DE69727475T2 - Verfahren zur Herstellung eines Hohlraumresonators in einer Lichtleitfaser,insbesondere für einen interferometrischen Sensor, und durch dieses Verfahren hergetellter Hohlraumresonator - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Hohlraumresonators in einer Lichtleitfaser,insbesondere für einen interferometrischen Sensor, und durch dieses Verfahren hergetellter Hohlraumresonator Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, insbesondere eines interferometrischen Sensors, und auf ein durch dieses Verfahren hergestelltes optisches Element.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, das vorteilhaft in interferometrischen Sensoren vom Fabry-Perot- und Fizeau-Typ verwendet werden kann, die für hochauflösende Messungen von Temperatur, Dichte, Druck, mechanischer Belastung, mechanischer Schwingung, akustischen Wellen und Magnetfeldern sowie zur Messung der z. B. thermischen, elektrischen, magnetischen, chemischen, mechanischen usw. Eigenschaften von Materialien eingesetzt werden.
  • Fabry-Perot-Interferometer umfassen bekannterweise außer einer Lichtquelle und einem Fotodetektor auch einen transparenten Hohlraum, der durch zwei ebene, parallele, reflektierende Oberflächen definiert wird (zumindest eine davon reflektiert nur teilweise, damit Licht aus dem Hohlraum gelangen kann) und seinerseits einen Hohlraumresonator für das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht definiert.
  • Fabry-Perot-Interferometer werden je nach der Art der durchzuführenden Messung in verschiedenen Konfigurationen hergestellt.
  • Bei einer bekannten Konfiguration sind die Enden einer ersten und einer zweiten Lichtleitfaser gleichen Typs einander gegenüberliegend positioniert, um einen optischen Hohlraumresonator zwischen den Enden zu definieren.
  • Die Enden der zwei Fasern müssen, damit das Interferometer richtig funktioniert, extrem präzise ausgerichtet sein, einen genauen Abstand voneinander aufweisen, um einen Hohlraum mit vorbestimmter Länge zu definieren, und fest in dieser Position angeordnet sein, um einen stabilen Hohlraum zu definieren, dessen Größe sich weder zeit- noch temperaturbedingt ändern darf (außer bei absichtlich herbeigeführten Größenänderungen zur Durchführung der Messung). Zu diesem Zweck wurden verschiedene Vorschläge unterbreitet.
  • In einem bekannten Verfahren werden die Enden der zwei Fasern in gegenüberliegende Enden eines Kapillarröhrchens eingesetzt, dessen Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser der Fasern ist, und einander gegenüberliegend in einem Abstand positioniert, der der erforderlichen Länge des Hohlraums gleicht. Die obige Methode gewährleistet zwar eine genaue Ausrichtung der Fasern, ist aber wegen der betreffenden kleinen Toleranzen schwierig zu realisieren. Darüber hinaus ist, obwohl der Abstand zwischen den zwei Fasern entsprechend der Größe des Hohlraums angeordnet werden kann, die Verbindung zwischen dem Kapillarröhrchen und den Fasern schwach, was wegen unerwünschter Axialbewegung der Fasern während der Messung zu Instabilität des Hohlraums führen kann.
  • In einem weiteren bekannten Verfahren wird ein ähnliches Kapillarröhrchen verwendet, in dessen Innenraum das Ende einer der beiden Fasern verschweißt wird; das Ende der zweiten Faser wird im erforderlichen Abstand zur ersten Faser in das andere Ende des Röhrchens eingesetzt und anschließend mit einem Epoxidharz an das Röhrchen angeklebt. In diesem Fall ergeben sich jedoch Schwierigkeiten bei der Ausrichtung der zweiten auf die erste Faser; die im Laufe der Zeit nachlassende Konsistenz und Hitzeempfindlichkeit des Epoxidharzes beeinträchtigen schließlich die Stabilität der Verbindung; und das Verfahren als Ganzes ist komplexer als das erste.
  • In noch einem weiteren Verfahren wird ein Kapillarröhrchen, das den gleichen Außendurchmesser wie die Fasern und die gleiche Länge wie die für den Hohlraum erforderliche Länge hat, zwischen den gegenüberliegenden Enden der zwei Fasern positioniert; die Endkanten des Kapillarröhrchens werden mit denen der angrenzenden Fasern verschweißt, um einen Hohlraum zu bilden, der von außen unzugänglich ist. Der Nachteil dieses Verfahrens ist dabei die Genauigkeit bei der Ausrichtung.
  • Überdies wird bei allen obigen Verfahren ein geschlossener Hohlraum erzeugt, was eine Metallisierung der Faserenden (um die Empfindlichkeitscharakteristik des Interferometers zu verändern) und das Einsetzen der für bestimmte Messvorgänge notwendigen optischen Elemente oder Substanzen in den Hohlraum verhindert.
  • Das US-Patent 4.830.451 beschreibt ein optisches Element, bei dem eine einen Hohlraum definierende Lichtleitfaser mittels mehrerer Klebepunkte an einem Haltestab befestigt wird.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, das ein stabiles Verbinden der Enden der zwei Fasern ermöglicht, die einen Hohlraumresonator eines Interferometers definieren, und so ausgelegt ist, dass die oben genannten Nachteile behoben werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements – insbesondere eines interferometrischen Sensors – nach Anspruch 1 vorgesehen.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein nach obigem Verfahren hergestelltes optisches Element.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Element nach Anspruch 13 vorgesehen.
  • Eine bevorzugte, nicht einschränkende Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1: schematisch einen ersten Schritt des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2: einen Teil des erfindungsgemäßen optischen Elements am Schluss eines Zwischenschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 3: schematisch und der Klarheit halber ohne einige Teile einen weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 4: schematisch und der Klarheit halber ohne einige Teile eine Variante des Schritts von 3;
  • 5: das fertige erfindungsgemäße optische Element; und
  • 6: schematisch ein optisches Fabry-Perot-Interferometer, das ein erfindungsgemäßes optisches Element aufweist.
  • Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dient zur Herstellung eines optischen Elements, das vorteilhaft als Hauptbestandteil eines optischen Interferometers – insbesondere eines Fabry-Perot-Interferometers – verwendet werden kann.
  • 1 zeigt, dass das optische Element der vorliegenden Erfindung hergestellt wird aus einer ersten Lichtleitfaser 1 aus Glas (z. B. eine Einmodenfaser mit 125 μm Außendurchmesser), die Licht zu einem Fabry-Perot-Interferometer leitet, und einer ebenfalls aus Glas bestehenden zweiten Lichtleitfaser 2, die einen größeren Durchmesser als die erste hat und einfach einen Halt für die erste Faser 1 definiert.
  • Das Verfahren umfasst zu Beginn den Schritt der Befestigung beider Fasern 1 und 2 an einer bekannten Halte- und Zugvorrichtung 3, um die Fasern 1 und 2 parallel und einander entlang einem geraden Abschnitt mit vorbestimmter Länge berührend zu positionieren. Die Fasern 1 und 2 werden insbesondere so einander berührend positioniert, dass ihre Kreisquerschnitte entlang einem Kontaktabschnitt Z tangential zueinander sind.
  • Die Halte- und Zugvorrichtung 3 umfasst zwei bekannte Schlitten 4 (schematisch dargestellt), die auf einer horizontalen Oberfläche 5 befestigt sind und kontrolliert entlang der Oberfläche 5 zueinander hin- und voneinander fortgleiten; die Fasern 1 und 2 sind so in bekannter Weise (nicht dargestellt) an den Schlitten 4 befestigt, dass sich die jeweiligen benachbarten Abschnitte 1a und 2a in geraden, parallelen Richtungen zwischen den Schlitten 4 erstrecken.
  • Es wird ein die Flamme 8 erzeugender Butangasbrenner 7 aufgestellt und kontrolliert zwischen den Schlitten 4 bewegt, um die benachbarten Abschnitte 1a und 2a mit der Flamme 8 bis zu einer vorbestimmten Temperatur zu erhitzen und dadurch die Oberflächen der Abschnitte 1a und 2a entlang dem Kontaktabschnitt Z zu verschweißen. Die obige Wärmebehandlung wird in Bezug auf die Dauer, die Temperatur der Flamme 8 und den Weg des Brenners 7 kontrolliert; die Abschnitte 1a und 2a werden nur an ihrer Oberfläche verschweißt, damit der Kern und folglich die Lichtleiteigenschaften der Faser 1 nicht wesentlich verändert werden; und nach der Wärmebehandlung sind die Fasern 1 und 2 stabil zueinander entlang dem Kontaktabschnitt Z befestigt.
  • Die Abschnitte 1a und 2a können gleichzeitig mit dem Schweißverfahren auch einem Verfahren zur Querschnittsverjüngung ausgesetzt werden, das eine gegenseitige Fortbewegung der Schlitten 4 umfasst, um eine kontrollierte Zugkraft auf die Abschnitte 1a und 2a während ihrer Erhitzung einwirken zu lassen, sie dadurch axial zu strecken und einen Mittelabschnitt 9 (2) mit kleinem Querschnitt zu erzeugen. Das Verfahren zur Querschnittsverjüngung dient zur Veränderung der mechanischen und Lichtleit-Eigenschaften der Faser 1, wie im Folgenden noch beschrieben wird.
  • Im Anschluss an die Verschweißung und die Querschnittsverjüngung (falls durchgeführt) der Fasern 1 und 2 wird mit einem der beiden oben beschriebenen Verfahren entlang dem Abschnitt 1a ein optisch transparenter Hohlraum gebildet, der einen optischen Hohlraumresonator definiert.
  • In einem ersten Verfahren (dargestellt in 3) wird mit einem Trennwerkzeug 11 ein Einschnitt 10 in den Abschnitt 1a durchgeführt, um die Faser 1 an der Einschnittstelle zu schwächen; die Abschnitte 1a und 2a werden dann am Einschnitt gebogen (durch die gestrichelten Linien dargestellt), um die Fasern 1 und 2 zu verformen, die Faser 1 nur am Einschnitt 10 zu durchtrennen und so einen sehr kleinen Hohlraum 12 (ungefähr 1 μm breit, wie durch die gestrichelten Linien und deutlicher in der vergrößerten Detailzeichnung ersichtlich) zu bilden, der durch zwei ebene, nicht ganz parallele Oberflächen 13 und 14 (der Winkel zwischen ihnen beträgt einen Bruchteil von einem Grad) definiert wird. Die Größe des Hohlraums 12 kann innerhalb eines beschränkten Be reichs durch größere oder kleinere Biegung der Fasern 1 und 2 geregelt und durch ein Temperverfahren stabilisiert werden, wobei die Abschnitte 1a und 2a mit der Flamme 8 auf eine unter der Verschweißtemperatur liegende Temperatur erhitzt werden, um die gegenseitigen Positionen der ebenen Oberflächen 13 und 14 zu stabilisieren, die außerdem im Wesentlichen senkrecht zur Achse des Abschnitts 1a der Faser 1 sind.
  • In einem zweiten Verfahren (in 4 dargestellt) wird der Hohlraum im Abschnitt 1a mit einer Kreissäge 16 (nur teilweise dargestellt) mit einem flachen Sägeblatt 17 konstanter Dicke erzeugt. Das Sägeblatt 17 wird so positioniert, dass seine Achse parallel zu den Achsen der Fasern 1 und 2 ist, und so zur Faser 1 hinbewegt, dass es stets senkrecht auf die Achse der Faser 1 ausgerichtet ist, um den Abschnitt 1a quer zu schneiden und dadurch einen Hohlraum 18 zu erzeugen, der gleich dick wie das Sägeblatt 17 ist und durch zwei ebene, parallele Oberflächen (nicht dargestellt) definiert wird, die einander gegenüberliegen und senkrecht zur Achse des Abschnitts 1a sind.
  • Gemäß einer nicht dargestellten Variante können mit einem der beiden obigen Verfahren größere Hohlräume hergestellt werden, indem im Abschnitt 1a zwei Trennungen (Spalten oder Schnitte, je nach dem verwendeten Verfahren) erzeugt werden, die um einen vorbestimmten Abstand voneinander getrennt sind, und der Lichtleitfaserteil zwischen den zwei Trennungen entfernt wird.
  • Am Ende der obigen Verfahren werden die Abschnitte 1a und 2a geschnitten (in einer nicht dargestellten Weise), um ein wie in 5 dargestelltes optisches Element 20 herzustellen, das einen ersten Lichtleitfaserabschnitt 21, der durch einen Teil des Abschnitts 1a mit vorbestimmter Länge (beispielsweise einige Zentimeter) definiert wird, und einen zweiten Lichtleitfaserabschnitt 22 umfasst, der durch einen Teil des Abschnitts 2a mit vorbestimmter Länge definiert wird, aber kürzer ist als der erste Abschnitt 21 (beispielsweise ca. 1 cm) und Letzteren hält. Der erste Abschnitt 21 umfasst einen Hohlraum 26, der mit einem der obigen Verfahren hergestellt wird, und zwei Endabschnitte 24, 25, von denen der erste länger als der zweite ist, damit Verbindungen berücksichtigt werden können; der Hohlraum 26 wird durch gegenüberliegende ebene Oberflächen 27 und 28 definiert, die im Wesentlichen parallel zueinander und senkrecht zur Achse des ersten Abschnitts 21 sind; und die Oberflächen 27 und 28 können mit einer halbreflektierenden Metallschicht 29 überzogen werden, um die Empfindlichkeitscharakteristik des optischen Elements 20 zu variieren.
  • In 6 ist dargestellt, dass das optische Element 20 zur Herstellung eines üblichen optischen Fabry-Perot-Interferometers 30 verwendet werden kann, das wegen seiner Bekanntheit nur kurz beschrieben wird. Das Interferometer 30 umfasst eine Lichtquelle 31 (beispielsweise eine Laserdiode); einen Fotodetektor 32; ein wie oben beschriebenes optisches Element 20; eine Lichtleitfaser 33, die das optische Element 20 mit der Lichtquelle 31 verbindet (in einer nicht dargestellten Weise); und eine weitere Lichtleitfaser 34, die über einen Optokoppler 35 mit der Lichtleitfaser 33 verbunden ist, um einen Lichtweg zwischen dem Element 20 und dem Fotodetektor 32 zu definieren.
  • Das Interferometer 30 funktioniert folgendermaßen: Die Lichtquelle 31 erzeugt einen Lichtstrahl R, der über die Lichtleitfaser 33 zum Element 20 übertragen wird; der Strahl B dringt in den Lichtleitfaserabschnitt 21 ein und trifft auf die Oberfläche 27 auf, von der er teilweise reflektiert (Strahl R1) und teilweise durchgelassen wird, um einen durch den Hohlraum 26 durchgelassenen Strahl (nicht dargestellt) zu definieren; der durchgelassene Strahl seinerseits wird von der Oberfläche 28 teilweise durchgelassen und teilweise reflektiert, um einen reflektierten Strahl R2 zu definieren, der teilweise zurück durch die Oberfläche 27 hindurch und zusammen mit dem Strahl R1 aus dem optischen Element 20 heraus zum Fotodetektor 32 verläuft. Der Fotodetektor 32 empfängt zusammen mit den Strahlen R1 und R2 auch weitere Strahlen (nicht dargestellt), die durch Anteile des Strahls R definiert werden, die mehrfachen Reflexionen zwischen den Oberflächen 27 und 28 ausgesetzt sind. Umgekehrt werden andere Anteil des Strahls R durch die Oberfläche 28 durchgelassen und gestreut.
  • Der Fotodetektor 32 erfasst deshalb Störungen zwischen den Strahlen R1 und R2. Während die Phase des Strahls R1 konstant ist, wird die Phase des Strahls R2 durch Veränderungen der Länge des Hohlraums 26 (beispielsweise infolge von Wärmeausdehnung oder mechanischer Schwingung) und durch eine Änderung der Brechzahl im Hohlraum 26 (beispielsweise durch ein dazwischen eingefügtes optisches Element mit einer anderen Brechzahl als Luft) beeinflusst, so dass die Messgröße durch Messung der Interferenz der Strahlen R1 und R2 ermittelt werden kann.
  • Das optische Element 20 kann außer als Interferometer auch als Lichtmodulator verwendet werden, indem die Größe des Hohlraums 26 je nach einem modulierenden Eingangssignal verändert wird und die Eigenschaften des durch ihn strömenden Lichts dadurch variiert werden.
  • Der dynamische Empfindlichkeitsbereich und das Ausmaß der Lichtintensitätsänderung können durch eine Metallisierung der Oberflächen 27 und 28 als eine Funktion der Größe des Hohlraums 26 geregelt werden; außerdem verbessert eine Querschnittsverjüngung der Faserabschnitte 1a und 2a beim optischen Element 20 das mechanische Verhalten bei Belastung und verringert die Dämpfung im Hohlraum 26. Diese Reduzierung der Dämpfung beruht insbesondere auf der Verengung des Faserkerns, wodurch der Lichtpunkt des Strahls R aufgeweitet und somit die Streuung des in den Hohlraum 26 durchgelassenen Anteils des Strahls R verkleinert wird und wodurch der Prozentsatz des von der Faser 21 wieder eingefangenen und zum Fotodetektor 32 durchgelassenen Lichts erhöht wird. In ähnlicher Weise können bei einer vorgegebenen Lichtmenge, die von der Faser 21 wieder eingefangen wird, längere Hohlräume hergestellt und Fertigungstoleranzen reduziert werden.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind folgende:
  • Das optische Element 20, das – wie bereits gesagt – das lichtempfindliche Element des Interferometers 30 definiert, ist mechanisch stabil, da es einen Halt 2 für die Lichtleitfaser 1 aufweist. Das nach dem Schweißverfahren durchgeführte Verfahren zur Bildung des Hohlraums ist insbesondere unkompliziert und sorgt dafür, dass Fertigungsfehler und -toleranzen minimiert und somit die Quer- und Winkelausrichtungsprobleme von Verfahren eliminiert werden, bei denen zwei Lichtleitfasern zur Bildung des Hohlraums ausgerichtet werden müssen. Das optische Element 20 kann auch isoliert werden, indem es in einem versiegelten Behälter eingekapselt wird und der Behälter mit Inertgas be füllt wird. Der Hohlraum 26 kann alternativ mit einem stabilisierenden Material befüllt werden.
  • Das optische Element 20 lässt sich leicht herstellen, da es nur eine geringe Anzahl von Komponenten mit engen Toleranzen umfasst; darüber hinaus werden die Verfahren zur Abstimmung, Kalibrierung und Qualitätskontrolle bei der Erzeugung des Hohlraums vereinfacht.
  • Die Verfahren zur Herstellung des optischen Elements 20 können leicht modifiziert werden, um die optischen und mechanischen Eigenschaften des Elements 20 an die Anforderungen verschiedener Anwendungen anzupassen.
  • Das optische Element 20 ist stabil und leicht herzustellen, kann je nach Bedarf miniaturisiert werden, ist mit allen standardmäßigen optoelektronischen Komponenten kompatibel und lässt sich außerdem vorteilhaft bei anderen Arten volloptischer Vorrichtungen verwenden.
  • Die Empfindlichkeitscharakteristik des optischen Elements 20 – z. B. dynamischer Bereich und dynamische Empfindlichkeit – kann leicht durch Abscheiden einer Metallschicht 29 an den Oberflächen 27 und 28 während der Fertigung modifiziert werden.
  • Und schließlich kann sogar das fertige optische Element 20 in geringem Maße durch eine weitere Wärmebehandlung umkonfiguriert werden.
  • Es können selbstverständlich Änderungen an dem hier beschriebenen und dargestellten Verfahren und optischen Element vorgenommen werden, ohne dabei jedoch vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Insbesondere kann die Lichtleitfaser 1 eine Einmodenfaser – was bei einer kohärenten Lichtquelle vorzuziehen ist – oder eine Mehrmodenfaser sein – was bei einer nicht kohärenten Lichtquelle vorzuziehen ist; obendrein kann das Substrat ein anderes Element als eine Lichtleitfaser umfassen, einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweisen und in geeigneter Weise dotiert oder beschichtet sein, um die Empfindlichkeit des optischen Elements 20 zu verbessern.
  • Die Lichtleitfaser 20 kann durch ein Halteelement ersetzt werden, das eine andere Form besitzt und aus Glas besteht.
  • Darüber hinaus lässt sich die Lichtleitfaser 1 – im Gegensatz zu dem beschriebenen Verfahren mit der Flamme – mit einem Lichtbogen oder Laserstrahl an die Oberfläche des Substrats anschweißen.
  • Es können Bragg-Gitter in bekannter Weise in das fertige optische Element 20 eingesetzt werden, um dessen Empfindlichkeit zu verbessern oder um bei optischen Vorrichtungen, die mehrere optische Elemente des beschriebenen Typs umfassen, verschiedene Wellenlängen zu vervielfachen.
  • Die gleichen beschriebenen Verfahren lassen sich auch dazu verwen den, komplexere optische Elemente herzustellen, z. B. Mach-Zehnder-Interferometer mit Lichtleitfaserteilen, die mit dem Substrat verschweißt sind.
  • Ferner können die gleichen beschriebenen Verfahren dazu eingesetzt werden, mehrere Hohlräume hintereinander zu erzeugen, um mittels Zeit-, Wellenlängen- oder anderen vervielfachenden Verfahren gleichzeitige Messungen durchzuführen. Mit zwei oder mehr Hohlräumen lässt sich auch ein passives, um 90° phasenverschobenes Demodulationssystem herstellen, indem die Größe der Hohlräume gleichzeitig geregelt wird, um den Zustand der 90°-Phasenverschiebung durch Biegen und Erhitzen (Tempern) der Lichtleitfaser und des Substrats zu erreichen.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, insbesondere eines interferometrischen Sensors, aus einer Lichtleitfaser (1) und einem Halteelement (2), umfassend den Schritt zur Positionierung von zumindest einem Abschnitt (1a) der Lichtleitfaser (1) in Berührung mit einem Abschnitt (2a) des Halteelements (2); dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst: die Schritte zur Bildung einer stabilen Verbindung zwischen dem Abschnitt der Lichtleitfaser und dem Abschnitt des Halteelements durch Verschweißen der Oberflächen des Abschnitts (1a) der Lichtleitfaser und des Abschnitts (2a) des Halteelements entlang einem Kontaktabschnitt; wobei der Abschnitt der Lichtleitfaser im Bereich des optischen Elements unbeschichtet ist; und Bildung von zumindest einem Hohlraum (12; 18; 26) in dem Abschnitt der Lichtleitfaser, wobei der Hohlraum durch einander gegenüberliegende Oberflächen (13, 14; 27, 28) der Lichtleitfaser definiert wird und einen optischen Hohlraumresonator definiert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Bildung eines Hohlraums umfasst: die Schritte zur Durchführung eines Oberflächeneinschnitts (10) in den Abschnitt der Lichtleitfaser, um Letzteren zu schwächen; und zur Biegung der Lichtleitfaser und des Halteelements, um die Lichtleitfaser bei diesem Einschnitt quer zu trennen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Bildung eines Hohlraums umfasst: die Schritte zur Durchführung zweier Oberflächeneinschnitte in den Abschnitt der Lichtleitfaser; zur Biegung der Lichtleitfaser und des Halteelements, um die Lichtleitfaser bei diesen Einschnitten quer zu trennen; und zur Entfernung des Lichtleitfaserteils zwi schen den Einschnitten.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Bildung eines Hohlraums den Schritt zur Durchführung eines quer verlaufenden Einschnitts in den Abschnitt der Lichtleitfaser umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Bildung eines Hohlraums den Schritt zur Durchführung zweier quer verlaufender Einschnitte in den Abschnitt der Lichtleitfaser und zur Entfernung des Lichtleitfaserteils zwischen den Einschnitten umfasst.
  6. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren Schritt zur Einwirkung einer Zugkraft auf die Lichtleitfaser und das Halteelement während der Verschweißung des Abschnitts der Lichtleitfaser mit dem Abschnitt des Halteelements umfasst, um einen, einen kleinen Querschnitt aufweisenden Mittelabschnitt (9) des Abschnitts der Lichtleitfaser und des Abschnitts des Halteelements, zu bilden.
  7. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement ein zylindrisches Element umfasst, dessen Durchmesser größer als die Lichtleitfaser ist.
  8. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement eine weitere Lichtleitfaser umfasst.
  9. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es auch den Schritt zur Bildung einer zumindest teilweise reflektierenden Schicht (29) an den einander gegenüberliegenden Oberflächen umfasst.
  10. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt zur Einwirkung eines Temperverfahrens auf die Abschnitte (1a, 2a) der Lichtleitfaser (1) und des Halteelements (2) umfasst, um die Maße des Hohlraums dauerhaft zu definieren.
  11. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Oberflächenverschweißung des Abschnitts der Lichtleitfaser und des Abschnitts des Halteelements mit einer Flamme, einem Laserstrahl oder einem Lichtbogen durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt zum Schneiden der Abschnitte der Lichtleitfaser und des Halteelements umfasst, um ein optisches Element (20) herzustellen, das einen Lichtleitfaserabschnitt (21), der einen optischen Hohlraumresonator (12; 18; 26) aufweist, und einen Halteelementabschnitt (22) umfasst, der dauerhaft mit dem Lichtleitfaserabschnitt verbunden ist.
  13. Optisches Element für einen interferometrischen Sensor, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Lichtleitfaserabschnitt (21) umfasst, der mittels eines Kontaktabschnitts (Z), wo die Oberflächen des Lichtleitfaserabschnitts (21) und des Halteelements miteinander verschweißt sind, stabil an dem Halteelement (22) befestigt ist; und einen optischen Hohlraumresonator (26) definiert, der durch einander gegenüberliegende Oberflächen (27, 28) des Lichtleitfaserabschnitts definiert wird, die im Wesentlichen quer zur Achse des Lichtleitfaserabschnitts (21) sind.
  14. Optisches Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (22) ein zylindrisches Element (22) umfasst, dessen Durchmesser größer als der Lichtleitfaserabschnitt (21) ist.
  15. Optisches Element nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (22) kürzer als der Lichtleitfaserabschnitt (21) ist.
  16. Optisches Element nach irgendeinem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Oberflächen (27, 28) eine zumindest teilweise reflektierende Schicht (29) umfassen.
  17. Optisches Element nach irgendeinem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitfaserabschnitt (21) einen einen kleineren Querschnitt aufweisenden Mittelabschnitt (9) umfasst, der sich um den Hohlraum (26) herum erstreckt.
  18. Optisches Element nach irgendeinem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Hohlraumresonator (26) mit einem stabilisierenden Material gefüllt ist.
DE69727475T 1997-07-21 1997-07-21 Verfahren zur Herstellung eines Hohlraumresonators in einer Lichtleitfaser,insbesondere für einen interferometrischen Sensor, und durch dieses Verfahren hergetellter Hohlraumresonator Expired - Fee Related DE69727475T2 (de)

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