DE4200886A1 - LIGHT GUIDE WITH LIQUID CORE - Google Patents

LIGHT GUIDE WITH LIQUID CORE

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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
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Abstract

A prior art light guide with a liquid core in a transparent plastic tube and transparent windows at the ends contains pure carbon tetrachloride as the filling liquid in order to transmit light in the infra-red range to 3.5 mu m with very low losses. It is proposed to use a solution of methane tetrabromide or methane tetraiodide in carbon tetrachloride, preferably in saturated solution. The light guide is particularly suitable for use with an Er:YAG laser at 2.94 mu m.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lichtleiter mit einem flüssi­ gen Kern in einem transparenten Plastikschlauch mit endsei­ tigen transparenten Fenstern zur Übertragung von Strahlung im nahen infraroten Spektralbereich mit hoher Transmission und Resistenz gegen intensive Strahlung.The invention relates to a light guide with a liquid core in a transparent plastic tube with end egg transparent windows for the transmission of radiation in the near infrared spectral range with high transmission and resistance to intense radiation.

Aus DE-OS 23 52 670 ist ein Lichtleiter der vorgenannten Art bekannt, bei dem als flüssiger Kern reiner Tetrachlor­ kohlenstoff verwendet ist. Tetrachlorkohlenstoff hat im nahen infraroten Spektralbereich bekannterweise eine gute Transmission.From DE-OS 23 52 670 is a light guide of the aforementioned Kind known in which pure tetrachlor as the liquid core carbon is used. Carbon tetrachloride has in the near infrared spectral range is known to be a good transmission.

Aufbauend auf dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, den bekannten Lichtleiter dahingehend zu verbessern, daß eine noch höhere Transmission und mithin praktisch verlustfreie Lichtübertragung im nahen infraroten Spektralbereich mit Hilfe einfacher Mittel gegeben ist.It is based on the aforementioned prior art Object of the invention, the known light guide to improve that even higher transmission and hence practically lossless light transmission in the near infrared Spectral range is given using simple means.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merk­ male.The object on which the invention is based is achieved by the specified in the characterizing part of claim 1 times.

Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 17.The subject of the invention is advantageously further developed by the features of subclaims 2 to 17.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Füllflüs­ sigkeit eine Lösung von Tetrabrommethan oder Tetraiodmethan in Tetrachlorkohlenstoff vorgesehen ist. Die Konzentration von Tetrabrommethan oder Tetraiodmethan ist sehr hoch gewählt. Im besonderen sind gesättigte diesbezügliche Lösungen nahezu ideal. Der Lichtleiter ermöglicht eine sehr verlustarme Lichtübertragung im Infrarotbereich bis 3,5 µm. Ins­ besondere ist er für einen Einsatz mit einem Er:YAG-Laser bei 2,94 µm vorgesehen. Er besteht aus einem Plastikschlauch, der mit der vorgenannten Flüssigkeit gefüllt ist und dessen Enden mit ebenfalls transparenten Fenstern abgeschlossen sind. Der Brechungsindex des Plastikschlauchs muß dabei kleiner als der der Flüssigkeit sein.The invention is characterized in that as a filler liquid a solution of tetrabromomethane or tetraiodomethane is provided in carbon tetrachloride. The concentration of tetrabromomethane or tetraiodomethane is chosen very high. In particular, saturated solutions in this regard are almost ideal. The light guide enables a very low loss Light transmission in the infrared range up to 3.5 µm. Ins it is special for use with an Er: YAG laser provided at 2.94 µm. It's made of a plastic tube,  which is filled with the aforementioned liquid and its Ends also with transparent windows are. The refractive index of the plastic tube must be included be smaller than that of the liquid.

Neben einer Verwendung mit einem Er:YAG-Laser kann auch das Licht eines HeNe-, Nd:YAG- oder Ho:YAG-Laser oder eines anderen Lasers übertragen werden, der in diesem Wellenlän­ genbereich arbeitet. Der Lichtleiter eignet sich besonders für eine Verwendung in der Medizin und in der Zahnmedizin. Weitere Anwendungen ergeben sich in der Strahlungsthermo­ metrie und der Chemometrie.In addition to use with an Er: YAG laser, it can also the light of a HeNe, Nd: YAG or Ho: YAG laser or one other laser transmitted in this wavelength area works. The light guide is particularly suitable for use in medicine and dentistry. Further applications arise in radiation thermo metry and chemometry.

Da Tetrabrommethan und Tetraiodmethan unter Lichteinwirkung bei der Anwesenheit von Wasser in Substanzen zerfallen, die bei 2,94 µm stark absorbieren, müssen Maßnahmen getroffen werden, die sowohl eine Einwirkung von sichtbarem und UV- Licht als auch das Eindringen von Wasser verhindern. Letztere sind auch deshalb notwendig, da Wasser bei 2,94 µm ebenfalls stark absorbiert.Since tetrabromomethane and tetraiodomethane are exposed to light in the presence of water disintegrate into substances that absorb strongly at 2.94 µm, measures must be taken that are exposed to both visible and UV Prevent light and water from entering. Latter are also necessary because water is also at 2.94 µm strongly absorbed.

Lichteinwirkung kann durch folgende Maßnahmen ausreichend verhindert werden:Exposure to light can be sufficient by taking the following measures be prevented:

  • - Ein lichtundurchlässiger Schlauch, z. B. ein schwarzer Schrumpfschlauch, wird über den transparenten Schlauch gezogen.- An opaque hose, e.g. B. a black one Shrink tubing, is over the transparent tube drawn.
  • - Der transparente Schlauch wird mit einem lichtundurch­ lässigen Material beschichtet.- The transparent tube is opaque casual material coated.
  • - Es wird ein lichtundurchlässiger Schlauch verwendet, der innen mit einem als Mantel für den Lichtleiter geeig­ neten Plastikmaterial beschichtet ist.- an opaque tube is used, the inside with a suitable for the light guide neten plastic material is coated.

Die Diffusion von Wasser in das Innere des Schlauchs kann dadurch verhindert werden, daß der Schlauch, der die Flüs­ sigkeit enthält, außen mit Metallen wie z. B. Kupfer, Alu­ minium, Zink, Silber oder Gold, beschichtet wird. Dies kann auch dadurch geschehen, daß der Schlauch in ein eng anliegen­ des biegsames Metallrohr oder in einen Metallwellschlauch gesteckt wird oder dadurch, daß anstelle des Schlauchs ein Metallrohr verwendet wird, welches innen mit Kunststoff be­ schichtet ist, der als Mantel für den Lichtleiter geeignet ist. Weiterhin kann man über den Schlauch einen zweiten Schlauch oder einen Folienschlauch ziehen, der mit Metall beschichtet ist. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, daß der zweite Schlauch aus einem Material bestehen kann, das sich besser mit Metall beschichten läßt als der Schlauch, der die Flüssigkeit enthält.The diffusion of water into the inside of the hose can this prevents the hose that runs the rivers contains liquid, on the outside with metals such. B. copper, aluminum minium, zinc, silver or gold. This can also done by fitting the hose in a tight fit  of the flexible metal pipe or in a corrugated metal hose is inserted or in that instead of the hose Metal pipe is used, which be inside with plastic is layered, which is suitable as a jacket for the light guide is. You can also use the hose to get a second one Pull tubing or a film tube with metal is coated. The advantage of this method is that the second hose can be made of a material that is better coated with metal than the hose, that contains the liquid.

Um an den Fenstern, die den Schlauch abschließen, einen dichten Abschluß zu erreichen, kann an den beiden Schlauch­ enden ein kurzes Metallrohrstück aufgeschrumpft werden. Diese Methode läßt sich auch dann anwenden, wenn der Schlauch in ein Metallrohr gesteckt ist oder ein beschichtetes Metall­ rohr verwendet wird. In diesen Fällen wird direkt das verwen­ dete Rohr auf die Fenster aufgeschrumpft.To the windows that close the hose, one To achieve a tight seal can be done on the two hose a short piece of metal pipe can be shrunk on. This method can also be used when the hose is stuck in a metal tube or a coated metal tube is used. In these cases this is used directly shredded pipe on the windows.

Durch die vorgenannten Maßnahmen wird zuverlässig eine Dif­ fusion von Wasserdampf in das Schlauchinnere vermieden. Es können nicht einmal Spuren von Wasser im ppm-Bereich ein­ dringen, Spuren, die die Lichttransmission bereits stark verringern würden. Gleichzeitig verhindert die Diffusions­ sperre auch Verdunstungsverluste der Flüssigkeit.Through the above measures, a dif fusion of water vapor into the inside of the hose avoided. It can't even find traces of water in the ppm range penetrate traces that light transmission is already strong would decrease. At the same time, it prevents diffusion also locks evaporation losses of the liquid.

Der Lichtleiter kann auch so ausgeführt werden, daß die Flüssigkeit ständig oder zeitweise in Kontakt mit einem Trocknungsmittel gebracht wird. Dies kann auch dadurch geschehen, daß die Flüssigkeit an einem Trocknungsmittel vorbeigepumpt wird. Zusätzlich zu dem Trocknungsmittel können auch Substanzen vorhanden sein, die die Stoffe absor­ bieren, die bei der Reaktion mit Licht entstehen und die Transmission verringern. The light guide can also be designed so that the Liquid in contact with you constantly or temporarily Desiccant is brought. This can also be done happen that the liquid on a desiccant is pumped past. In addition to the desiccant there may also be substances that absorb the substances beers that result from the reaction with light and that Reduce transmission.  

Beispielexample

Es wurde ein biegsamer Lichtleiter zusammen mit einem Er:YAG-Laser mit 1J Pulsenergie und 600 µs Pulsdauer ge­ testet. Die Extinktion bei reinem Tetrachlorkohlenstoff betrug 0,14 1/m, bei der gesättigten Lösung von Tetrabrom­ methan in Tetrachlormethan 0,09 1/m. Durch eine Metallbe­ schichtung konnte die Lebensdauer des Lichtleiters beträcht­ lich verlängert werden.It became a flexible light guide together with one He: YAG laser with 1J pulse energy and 600 µs pulse duration tests. The extinction of pure carbon tetrachloride was 0.14 1 / m, with the saturated solution of tetrabrom methane in carbon tetrachloride 0.09 1 / m. Through a metal bar layering could extend the life of the light guide be extended.

Claims (17)

1. Lichtleiter mit einem flüssigen Kern in einem transparen­ ten Plastikschlauch mit endseitigen transparenten Fenstern zur Übertragung von Strahlung im nahen infraroten Spektral­ bereich mit hoher Transmission und Resistenz gegen inten­ sive Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kern eine Lösung von Tetrabrommethan oder Tetraiodmethan in Tetrachlorkohlenstoff ist.1. Light guide with a liquid core in a transparen th plastic tube with transparent windows at the end for the transmission of radiation in the near infrared spectral range with high transmission and resistance to intensive radiation, characterized in that the liquid core is a solution of tetrabromomethane or tetraiodomethane in carbon tetrachloride is. 2. Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine hochkonzentrierte, insbesondere nahezu gesät­ tigte Lösung von Tetrabrommethan oder Tetraiodmethan in Tetrachlorkohlenstoff vorgesehen ist.2. light guide according to claim 1, characterized, that a highly concentrated, especially almost sown solution of tetrabromomethane or tetraiodomethane is provided in carbon tetrachloride. 3. Lichtleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser im infraroten Spektralbereich bis 3,5 µm, insbesondere bei einer Wellenlänge von 2,94 µm, verwen­ det ist.3. light guide according to claim 1 or 2, characterized, that this is in the infrared spectral range up to 3.5 µm, especially at a wavelength of 2.94 µm det. 4. Lichtleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle ein HeNe-, Nd:YAG- oder Ho:YAG-Laser oder ein anderer Laser, der in diesem Wellenlängen­ bereich emittiert, insbesondere ein Er:YAG-Laser bei 2,94 µm, verwendet ist.4. light guide according to claim 3, characterized, that a HeNe, Nd: YAG or Ho: YAG laser as the light source or another laser that is in this wavelength area, especially an Er: YAG laser 2.94 µm is used. 5. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutz gegen Einwirkung von sichtbarem und UV-Licht in das Schlauchinnere vorgesehen ist. 5. light guide according to one of claims 1 to 4, characterized, that protection against exposure to visible and UV light is provided in the interior of the hose.   6. Lichtleiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtundurchlässiger Schlauch über den transpa­ renten Plastikschlauch, insbesondere ein schwarzer Schrumpfschlauch, gezogen ist.6. light guide according to claim 5, characterized, that an opaque hose over the transpa annuity plastic tube, especially a black one Shrink tube, is pulled. 7. Lichtleiter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Plastikschlauch mit einem licht­ undurchlässigen Material beschichtet ist.7. light guide according to claim 5 or 6, characterized, that the transparent plastic tube with a light impermeable material is coated. 8. Lichtleiter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Plastikschlauch durch einen licht­ undurchlässigen Schlauch ersetzt ist, der innen mit einem transparenten Plastikmaterial beschichtet ist.8. light guide according to claim 5 or 6, characterized, that the transparent plastic tube through a light impermeable hose is replaced, the inside with is coated with a transparent plastic material. 9. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutz gegen Diffusion von Wasserdampf in das Schlauchinnere vorgesehen ist.9. light guide according to one of claims 1 to 8, characterized, that protection against diffusion of water vapor into the Hose interior is provided. 10. Lichtleiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Füllflüssigkeit enthaltende Plastikschlauch außen mit Metall, wie z. B. Kupfer, Aluminium, Zink, Silber oder Gold, beschichtet ist.10. light guide according to claim 9, characterized, that the plastic tube containing the filling liquid outside with metal, such as. B. copper, aluminum, zinc, Silver or gold, is coated. 11. Lichtleiter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Plastikschlauch in ein eng anliegendes Metall­ rohr oder in einen Metallwellschlauch gesteckt ist. 11. light guide according to claim 9 or 10, characterized, that the plastic tube into a tight-fitting metal tube or in a corrugated metal hose.   12. Lichtleiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Plastikschlauch durch ein Metallrohr ersetzt ist, welches innen mit Kunststoff beschichtet ist.12. light guide according to claim 9, characterized, that the plastic tube is replaced by a metal tube which is coated with plastic on the inside. 13. Lichtleiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß über den Plastikschlauch ein zweiter (Folien-) Schlauch gezogen ist, welcher mit Metall beschichtet ist.13. light guide according to claim 9, characterized, that a second (film) Pulled hose, which is coated with metal is. 14. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Längsenden des Plastikschlauchs im Be­ reich der schlauchinneren transparenten Fenster ein kurzes Metallrohrstück aufgeschrumpft ist.14. light guide according to one of claims 1 to 13, characterized, that on both longitudinal ends of the plastic tube in the loading submit the inside of the hose to transparent windows short piece of metal pipe is shrunk. 15. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kern ständig oder zeitweise in einen Kontakt mit einem Trocknungsmittel gebracht wird.15. light guide according to one of claims 1 to 14, characterized, that the liquid core constantly or temporarily into one Is brought into contact with a drying agent. 16. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit des flüssigen Kerns an einem Trock­ nungsmittel vorbeigefördert, insbesondere vorbeigepumpt, wird.16. light guide according to one of claims 1 to 15, characterized, that the liquid of the liquid core at a dry conveyed by means, in particular pumped past, becomes. 17. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Substanzen vorhanden sind, die die Transmission beeinträchtigenden Stoffe absorbieren, welche bei der Reaktion mit Licht entstehen.17. light guide according to one of claims 1 to 16, characterized, that substances are present that affect the transmission absorb harmful substances, which in the Reaction with light arise.
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