 A1 DE 3031589A1 DE 19803031589 DE19803031589 DE 19803031589 DE 3031589 A DE3031589 A DE 3031589A DE 3031589 A1 DE3031589 A1 DE 3031589A1
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Description

PATENTANWÄLTE
DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) · DIPL.-ING. W. EITLE · D R. R ER. N AT. K. HOFFMAN N · D I PL.-1 N G. W. LEHN
DIPL.-ING. K.FDCHSLE · OR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MO N CH EN 81 . TELE FON (089) 911087 · TE LEX 05-29619 (PATH E)
33 878 — 3 —
Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan
Vorrichtung zur Schadensfeststellung in einer Lichtleitfaser zur Übertragung von Laserleistung.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schadensfeststellung in einer Lichtleitfaser zur Übertragung von Laserleistung.
Die Energiedichte eines Laserlichts wird durch eine Fokussierung erhöht. Hochleistungslaser wurden in industriellen und medizinischen Anwendungen eingesetzt, bei denen fokussiertes Laserlicht verwendet wird. Zur übertragung Laserlicht hoher Leistung wird gewöhnlich eine Lichtleitfaser verwendet. Eine Lichtleitfaser ist insofern von Vorteil, als der Übertragungsmechariisinuö einfach und die Faser biegsam ist. Jedoch weist sie folgende Nachteile auf. Die Lichtleitfaser kann beschädigt werden, wenn sie einem Biegevorgang, einem Stoß oder hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Besonders bei der Verwendung einer Lichtleitfaser bei medizinischen Anwendungen ist eine hohe Gefahr einer Beschädigung gegeben. Deshalb wird die
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Verlässlichkeit einer derartigen Leistungsübertragung als nicht ausreichend erachtet. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,- eine Vorrichtung zu schaffen, welcheeine Beschädigung sofort ermittelt, wenn diese in einer Lichtleitfaser zur Übertragung von Laserleistung auftritt.
Im Einklang hiermit wird durch die Erfindung eine Vorrichtung zur Schadensfeststellung in einer Lichtleitfaser zur Übertragung von Laserleistung geschaffen, die eine Lichtleitfaser zur Übertragung der Laserleistung mit einer eingangsseitigen und einer ausgangsseitigen Stirnseite aufweist. .Die ausgangsseitige Stirnseite ist entweder mit einem Überzug zur Erhöhung der Übertragung oder der Reflexion ausgestattet. Ein optisches Fokussiersystem fokussiert reflektiertes Laserlicht, welches von der eingangsseitigen Stirnseite der optischen Faser ausgeht, wobei das reflektierte Laserlicht durch Licht erzeugt wird, welches von der ausgangsseitigen Stirnseite der optischen Faser reflektiert wird. Ein Detektor zur Schadönsfeststellung liegt in der Bahn des reflektierten Laserlichts, das durch das optische Fokussiersystem fokussiert wird und außerhalb der Bahn des Laserlichts, welches der eingangsseitigen Stirnseite zugeführt wird. Ein Spiegel mit einer darin enthaltenen Durchlassöffnung kann zur Reflexion des reflektierten Lichts gegen den optischen Detektor hin verwendet werden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann zu diesem Zweck ein halbverspiegelter Spiegel eingesetzt werden.
Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erläuternde Darstellung einer ersten Ausführungsform -der Erfindung, gemäß welcher ein Spiegel mit einer Durchtrittsöffnung und einer fokussierenden Linse im optischen Fokussiersystem verwendet werden,
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ORIGINAL INSPECTED
Fig. 2 eine erläuternde Darstellung einer 'zweiten Ausführungsform der Erfindung, gemäß welcher nur eine Linse im
optischen Fokussiersystem verwendet wird, und
Fig. 3 eine erläuternde Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung, gemäß welcher ein halbverspiegelter Spiegel und eine Linse im optischen Fokussiersys- j tem verwendet werden.
Anschließend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung J
in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. !
In Fig. 1 erzeugt eine Laserquelle 1 einen Laserstrahl, beispielsweise einen zusammengesetzten Laserstrahl, der eine { sichtbare Führungsstrahlkomponente und eine unsichtbare Korn- | ponente aufweisty.die durch eine Lichtleitfaser hindurch treten.
Die Laserquelle kann beispielsweise eine Nd-YAG Laserquelle, ■ eine Ar Laserquelle oder eine He-Ne Laserquelle sein. Dabei : wird eine Lichtleitfaser 2 zur Übertragung der Laserleistung ; verwendet. Ein Laserlicht 6, das von der Laserquelle 1 ab- j gegeben wird, wird nach einer Fokussierung durch eine fokus- j sierende Linse 3 der eingangsseitigen Stirnseite 2a der Licht- ! leitfaser 2 zugeführt, und tritt aus dieser als Ausgangs- . !
laserlicht 7 von der ausgangsseitigen Stirnseite 2b der Licht- I
leitfaser aus. Das Licht wird im gewissen Umfang von der ■
ausgangsseitigen Stirnseite reflektiert. Eine Beschichtung ;·
zur Vergrößerung der Übertragung oder zur Vergößerung der
Reflexion ist an der ausgangsseitigen Stirnseite 2b vorgesehen. |
Die fokussierende Linse 3 hat zwei Aufgaben. Einmal dient sie j sowohl zur Fokussierung des Laserlichts 6, bevor dasselbe der
Lichtleitfaser 2 zugeführt wird, und ferner zur Fokussierung ?
eines Laserlichts 8, welches zurückgeworfen wird, nachdem es ;
durch die ausgangsseitige Stirnseite 2b der Lichtleitfaser 2 i
reflektiert wurde. In Fig. 1 ist ein Spiegel 4a vorgesehen, j
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ORIGINAL INSPECTED
welcher eine Durchtrittsöffnung 4 aufweist, die dem von der LaserquelJLe 1 kommenden Laserlicht 6 einen Durchtritt gestattet, und welcher das von der Stirnseite 2b reflektierte Laserlicht 8 gegen einen optischen Detektor 5 hin reflektiert. Der optische Detektor 5 ist ein fotoelektrisches Wandlerelement wie beispielsweise eine Fotodiode,' welche Änderungen in der Menge des reflektierten Laserlichtes erfasst.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind optische Detektoren 6 in der Bahn des reflektierten Laserlichts 8, aber außerhalb der Bahn des Laserlichts 6 der Laserquelle 1 angeordnet *
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der Spiegel 4a mit der Durchtrittsöffnung gemäß Fig. 1 durch einen halbverspiegelten Spiegel 4b ersetzt. Ist.die optische Faser 2 gebrochen, was beispielsweise der Fall ist, wenn ein ausgeschnittener Abschnitt gebildet wird, so kann das Laserlicht der Laserquelle in der vorausgehend aufgebauten Vorrichtung zur Schadensfeststellung nicht die ausgangsseitige Stirnseite 2b der Lichtleitfaser erreichen,und tritt statt dessen vom ausgeschnittenen Abschnitt aus und wird durch diesen reflektiert. Der ausgeschnittene Abschnitt ist nicht beschichtet. Deshalb hat das Laserlicht, das vom abgeschnittenen Abschnitt · reflektiert wird, eine größere Intensität als das Laserlicht, das von der ausgangsseitigen Stirnseite 2a reflektiert wird, welches eine Beschichtung zur Erhöhung der Übertragung aufweist, jedoch eine geringere Intensität als das von der ausgangsseitigen Stirnseite 2a reflektierte Laserlicht, welches eine Beschichtung zur Erhöhung der Reflexion aufweist. Eine Beschädigung der Lichtleitfaser 2 kann somit durch Erfassung der Änderungen der Menge des reflektierten Laserlichts festgestellt werden. ;.
Wie aus der vorausgehenden Beschreibung hervorgeht, ist die erfindurigsgemäße Vorrichtung einfach in ihrem Aufbau und
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weist somit geringe Hörstellungkosten auf, wobei jedoch eine Beschädigung der Lichtleitfaser mühelos ermittelt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in Verbindung mit Laserbearbeitungsvorrichtungen, Lasermessern für medizinische Anwendungen und ähnliche Einsatzgebiete verwendet werden, um die Zuverlässigkeit der Vorrichtung merklich zu erhöhen.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Schadensfeststellung in einer Lichtleitfaser zur übertragung Laserstrahlen hoher Leistung. Die Lichtleitfaser weist eine eingangsseitige Stirnseite und eine ausgangsseitige Stirnseite auf, wobei die ausgangsseitige Stirnseite entweder mit einer Beschichtung zur Erhöhung der Lichtübertragung oder der Reflexion ausgestattet ist. Ein optisches Fokussiersystem liegt zwischen der Laserlichtquelle und der eingangsseitigen Stirnseite der Lichtleitfaser, um das Laserlicht zu fokussieren, das von der ausgangsseitigen Stirnseite zurück zur einganggsseitigen Stirnseite reflektiert wird. Ein Detektor zur Schadensfeststellung ist in der Bahn des reflektierten Laserlichts angeordnet, das durch das optische Fokussiersystem fokussiert wird und außerhalb der Bahn des Laserlichtsf das der eingangsseitigen Stirnseite zugeführt wird.
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e e r s e
it

Claims (4)

  1. HOFFMANN · EITLE & PARTNER 3 0 3 1 5 B
    PATENTANWÄLTE
    DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1970) . DIPL-IN G. W. EITLE · DR. RER. N AT. K. H O FFMAN N · DI PL.-1 N G. W. LEHN
    DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MD N CH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATH E)
    33 878
    Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan
    Vorrichtung zur Schadensfeststellung in einer Lichtleitfaser zur übertragung von Laserleistung.
    Patentansprüche:
    1J Vorrichtung zur Schadensfeststellung in einer Lichtleitfaser zur Übertragung von Laserleistung, gekennzeichnet durch eine Lichtleitfaser zur Übertragung von Laserleistung, die eine eingangsseitige und eine ausgangsseitige Stirnseite aufweist, ein optisches Fokussiersystem zur Fokussierung eines reflektierten Laserlichts, welches von der eingangsseitigen Stirnseite der Lichtleitfaser austritt, wobei das reflektierte Laserlicht mittels eines Laserlichts erzeugt wird, das der eingangsseitigen Stirnseite der Lichtleitfaser zugefügt wird und durch die ausgangsseitige Stirnseite derselben reflektiert wird, und durch einen Detektor (5) zur Feststellung eines Schadens, wobei der D.etektor in der Bahn des reflektierten Laserlichts angeordnet ist, das durch das optische
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    Fokussiersystem fokussiert wird und außerhalb der Bahn des Laserlichts, d'as der eingangs seitigen Stirnseite zugeführt wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Spiegel (4a) der eine Durchtrittsöffnung aufweist, wobei das der eingangsseitigen Stirnseite zugeführte Laserlicht durch die Durchtrittsöffnung hindurchtritt, und der Spiegel das reflektierte Laserlicht
    ι
    gegen den optischen Detektor hin reflektiert.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen halbverspiegelten Spiegel (4b) der in der Bahn des der eingangsseitigen Stirnseite zugeführten Laserlichts angeordnet ist, und der das reflektierte Laserlicht gegen den optischen Detektor hin reflektiert.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgangsseitige Stirnseite der Lichtleitfaser (2) eine Beschichtung zur Erhöhung der Lichtleitung und eine Beschichtung zur Erhöhung der Reflexion aufweist.
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DE3031589A 1979-09-11 1980-08-21 Vorrichtung zur Schadensfeststellung in einer Lichtleitfaser zur Übertragung von Laserleistung Expired DE3031589C2 (de)

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