DE3247500A1 - Temperaturbestaendiger faseroptischer lichtleiter - Google Patents

Temperaturbestaendiger faseroptischer lichtleiter

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Joachim Bernhard 6501 Parteheim Ehrlich
Wolfgang Dipl.-Ing. 6500 Mainz Kriege
Manfred Felix Ing.(grad.) 6200 Wiesbaden Wiss
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Schott Glaswerke 6500 Mainz
Schott Glaswerke AG
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Description

  • Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuartigen faseroptischen Lichtleiter, der sich gegenübner herkömmlichen Lichtleitern durch erhöhte Temperaturbeständigkeit auszeichnet.
  • Faseroptische Sonden und Lichtleiter werden in vielen Bereichen der Technik zur Ubertragung von optischen Meßsignalen eingesetzt. Auf dem Gebict der Pyrometrie, der Meßsignalverarbeitunq in Hochtemperaturräumen sowie der Lichtübertragung mit leistungsstarken Lichtquellen ist der Einsatz von flexiblen faseroptischen Licht leitern auf Temperaturen < 3000C begrenzt, da die bei der Endenpräpar lt j(,fl übliche Verwendung von Klebstoffen keine höheren Temperaturen zuläßt.
  • Es ist auch bereits bekannt (GB-PS 1 556 046 und bL.-OS 26 30 730), jedes Ende eines Bündels aus Lichtleitfasern mit Hilfe eines schmelzbaren Materials in eine Hülse einzuschmelzen. Das Einschmelzmaterial dient dort jedoch nur zur Zentrierung und Ankopplung von Lichtleitkaheln für optoelektronische Übertragungssysteme; eine Anpassung der Lichtleiter an eine Anwendung bei erhöhter Temperatur wurde nicht versucht.
  • Ziel der Erfindung ist ein flexibler faseroptischer Lichtleiter, der auch bei Temperaturen > 3000C bis zur Belastbarkeitsgrenze der Lichtleitfasern selbst eingesetzt werden kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Temperaturbelastung schockartig auftreten kann.
  • Eine mechanisch stabile Endenpräparation die bis an die thermische Grenzbelastung der eingesetzten optischer Fasern verwendbar ist, wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die verwendeten Materialien so auswählt, daß das gesamte System bestehend aus Hälse, Einschmelzmaterial und optischen Fasern, im gesamten in Frage kommenden Temperaturbereich unter Druckspannung steht. Dies wird dadurch erreicht, daß die Materialien so gewählt werden, daß sie einen von außen nach innen abnehmenden linearen Ausdehnungskoeffizienten α besitzen, d.h. es gilt: α Hülse > α Einschmelzmaterial > α Lichtleitfasern.
  • Wegen der hohen Tcmperaturbelastung werden bevorzugt solche Hülsenmaterialien verwendet, die korrosionsbeständig sind, wie z.B. hochlegie.rte Chrom-Nickel-Stähle. Infolge der hohen thermischen Ausdehnung dieser Stähle und der Verschmelzung zwischen dem Stempel und dem beschichtet treten nun im eingeschmolzenen System axiale Zugspannungen auf, die zur Rißbildung, d.h. zur Zerstörung des Lichtleiters führen können.
  • Dieser Nachteil wird gemäß einem zweiten Merkmal der Erfindung dadurch behoben, daß zwischen dem Einschmelzmaterial und dem Stempel ein Trcnnmaterial angeordnet wird, das sich nicht mit dem Einschmelzmaterial verbindet. Dabei kann enLweder der Stempel mit dem Trennmaterial beschichtet sein, oder es kann zwischen dem Einschmelzmaterial und dem Stempel ein Ring aus Trennmaterial angerordnet sein. Ver wendet man Glas als Einschmelzmaterial, soeignen sich a4.s Trennmaterial besonders Ringe oder Beschichtungen aus Graphit oder Kohle.
  • Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Endenpräparation für temperaturfeste Lichtleiter vor dem Verschmelzvorgang (a) und nach Verschmelzung und Endflächenbearbeitung (b)-. Der neue Lichtleiter besteht aus einer Hälse (1), einem Stempel (2), einem Einschmelzring (3), einem Zwischenring (4) und den Lichtleitfasern (5).

Claims (1)

  1. Temperaturbeständiger faseroptischer Lichtleiter Patentansprüche: 1. Temperaturbeständiger faseroptischer Lichtleiter, dessen Enden unter Verwendung eines Einschmelzmolzen mit einer Hülse aus korrosionsbeständigen Material verschmolzen sind, dadurch gekennzeichet, daß die für die Endenpräparation gewählten Materialien in ihrer linearen thermischen Ausdehnung so beschaffen sind, daß α (Hülse) > α (Einschmelzmaterial) > α Lichtleichtfasern, so daß das System im gesamten zulässigen Temperaturbereich unter Druckspannung steht, und daß zwischen dem Einschmelzmaterial (3) und dem Preßsteme (2) des Lichtleiterendes ein Trennrnateriai (4) angeordnet ist, welches ein Verschmelzen des Stempels (2) mit dem Fin-Schmelzmaterial (3) verhindert und selbst mit dem Einschmelzmaterial (3) nicht verschmilzt 2. Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das Trenmaterial (4) in Form eines Ringes zwischen dem Stempel (2) und dem Einschmelzmaterial (1) angeordnet ist.
    3. Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß <1er Stempel (2) mit dem Trennmaterial (4) beschichtet ist.
    4. Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschmelzmaterial (3) aus Glas oder einer niedr£g-Schmelzenden Metallegierung besteht.
    5. Lichtleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmaterial (4) aus Graphit. oder Kohle besteht
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