DE3031589C2

DE3031589C2 - Vorrichtung zur Schadensfeststellung in einer Lichtleitfaser zur Übertragung von Laserleistung

Info

Publication number: DE3031589C2
Application number: DE3031589A
Authority: DE
Inventors: Yuzuru Niiza Saitama Doi; Noriaki Tokio/Tokyo Kawamura
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1979-09-11
Filing date: 1980-08-21
Publication date: 1985-05-15
Also published as: US4385832A; JPS6338654B2; DE3031589A1; IL60894A; JPS5640737A

Description

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 Lichtleitfasti verwendet. Eine Lichtleitfaser ist insofern vor Vorteil, als der Übertragungsmechar ismus einfach und die Faser biegsam ist. Jedoch weist sie folgende Nachteile auf. Die Lichtleitfaser kann besciädigt 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 Verläßlichkeit einer derartigen Leistungsübertragung als nicht ausreichend erachtet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine Beschädigung sofort ermittelt, wenn diese in einer Lichtleitfaser zur Übertragung von Laserleistung auftritt.

Erfindungsgemiiß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Im Hinkliinji hierinil wird durch die lirfiiulung 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 Laserlirht, welches von der eingangsseitigen Stirnseite der optischen

ίο Faser ausgeht wobei das reflektierte Laserlicht durch Licht erzeugt wird, welches von der ausgangsseitigen Stirnseite der optischen Faser reflektiert wird. Ein Detektor zur Schadensfesmeilung liegt in der Bahn des reflektierten Laserlichts, das durch das optische Fokusaiersystem 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 haibverspiegeiter Spiegel eingesetzt werden.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine erläuternde Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung, gemäß weither ein Spiegel mit einer Durchtrittsöffnung und einer fokussierten Linse im optischen Fokussiersystem verwendet werden,
Fig.2 eine erläuternde Darstellung einer zweiten Ausführungsform >:ter Erfindung, gemäß welcher nur eine Linse im optischen Fokussiersystem verwendet wird, und

F i g. 3 eine erläuternde Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung, gemäß welcher ein haibverspiegeiter Spiegel und eine Linse im optischen Fokussiersystem verwendet werden.

Anschließend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung 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 Komponente aufweist, 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. Fin Laserlicht 6. das von der Laserquelle 1 abgegeben wird, wird nach einer Fokussierung durch eine fokussierende Linse i der eingangsseitigen Stirnseite 2a der Lichtleitfaser 2 zugeführt, und tritt aus dieser als Ausgangslaserlicht 7 von der ausgangsseitigen Stirnseite 2b der Lichtleitfaser aus. Das Licht wird im gewissen Umfang von der ausgangsseitigen Stirnseite reflektiert. Eine Beschichtung zur Vergrößerung der Übertragung oder zur Vergrößerung der Reflexion ist an der aus-gangsseitigen Stirnseite 26 vorgesehen.

Die fokussierende Linse 3 hat zwei Aufgaben. Einmal dient sie 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 Ib der Lichtleitfaser 2 reflektiert wurde. In Fig. 1 ist ein Spiegel 4a vorgesehen, welcher eine Durchtrittsöffnung 4 aufweist, die dem von der Laserquellc 1 kommenden Lascrlichi 6 einen Durchtritt gestnttet, und welcher das von der Stirnseite 7b reflektierte Ljiscrliehl 8 gegen einen optischen Delcktor 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 F i g. 2 dargestellt Bei dieser Ausführungsform sind optische Detektoren 5 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 halbverspiegdten Spiegel 46 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 nich· beseliichtet Deshalb hat das Laserlicht, das vom ausgeschnittenen Abschnitt reflektiert wird, eine größere Intensität als das Laserlicht, das von der ausgangsseitigen Stirnseite 2u reflektiert wird, welches eine Beschichtung zur Erhöhung der Übertragung aufweist, jedoch eine geringere intensität als das von der ausgangsseitigen Stirnseite 2u reflektierte Laserlicht, welches eine Beschichtung zur Erhöhung der Reflexion aufweist Eine Beschä-

•f digung der Lichtleitfaser 2 kann somit durch Erfassung Sl der Änderungen der Menge des reflektierten Laser lichts festgestellt werden.

Wie aus der vorausgehenden Beschreibung hervorgeht, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach in V ihrem Aufbau und weist somit geringe Herstellungskosten auf. wobei jedoch eine Beschädigung der Lichtleit-

I* faser mühelos ermittelt werden kann. Die erfindungsge-

mäße Vorrichtung kann in Verbindung mit Laserbear-

\ bcitungsvo richtungen, Lasermessern für medizinische

Anwendungen und ähnliche Einsatzgebiete verwendet

B werden, um die Zuverlässigkeit der Vorrichtung merkte lieh /u erhöhen.

r Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vor-

richtung zur Schadensfeststellung in einer Lichtleitfaser zur Über.ragung Laserstrahlen Kjher Leistung. Die Licht'eitfaser weist eine eingangsseitige Stirnseite und

j eine ausgangsseitige Stirnseite auf. wobei die ausgangs-

! seitige Stirnseite entweder mit einer Beschichtung zur

j Erhöhung der Lichtübei "ragung oder der Reflexion aus-

j gestattet ist. Ein optisches Fokussiersystem liegt zwi-

sehen de^; Laserlichtqueile und der eingangsseitigen

Stirnseile der Lichtleitfaser, um das Laserlicht zu fokussieren, das win der ausgangsseitigen Stirnseite zurück zur eingangsseitigen Stirnseite reflektiert wird. Ein Detektor zur Schadensfeststellung ist in der Bahn des reflektierten I.aserlichts angeordnet, das durch das optische Fokussierssystem fokussiert wird und außerhalb der Bahn des Laserlichts. das der eingangsseitigen Stirnseite zugeführt wird.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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 Detektor in der Bahn des reflektierten Laserlichts angeordnet ist, das durch das optische Fokussiersystem fokussiert wird und außerhalb *w.r Bahn des Laserlichts, das der eingangsseitigen Stirnseite zugeführt wird.

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 cias reflektierte Laserlicht gegen den optischen Detektor hin reflektiert

3. Vorrichtung nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch einen halbverspiegelten Spiegel {4b) der in der Bahn des der eingangsseitigen Stirnseite zugeführten Laserlichis angeordnet ist, und der das reflektierte Laserlicht gegen den optis 'ien Detektor hin reflektiert.

4. Vorrichtung nach Anspruci 5. dadurch gekennzeichnet, daß die ausgangsseitige Stirnseite der Lichtleitfaser (2) eine Beschichtung zur Erhöhung der Lichtleitung und eine Beschichtung zur Erhöhung der Reflexion aufweist.