DE4102505A1 - Laseranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Laseranordnung gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.

Laseranordnungen dieser Gattung werden für eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen eingesetzt, wie z. B. zum Schnei­ den, zur Oberflächenbearbeitung, zum Schweißen, zum Löten usw. Eine hohe Präzision der Bearbeitung mittels einer Laseranordnung erfordert eine hohe Konstanz des Laserstrah­ les an seiner Auftreffstelle auf das zu bearbeitende Mate­ rial.

In einem Laser ändert sich der räumliche Strahlverlauf durch wechselnde Betriebsbedingungen. Diese Änderung macht sich bei der Nutzung und Anwendung der Laserstrahlung störend bemerkbar, indem sich beispielsweise der Strahl­ durchmesser und der Schärfentiefebereich an der Nutzungs­ stelle ändern.

Um diese Schwierigkeiten einzuschränken, ist es z. B. aus der US-PS 36 33 126 bekannt, die Betriebsbedingungen in dem Laserresonator durch eine geeignete Kühlung möglichst konstant zu halten. Dies ist mit einem hohen Aufwand ver­ bunden.

Aus der EP-A 02 86 165 ist eine Laseranordnung der eingangs genannten Gattung bekannt, bei welcher der Laserstrahl durch eine Aperturblende aus dem Resonator austritt. In der Austrittsebene weist der Strahl dadurch eine Taille mit konstantem Durchmesser auf. Mittels eines statischen opti­ schen Systems wird diese Taille mit konstantem Durchmesser in einer vorgegebenen Abbildungsebene in eine Strahltaille mit ebenfalls konstantem Durchmesser abgebildet. Der Strahl wird dadurch mit konstantem Durchmesser in eine in der Abbildungsebene angeordnete Eintrittsfläche eines flexiblen Lichtleiters eingekoppelt, der die Laserstrahlung zu einer Anwendungsstelle führt. Änderungen in der Strahldivergenz am Austritt aus dem Resonator führen dabei jedoch zu Ände­ rungen der Strahldivergenz in der Abbildungsebene. In der Abbildungsebene und damit ebenso am Austrittsende des Lichtleiters bestehen somit bezüglich der Strahldivergenz keine konstanten Strahleigenschaften.

Schließlich sind aus der Zeitschrift OPTICA ACTA, Band 33, No. 8 (1986) Seite 1083-1090 Laseranordnungen bekannt, bei welchen ein aus dem Resonator austretender Strahl mit einer konstanten Strahleigenschaft in der Auskoppelebene d. h. konstantem Strahltaillendurchmesser oder konstanter Divergenz, in einer Abbildungsebene in einen Strahl mit konstantem Strahltaillendurchmesser abgebildet wird. Varia­ tionen des austretenden Strahles in der anderen Strahlei­ genschaft führen jedoch auch hier zu Variationen der Strahldivergenz in der Abbildungsebene.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Laseranord­ nung zu schaffen, die in einer Abbildungsebene einen Strahl mit möglichst konstanten Strahleigenschaften liefert.

Diese Aufgabe wird bei einer Laseranordnung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Laseranordnung bildet abweichend von dem Stand der Technik den Laserstrahl nicht so ab, daß eine Strahltaille in die Abbildungsebene fällt. Es werden viel­ mehr eine den Durchmesser des Laserstrahles in dem Resona­ tor begrenzende Apertur und die Strahltaille in dem Resona­ tor so in die Abbildungsebene transformiert, daß der Strahl in der Abbildungsebene einen konstanten Strahldurchmesser und eine konstante Strahldivergenz aufweist. Durch die erfindungsgemäße Wahl des abbildenden optischen Systems ist es möglich, in der Abbildungsebene sowohl einen konstanten Strahldurchmesser, der in der Regel außerhalb der Strahl­ taille auf der optischen Achse liegt, als auch eine kon­ stante Strahldivergenz zu erhalten.

Die den Durchmesser des Laserstrahles in dem Resonator begrenzende Apertur stellt keine besonderen konstruktiven Anforderungen an den Resonator oder schränkt die Leistung der Laseranordnung ein. Eine solche den Durchmesser des Laserstrahles begrenzende Apertur ergibt sich im allgemei­ nen bereits aus dem Aufbau des Lasers. Die Apertur kann z. B. durch den Durchmesser des stabförmigen Lasermediums bei einem Festkörperlaser oder durch den Durchmesser des das gasförmige Lasermedium einschließenden Laserrohres eines Gaslasers ohnehin gegeben sein. Es ist auch möglich, als Apertur eine Blende axial außerhalb des aktiven Laser­ mediums zwischen dieses und die Spiegelanordnung des Reso­ nators einzusetzen.

Die Dimensionierung des optischen Systems, die rechnerisch z. B. durch die optische Systemmatrix dargestellt wird, hängt im allgemeinen von den Betriebsbedingungen des Reso­ nators ab, wie z. B. von der Pumpleistung. Um in der erfin­ dungsgemäßen Weise den konstanten Strahldurchmesser und die konstante Strahldivergenz in der Abbildungsebene zu erhal­ ten, werden im allgemeinen Falle die Matrixelemente der Systemmatrix und die Größen des Resonators, die dessen optische Eigenschaften bestimmen, entsprechend dem ge­ wünschten Strahldurchmesser und der gewünschten Strahldi­ vergenz geeignet ausgewählt. Da die optischen Größen des Resonators von den Betriebsbedingungen abhängen, ist im allgemeinen Falle eine numerische Näherungsberechnung des optischen Systems notwendig, bei welcher durch Variation der Parameter eine minimale Abhängigkeit des Strahldurch­ messers und der Strahldivergenz in der Abbildungsebene erreicht wird.

Bei speziellen Konfigurationen des Resonators ist eine ex­ plizite Berechnung möglich. Dies ist z. B. bei allen Resona­ toren der Fall, deren optische Eigenschaften zwischen der Apertur und dem Auskoppelspiegel durch eine Matrix reprä­ sentiert werden, deren Matrixelemente b und d von den Betriebsparametern unabhängig sind. Ein konkretes Ausfüh­ rungsbeispiel hierfür ist ein Resonator mit einer Apertur­ blende zwischen Auskoppelspiegel und aktivem Lasermedium. Ein zweiter Fall sind die Resonatoren mit von den Betriebs­ parametern abhängigen Matrixelementen, bei denen am Ort der Apertur der Krümmungsradius der Phase konstant ist. Ein konkretes Ausführungsbeispiel für diesen zweiten Fall bilden die symmetrischen Resonatoren.

Für diese Ausführungsbeispiele kann eine Linse als opti­ sches System angegeben werden. Es können dabei einerseits bei vorgegebenem Resonator die Lage der Abbildungsebene sowie die konstante Strahldivergenz und der konstante Strahlradius berechnet werden. Andererseits kann bei vorge­ gebener Strahldivergenz und bei vorgegebenem Strahldurch­ messer in der Abbildungsebene (z. B. durch den Durchmesser und die numerische Apertur eines Lichtleiters, in welchen der Laserstrahl eingekoppelt wird) der notwendige Resonator bestimmt werden.

Das erfindungsgemäße optische System liefert in der Abbil­ dungsebene einen konstanten Durchmesser und eine konstante Divergenz des Laserstrahles. Die Abbildungsebene kann unmittelbar die Nutzungsstelle des Laserstrahles sein, indem z. B. ein zu bearbeitendes Werkstück in der Abbil­ dungsebene angeordnet wird. Wegen der einfacheren Anwendung des Laserstrahles wird dieser vorzugsweise mittels eines flexiblen Lichtleiters an die Nutzungsstelle geführt. In diesem Fall wird der Laserstrahl in der Abbildungsebene in die Eintrittsfläche der Faser des Lichtleiters eingekop­ pelt. Aufgrund des konstanten Strahldurchmessers und der konstanten Strahldivergenz an der Eintrittsfläche des Lichtleiters tritt der Laserstrahl am Austrittsende des Lichtleiters mit derselben konstanten Divergenz aus, wobei der Faserdurchmesser des Lichtleiters am Austrittsende eine Taille des Laserstrahles erzeugt. Wählt man den konstanten Strahldurchmesser am Eintrittsende des Lichtleiters gleich dem Faserdurchmesser, so ist die Belastung der Faser wegen der vollständigen Ausleuchtung minimiert. Als Lichtleiter können die bekannten Lichtleiter sowohl mit Stufen-Index- als auch mit Gradienten-Faser verwendet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der Laseranordnung,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Laseran­ ordnung,

Fig. 3 eine weitere Gestaltung des Resonators und

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Laseran­ ordnung.

In der schematischen Darstellung der Fig. 1 ist eine Laseranordnung gezeigt, von deren Resonator 10 nur der Auskoppelspiegel 12 dargestellt ist. In dem Resonator 10 befindet sich eine Apertur 14, die den sich in dem Resona­ tor 10 ausbildenden Laserstrahl auf einen Radius R be­ grenzt. Die Apertur 14 kann durch den Durchmesser des in Fig. 1 nicht dargestellten aktiven Lasermediums vorgegeben sein, d. h. insbesondere durch den Durchmesser des Lasersta­ bes eines Festkörperlasers. Die Apertur 14 kann aber ebenso eine in den Resonator eingesetzte mechanische Blende sein.

In den Auskoppelspiegel 12 ist eine imaginäre Referenzebene 16 gelegt, in welcher die Krümmung der Wellenfront des Laserstrahles eben ist. In der Darstellung der Fig. 1, in welcher der Auskoppelspiegel 12 konkav ist, liegt die imaginäre Referenzebene 16 in der Krümmung des Auskoppel­ spiegels 12. In dieser imaginären Referenzebene 16 weist der Laserstrahl eine Taille, d. h. einen Bereich geringsten Durchmessers, auf.

Die optischen Eigenschaften des Resonators 10 von der Apertur 14 bis zu der imaginären Ebene 16 werden durch die optische Matrix

repräsentiert.

Hinter dem Auskoppelspiegel 12 ist ein statisches optisches System 18 angeordnet, dessen Eigenschaften durch die opti­ sche Systemmatrix

wiedergegeben sind. Das optische System 18 transformiert den aus dem Resonator 10 austretenden Laserstrahl auf eine Abbildungsebene 20.

Der 00-Mode-Radius w₂ und die 00-Mode-Divergenz R2 in der Abbildungsebene 20 ergeben sich durch Transformation des 00-Mode-Taillenradius w_T in der imaginären Ebene 16 mittels der Systemmatrix M_S zu

w₂² = A²w_T + B²w_T²/s² (1)

und

R₂² = C²w_T² + D²w_T²/s² (2)

wobei s die Rayleighlänge (Abstand von der Taille, in welchem die Intensität auf die Hälfte abgefallen ist) an der Referenzebene 16 ist.

Der 00-Mode-Radius w₀ an der Apertur 14 ergibt sich mittels der Matrix M_A zu

w_O² = d²w_T² + b²w_T²/s² (3)

Der Einfachheit halber ist für die beiden Matrizen M_A und M_S angenommen, daß ihre Determinanten gleich 1 sind. Dies gilt, wenn ihre Referenzebenen jeweils in einem Medium mit derselben Brechzahl liegen, wie dies im allge­ meinen der Fall ist. Falls dies nicht zutrifft, müssen die Gleichungen mit den jeweiligen Brechzahlen in an sich bekannter Weise korrigiert werden.

Die Multi-Mode-Parameter in der Abbildungsebene 20 ergeben sich mit dem Verhältnis aus dem Radius R der Apertur 14 und dem zugehörigen 00-Mode-Radius w₀ zu

und

Durch Einsetzen und Kürzen erhält man

und

Die Größen s, d und b hängen im allgemeinen von den Be­ triebsparametern des Resonators 10 ab. Durch eine geeignete Wahl des optischen Systems 18, d. h. der Systemmatrix M_S und Anpassung und Abstimmung der optischen Eigenschaften des Resonators 10, d. h. der Matrix M_A, können eine Konstanz oder zumindest eine nur geringe Abhängigkeit des Radius w_m2 und der Divergenz R_m2 in der Abbildungs­ ebene 20 erreicht werden, wobei auch die gewünschten Größen dieses Radius und dieser Divergenz erreicht werden können. Im allgemeinen werden die Matrixelemente der Matrizen M_A und M_S in numerischen Näherungsverfahren so bestimmt, daß eine minimale Abhängigkeit des Strahlradius w_m2 und der Divergenz R_m2 in der Abbildungsebene 20 von den die Matrix M_A beeinflussenden Resonatorbedin­ gungen erhalten wird.

Ein erster Fall, in dem eine explizite Berechnung der Parameter der Laseranordnung möglich ist, ist gegeben, wenn die Matrixelemente b und d des Resonators konstant und von den Betriebsbedingungen des Resonators 10 unabhängig sind. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Apertur 14 axial zwischen dem aktiven Lasermedium und dem Auskoppelspiegel 12 angeordnet ist. Man kann dann die Matrixelemente der Systemmatrix M_S des optischen Systems 18 so wählen, daß gilt

und zugleich

Dann ergibt sich für den Strahlradius w_m2 und die Strahldivergenz R_m2 in der Abbildungsebene 20

und

Der Strahlradius und die Strahldivergenz in der Abbildungs­ ebene 20 sind somit konstant und unabhängig von der Ray­ leighlänge s. Es ist dabei zu beachten, daß der Strahlradi­ us w_m2 in der Abbildungsebene 20 nicht mit dem Taillen­ radius übereinstimmen muß, da die Strahltaille nicht in der Abbildungsebene 20 liegen muß.

In einem Ausführungsbeispiel dieses Falles, das in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine mechanische Blende als Apertur 14 in dem Resonator 10 axial zwischen dem aktiven Lasermedium 22 und dem Auskoppelspiegel 12 angeordnet. Der Abstand der Blende 14 von dem Auskoppelspiegel 12 ist mit z bezeichnet. Das optische System 18 wird durch eine Linse 24 mit der Brennweite f gebildet, die sich im Abstand x von der Abbil­ dungsebene 20 und im Abstand y von der imaginären Referenz­ ebene 16 des Auskoppelspiegels 12 befindet.

Bei der beschriebenen Ausführung des Resonators 10 ergibt sich für die Matrix M_A

Für die Linse 24 ergibt sich die Systemmatrix M_S zu

Hieraus ergibt sich mit den Bedingungen der Gleichungen (4) und (5) bzw. (6) und (7) als eine mögliche Lösung für die Abstände x und y und die Brennweite f folgendes Gleichungs­ system:

Gleichung (14) ergibt sich durch Einsetzen der Matrixele­ mente A und d in Gleichung (10). Gleichung (15) ergibt sich durch Einsetzen der Matrixelemente C und D sowie d und b in Gleichung (9) als die negative Lösung. Gleichung (16) ergibt sich durch Einsetzen der Matrixelemente B und b in Gleichung (10) und anschließendes Ersetzen von x und y durch die Gleichungen (14) und (15).

Wird der Laserstrahl in der Abbildungsebene 20 in einen Lichtleiter 26 mit dem Faserradius r=w_m2 eingekop­ pelt, dann bleiben am Austrittsende des Lichtleiters die Strahlparameter konstant.

Die numerische Apertur der Lichtleiterfaser 26 muß dabei größer sein als die Divergenz

Gleichung (17) folgt aus Gleichung (11) durch Einsetzen der Matrixelemente C und d sowie durch Ersetzen von f durch Gleichung (16).

Ein zweiter Fall, in dem eine explizite Berechnung der Parameter der Laseranordnung möglich ist, ist gegeben, wenn zwar die Matrixelemente des Resonators von den Betriebsbe­ dingungen abhängen, jedoch am Ort der Apertur ein konstan­ ter Krümmungsradius der Phase vorliegt.

In diesem Fall kann an die Stelle des konstanten Krümmungs­ radius der Phase ein Spiegel 28 eingesetzt oder gedacht werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Matrix M_A von diesem Spiegel 28 bis zum Auskoppelspiegel 12 repräsentiert hierbei den Resonator 10 vollständig. Alle Matrixelemente a bis d der Matrix M_A können in diesem Falle von den Betriebsparametern des Resonators abhängig sein.

Die Rayleighlänge s des Resonators beträgt

Durch Einsetzen in die Gleichungen (6) bzw. (7) ergibt sich

und

Mit der Determinanten-Bedingung ad-bc=1 folgt

und

Der Strahlradius in der Abbildungsebene 20 gemäß Gleichung (21) und die Strahldivergenz in der Abbildungsebene 20 gemäß Gleichung (22) ändern sich nicht mit der Pumpleistung P des Lasermediums 22, wenn die Ableitungen der Gleichungen (21) und (22) nach der Pumpleistung P verschwinden, d. h. wenn

unabhängig von der Pumpleistung wird.

Ein Ausführungsbeispiel dieses zweiten Falles ist in Fig. 4 dargestellt.

In diesem Ausführungsbeipiel ist der Resonator 10 symme­ trisch mit einem Laserstab als aktivem Lasermedium 22 und ebenen Endspiegeln 12 und 30 aufgebaut.

Die Matrix M_A des Resonators lautet hierbei

wobei l die halbe Länge des Laserstabes, n die Brechzahl des aktiven Lasermedius und p eine von der Pumpleistung abhängige Größe ist. Durch Ausmultiplizieren der Matrizen der Gleichung (24) ergeben sich die Matrixelemente der Matrix M_A zu

a = cos (lp) - nzp · sin (lp)
b = sin (lp)/(np) + z · cos (lp) (25)
c = np · sin (lp)
d = cos (lp)

Es läßt sich rechnerisch zeigen, daß mit diesen Matrixele­ menten die Gleichung (23) erfüllt werden kann. Als Lösung ergibt sich näherungsweise

Zur einfacheren Schreibweise wird im folgenden z(z+l/n)= u² gesetzt.

Da das optische System durch eine Linse 24 gebildet wird, gilt auch in diesem Fall für die Systemmatrix M_S die Gleichung (13). Aus Gleichung (26) folgt daher

(y - f)² = u² (27)

und somit

y = f + u (28)

oder

y = f - u (29)

und für die Lösung y=f+u ergibt sich aus Gleichung (26)

Durch die Lösung gemäß Gleichung (26) ist nachgewiesen, daß die Gleichungen (21) und (22) unabhängig von der Pumplei­ stung werden. Damit genügt es, diese beiden Gleichungen nachfolgend nur für eine spezielle Pumpleistung zu disku­ tieren. Bei einer geringen mittleren Pumpleistung wird p= 0 und die Gleichungen (21) und (22) vereinfachen sich zu

Damit ergibt sich die Brennweite der Linse 24 zu

oder

Wird umgekehrt einer Lichtleiterfaser mit dem Radius r= w_m2 und der numerischen Apertur R_m2 vorgegeben, dann erhält man für die notwendige Resonatorgröße u

Claims (14)

1. Laseranordnung mit einem ein Lasermedium enthaltenden Resonator und mit einem statischen optischen System zum Abbilden des aus dem Resonator austretenden Laserstrah­ les in eine Abbildungsebene, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (18) so ausgebildet ist, daß es den Durchmesser (2R) des Laserstrahles an einer diesen in dem Resonator (10) begrenzenden Apertur (14) und die Strahltaille (2w_T) in einer gegebenenfalls imaginä­ ren Ebene (16) in dem Resonator (10) in einen konstan­ ten Strahldurchmesser (2w_m2) und eine konstante Strahldivergenz (2R_m2) in der Abbildungsebene (20) transformiert.

2. Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Apertur (14) eine in dem Resonator (10) zwi­ schen dem aktiven Lasermedium (22) und dem Auskoppel­ spiegel (12) angeordnete Blende ist, daß die Matrix­ elemente b und d der optischen Matrix des Resonators (10) von den Betriebsbedingungen des Resonators (10) unabhängig und konstant sind, und daß das optische System (18) so ausgebildet ist, daß die Matrixelemente seiner optischen Matrix der Gleichung genügen

3. Laseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (18) durch eine Linse (24) gebildet ist, die zwischen dem Auskoppelspiegel (12) und der Abbildungsebene (20) angeordnet ist, wobei für die Brennweite f der Linse (24), den Abstand x der Linse (24) von der Abbildungsebene (20), den Abstand y der Linse (24) von dem Auskoppelspiegel (12), den Abstand z der Blende (14) von dem Auskoppelspiegel (12), den Radius R der Blende (14) und den Radius w_m2 des Strahles in der Abbildungsebene (20) die Beziehungen gelten

4. Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (10) symmetrisch aufgebaut ist, daß die Apertur (14) axial in der Mitte des aktiven Laser­ mediums (22) angeordnet ist, wobei die Matrixelemente der optischen Matrix des Resonators (10) von der Pumpleistung P des Lasermediums (22) abhängig sind, und daß für die Matrixelemente der Matrix M_A und der optischen Matrix des optischen Systems (18) die Gleichung gilt

5. Laseranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (18) durch eine Linse (24) gebildet ist, die zwischen dem Auskoppelspiegel (12) und der Abbildungsebene (20) angeordnet ist, wobei für die Brennweite f der Linse (24), den Abstand x der Linse (24) von der Abbildungsebene (20), den Abstand y der Linse (24) von dem Auskoppelspiegel (12), den Abstand z des Auskoppelspiegels (12) von dem aktiven Lasermedium (22), die halbe Länge 1 des aktiven Laser­ mediums (22), den Radius R der Apertur (14) in der Mitte der axialen Länge des aktiven Lasermediums (22) und den Radius w_m2 des Strahles in der Abbildungs­ ebene (20) sowie die Divergenz R_m2 des Strahles in der Abbildungsebene (20) die Beziehungen gelten

6. Laseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abbildungsebene (20) bzw. nach Strahlteilung in den Abbildungsebenen die Eintrittsfläche der Faser bzw. die Eintrittsflächen der Fasern eines bzw. mehrerer Lichtleiter (26) angeordnet ist, wobei der Strahlradius (w_m2) kleiner oder vorzugsweise gleich dem Radius (r) der Lichtleiterfaser ist.

7. Laseranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die numerische Apertur der Faser des Lichtleiters (26) größer oder gleich der Strahldivergenz (R_m2) in der Abbildungsebene (20) ist.

8. Laseranordnung nach Anspruch 3 und Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die numerische Apertur der Faser des Lichtleiters (26) größer ist als

9. Laseranordnung nach Anspruch 5 und Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die numerische Apertur der Faser des Lichtleiters (26) größer ist als

10. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Abbildungsebene (20) die Oberfläche eines Werkstückes angeordnet ist.

11. Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Lasermedium (22) ein stabförmiger Fest­ körper mit rundem oder rechteckigem Querschnitt ist und daß die Apertur (14) durch den Durchmesser des Festkör­ per-Stabes gebildet ist.

12. Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Lasermedium (22) ein Gas oder eine Flüssigkeit ist und daß die Apertur (14) durch den Durchmesser des das Lasermedium einschließenden Rohres gebildet ist.

13. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (26) eine Stufen-Index-Faser aufweist.

14. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (26) eine Gradientenfaser aufweist.