EP1792215A2

EP1792215A2 - Optical waveguide comprising a structured surface, and method for the production thereof

Info

Publication number: EP1792215A2
Application number: EP05794676A
Authority: EP
Inventors: Martin Franke; Tobias Happel; Clemens Scherer; Herbert Schober
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-09-23
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2007-06-06
Also published as: WO2006032654A2; DE102004047498B4; DE102004047498A1; WO2006032654A3

Abstract

The invention relates to a method for creating a structure (22) within the surface of an optical waveguide (11) by means of a laser (13), laser ablation being used in said method. The advantage of laser ablation-aided production lies in the fact that the structure (22), which is composed of parallel channels (25), for example, can be produced with great accuracy while the cross section of the optical waveguide (11) is weakened to a relatively small extent as a result of the constant depth of the channels produced by means of laser ablation. In addition, the damping rate of the optical waveguide, which is created by the structure (22), can advantageously be determined in an optical manner during production, thus advantageously making it easy to assure quality. Also disclosed is an optical waveguide whose structure comprises a regular pattern of individual structured elements such as channels (25) which are configured at a constant depth inside the surface.

Description

       

  [0001]    Beschreibung

[0002]    Lichtleiter mit einer strukturierten Oberfläche und Verfahren zu dessen Herstellung

[0003]    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Lichtleiters mit verformungsabhängiger optischer Dämpfung, bei dem zur Verstärkung der Verformungsabhängigkeit der Dämpfung die Oberfläche des Lichtleiters mit einer Strukturierung versehen wird.

[0004]    Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der US 5,633,494 bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Strukturierung der Oberfläche durch ein Heissprägeverfahren durchgeführt, indem ein heisses Prägewerkzeug auf die vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Faser des Lichtleiters unter Abbildung der im Werkzeug realisierten Strukturierung der Oberfläche gedruckt wird.

   Die so erzeugte Strukturierung verstärkt die Verformungsabhängigkeit der Dämpfung, so dass bei einem Biegen der Faser die Dämpfung im Lichtleiter je nach Krümmungsrichtung zuoder abnimmt. Alternativ wird vorgeschlagen, die Oberfläche des Lichtleiters durch Sandstrahlen oder Ätzen zu behandeln, um eine Strukturierung hervorzurufen.

[0005]    Gemäss der WO 2004/089699 Al ist es bekannt, einen Lichtleiter mittels Laserablation zu strukturieren. Dabei soll eine Aufrauung der Oberfläche des Lichtleiters erzeugt werden, ähnlich einer Aufrauung durch Sandpapier oder Sandstrahlen.

   Sollen grössere Vertiefungen in den Lichtleiter eingebracht werden, so lässt sich dies in der bereits erwähnten Weise durch Heissprägen erreichen.

[0006]    Zuletzt ist der US 2003/0231818 Al zu entnehmen, dass das Verfahren der Laserablation bei Lichtleitern auch dazu verwendet werden kann, um Oberflächenstrukturen mit höchsten Genauigkeitsanforderungen in die Oberfläche einzubringen.

   Dabei ist die Genauigkeit der erzeugten Strukturen lediglich von der Grösse des Fokuspunktes des Lasers abhängig.

[0007]    Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Erzeugen eines Lichtleiters mit strukturierter Oberfläche anzugeben, mit dem sich einerseits wirtschaftlich eine genaue Geometrie der Oberflächenstrukturierung erzeugen lässt und andererseits eine mechanische Schwächung des Querschnitts des Lichtleiters möglichst gering gehalten werden kann.

[0008]    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Strukturierung mittels Laserablation hergestellt wird. Der Lichtleiter besitzt eine gekrümmte Oberfläche, ist also insbesondere mit einem runden Querschnitt ausgestattet.

   Daher wird vorteilhaft vorgesehen, dass der Schärfentiefebereich der Laserfokussierung mittels einer Abbildungsoptik derart eingestellt wird, dass der zu strukturierende Bereich der gekrümmten Oberfläche innerhalb des Schärfentiefebereiches liegt und die Strukturierung ohne Berücksichtigung der Krümmung der Oberfläche erfolgen kann. Dies bedeutet, dass innerhalb des Krümmungsbereiches des Lichtleiters, in dem die Strukturierung erzeugt werden soll, der Schärfentiefebereich der Laserfokussierung ausreicht, um die Strukturierung durch Laserablation mit der geforderten Genauigkeit herzustellen. Dies hat den Vorteil, dass die gesamte Strukturierung auf dem Lichtleiter in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann, das heisst, dass eine Neuausrichtung des Lasers bei der Erzeugung der Strukturierung über den gesamten zu strukturierenden Bereich nicht erforderlich ist.

   Dabei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass eine Strukturierung der Oberfläche des Lichtleiters nicht nur im Fokuspunkt des Lasers möglich ist, sondern auch in dem an diesen anschliessenden Schärfentiefebereich, der einerseits noch eine genügende Energiedichte zur Strukturierung des Lichtleiters aufweist und andererseits noch eine genügend starke Bündelung des Lasers aufweist, damit die geforderten Toleranzen für die zu erzeugende Strukturierung noch gewährleistet ist.

[0009]    Das Verfahren der Laserablation hat ausserdem den Vorteil, dass die Strukturelemente, die die Strukturierung auf der Oberfläche des Lichtleiters bilden, mit einer genügenden Genauigkeit hinsichtlich ihrer Geometrie hergestellt werden können.

   Andererseits hat dieses Herstellungsverfahren den Vorteil, dass die Abmessungen der hergestellten Strukturelemente, insbesondere die Tiefe der Strukturelemente in der Oberfläche, klein gewählt werden können, so dass die mechanische Schwächung des Querschnitts des Lichtleiters gering ausfällt. Diese Kombination der genannten Vorteile lässt sich weder durch Sandstrahloder Ätzverfahren erreichen, bei denen die Genauigkeit der erzeugten Strukturierung geringer ausfällt, noch durch ein Heissprägeverfahren, bei dem die erzeugbaren Strukturelemente der Strukturierung verfahrensbedingt grössere Abmessungen aufweisen und dadurch eine stärkere mechanische Schwächung des Querschnitts des Lichtleiters bewirken. Insbesondere gilt dies für die Einbringung von Heissprägestrukturen in die bevorzugt verwendeten Lichtleiter mit rundem Querschnitt.

   In diesem Fall bewirken die erzeugten Strukturelemente in ihrer Mitte eine verhältnismässig starke Schwächung des Querschnitts, die sich in Richtung der Enden des Strukturelementes verringert (vgl. US 5,633,494) .

[0010]    Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Laserstahl durch eine Maske geführt wird, die das Muster der Strukturierung wiedergibt, wobei das Muster auf dem Lichtleiter abgebildet wird. Damit ergibt sich die Strukturierung durch die in der Maske vorgesehenen Durchlässe für den Laserstrahl, die das Muster definieren. An den Auftreffstellen des Lasers auf dem Lichtwellenleiter werden die Strukturelemente gebildet. Diese Ausführung des Verfahrens ist vorteilhaft besonders einfach durchführbar, da für die zu erzeugenden Muster lediglich eine Maske bereitgestellt werden muss.

   Ein Programmieraufwand für die Herstellungsanlage für die strukturierten Lichtleiter fällt nicht an.

[0011]    Gemäss einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Laserstrahl unter Erzeugung des Musters der Strukturierung über die Oberfläche des Lichtleiters geführt wird. Hierzu ist beispielsweise eine Spiegelumlenkung oder eine Umlenkung mittels Kristallen für den Laserstrahl notwendig, so dass dieser sich unter Verstellung der Spiegel über die Oberfläche des zu strukturierenden Lichtleiters bewegen lässt. Hierbei werden die Muster der Strukturierung sozusagen auf den Lichtleiter geschrieben.

   Es sind vorteilhaft besonders feine Strukturen erzeugbar, deren geringst mögliche Abmessungen lediglich von der Wellenlänge des Lasers und dessen Fokussierung abhängen.

[0012]    Gemäss einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen dass während der Strukturierung des Lichtleites die Dämpfungseigenschaften des Lichtleiters gemessen werden.

[0013]    Hierdurch ist vorteilhaft während des Herstellungsprozesses der Strukturierung eine genaue Einstellung der geforderten Dämpfung möglich, wobei der Herstellungsprozess korrigiert werden kann, wenn sich Abweichungen von der geforderten Dämpfung ergeben.

[0014]    Neben der Korrektur von Materialund Fertigungsungenauigkeiten kann die Ermittlung der Dämpfungseigenschaften während der Strukturierung des Lichtleiters auch dazu verwendet wer-den,

   um die Verfahrensparameter für eine Strukturierung für einen bestimmten Anwendungsfall festzulegen. Dabei kann insbesondere der Einfluss einer Veränderung der Strukturelemente in ihrer Geometrie auf den erreichten Dämpfungsgrad ermittelt werden. Die ermittelten Daten können für spätere Applikationen wieder herangezogen werden.

[0015]    Es ist vorteilhaft, wenn der Lichtleiter vor der Strukturierung mit einer Umhüllung versehen wird. Diese schützt den Lichtleiter bei der Verarbeitung und im späteren Einsatz vor Beschädigungen. Bei der Strukturierung wird die Umhüllung von dem Laser durchdrungen, wodurch eine Erzeugung der Strukturierung auf dem Lichtleiter ermöglicht wird. Durch geeignete Einstellung der Fokussierung des Lasers (Schärfentiefebereich und Wellenlänge) kann die Umhüllung im Bereich der Strukturierung durch den Laser mit entfernt werden.

   Wenn die Umhüllung für das Laserlicht transparent ist, kann diese während des Strukturierungsprozesses zumindest weitgehend erhalten bleiben.

[0016]    Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn mehrere parallel nebeneinander verlaufende Lichtleiter vor der Strukturierung zu einem Band zusammengefasst werden. Hierdurch lässt sich fertigungstechnisch ein Produktivitätsgewinn erreichen, da die Fasern des Bandes in einem einzigen Fertigungsschritt mit der Strukturierung versehen werden können. Anschliessend können die Lichtleiter wieder vereinzelt werden oder besonders vorteilhaft auch als Band zum Einsatz kommen.

   Insbesondere kann der Zusammenhalt des Bandes auch mittels einer gemeinsamen Umhüllung gewährleistet werden.

[0017]    Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Lichtleiter mit einer gekrümmten, strukturierten Oberfläche zur Verstär-kung der Verformungsabhängigkeit seines optischen Dämpfungsverhaltens .

[0018]    Ein solcher Lichtleiter ist aus dem eingangs genannten Stand der Technik (US 5,633,494) bekannt. Als strukturierte Oberfläche kann der Lichtleiter mit rundem Querschnitt beispielsweise eine quer zur Richtung des Lichtleiters verlaufende Aneinanderreihung von V-förmigen Rillen aufweisen, die an einer Seite des Lichtleiters eine treppenartige Struktur erzeugen.

   Da der Lichtleiter einen runden Querschnitt aufweist und die Rillen zur Erreichung der geforderten Dämpfung eine bestimmte Länge aufweisen müssen, wird durch die Strukturierung der ursprünglich runde Leiterquerschnitt abgeflacht, was zu einer Schwächung des Querschnitts führt.

[0019]    Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Lichtleiter mit einer Strukturierung der Oberfläche anzugeben, der unter Erreichen des geforderten Dämpfungsverhaltens eine möglichst geringe Schwächung des Querschnitts des Lichtleiters aufweist.

[0020]    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Strukturierung durch ein regelmässiges Muster von Vertiefungen in der gekrümmten Oberfläche mit gleich bleibender Tiefe ausgebildet sind, die unabhängig von der Krümmung der Oberfläche parallel zueinander verlaufen.

   Hiermit ist gemeint, dass die Ausrichtung der Löcher sich nicht an der Krümmung der Oberfläche orientiert, sonders insbesondere an der Ausrichtung des Lasers orientiert ist. Bei Löchern mit Kreisquerschnitt bedeutet dies z. B., dass die

[0021]    Symmetrieachsen dieser Löcher alle parallel zueinander ausgerichtet sind. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Herstellung der Vertiefungen durch den Laser wirtschaftlich möglich ist, da dieser nicht unter Berücksichtigung der Krümmung der Oberfläche für jede zu erzeugende Vertiefung neu ausgerichtet werden muss.

   Vielmehr können alle Vertiefungen in einer Einstellung des Lasers hergestellt werden.

[0022]    Das regelmässige Muster der Strukturelemente garantiert einerseits ein genau definiertes Dämpfungsverhalten, welches durch eine Strukturierung mit unbestimmter Geometrie (beispielsweise eine sandgestrahlte Oberfläche) nicht so genau einstellbar ist. Weiterhin sind die Strukturelemente jedoch derartig hergestellt, dass sie in der Oberfläche mit gleich bleibender Tiefe ausgebildet sind. Damit weist der erfindungsgemässe Lichtleiter keine Abflachung auf, die eine Querschnittsschwächung des Lichtleiters darstellen würde. Vielmehr ist die Strukturierung auf einem gekrümmten

[0023]    Oberflächenanteil des Lichtleiters angebracht.

   Damit ist vorteilhaft ein Lichtleiter realisiert, der einerseits eine hohe mechanische Stabilität aufweist und andererseits eine Strukturierung mit definierten Dämpfungseigenschaften besitzt.

[0024]    Gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strukturelemente durch parallel verlaufende Kanäle gebildet sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Strukturelemente durch Vertiefungen gebildet sind, die in einem Feld jeweils mit gleichmässigen Abständen zueinander angeordnet sind. Hierdurch kann die Strukturierung durch Strukturelemente mit vergleichsweise einfacher Geometrie ausgebildet werden, was vorteilhaft deren Herstellung erleichtert. Die Vertiefungen und Kanäle können verschiedene Querschnitte aufweisen.

   Die Vertiefungen, die mit gleichmässigen Abständen in einem Feld angeordnet sind, müssen zueinander nicht alle den gleichen Abstand aufweisen. Beispielsweise lassen sich die Vertiefungen auf einem quadratischen Raster anordnen, wo-bei die Vertiefungen, die durch die Diagonale der durch das Raster definierten Quadrate voneinander getrennt sind, einen grösseren Abstand voneinander aufweisen, als diejenigen, die durch die Seitenkanten des quadratischen Rasters miteinander verbunden sind.

[0025]    Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind in den Figuren mit jeweils den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben.

   Es zeigen

[0026]    Figur 1 und 2 Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens und Figur 3 bis 6 Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen

[0027]    Lichtleitern als Aufsicht und im Schnitt.

[0028]    In Figur 1 wird ein Lichtleiter 11 dem Verfahren einer Laserablation zur Herstellung einer nicht näher dargestellten Strukturierung auf seiner Oberfläche 12 unterzogen. Hierzu wird beispielsweise ein UVoder CO2-Laser 13 verwendet, dessen Laserstrahl 14 über schwenkbare Umlenkspiegel 15a, 15b durch eine Abbildungsoptik 16 fokussiert auf die Oberfläche 12 des Lichtleiters 11 geleitet wird. Während des Herstellungsprozesses für die Strukturierung wird ein Lichtsignal 17 durch den Lichtleiter 11 geschickt, welches mittels einer optischen Sensorfläche 18 hinsichtlich seiner Lichtintensität ausgewertet werden kann.

   Da die Lichtintensität des Lichtsignals 17 am Eingang des Lichtleiters bekannt ist, kann so ein Rückschluss auf das Dämpfungsverhalten des Lichtleiters in Abhängigkeit der in Herstellung befindlichen Strukturierung gezogen werden. Der Herstellungsprozess kann unterbrochen werden, sobald das gewünschte Dämpfungsverhalten des Lichtleiters eingestellt ist. Weiterhin kann das Dämpfungsverhai-ten des verformten Lichtwellenleiters (vgl. strichpunktierte Kontur 19) überprüft werden, weswegen mittels der Sensorfläche auch die Verformungsabhängigkeit der Dämpfung ermittelt werden kann.

[0029]    Bei dem Fertigungsverfahren gemäss Figur 2 wird der durch den Excimer-Laser 13 erzeugte Laserstrahl 14 durch eine Maske 20 geleitet, wobei die Maske 20 Öffnungen 21 oder für das Laserlicht durchlässige Bereiche aufweist, die ein Muster der abzubildenden Strukturierung 22 ergeben.

   Nach Passieren der lichtdurchlässigen Bereiche der Maske 20 wird der Laserstrahl 14 über einen Umlenkspiegel 23 durch die Abbildungsoptik 16 auf den Lichtleiter 11 geleitet, wo durch Laserablation die Strukturierung 22 in Form eines radial verlaufenden Kanals 25 gebildet wird. Die Abbildungsoptik erzeugt dabei eine Fokussierung des Laserstrahls, die innerhalb eines Schärfentiefebereiches s eine Ausbildung des Kanals 25 mit für den Anwendungsfall hinreichender Genauigkeit erlaubt. Daher kann die gesamte Strukturierung 22 ohne Korrekturen bei der Positionierung des Lichtleiters 11 unter der Abbildungsoptik 16 erfolgen.

   Weiterhin kann unter Ausnutzung der Abbildungsoptik eine Maske 20 verwendet werden, die das Muster der Strukturierung vergrössert enthält, so dass die mittels der Maske hergestellte Strukturierung mit einer höheren Genauigkeit gefertigt werden kann.

[0030]    In Figur 3 ist der Lichtleiter 11 dargestellt, auf dessen gekrümmter Oberfläche die Strukturierung 22 aus in bestimmten Abständen auf dem Lichtleiter 11 angeordneten Feldern 26 von parallel angeordneten Kanälen 25 mit gleich bleibender Breite und Tiefe t (vgl. Figur 4 als Schnitt IV-IV gemäss Figur 3) ausgebildet ist. Die Kanäle 25 können beispielsweise nach dem Verfahren gemäss Figur 2 hergestellt werden.

   Die Tiefe ist im Vergleich zu den Querschnittsabmessungen (Durchmesser) des Lichtleiters 11 gering, so dass der Querschnitt durch die Strukturelemente (Kanäle 25, Vertiefungen 27) nur unwesentlich geschwächt wird.

[0031]    Der Figur 4 ist weiter zu entnehmen, dass mehrere Lichtleiter 11, IIa (weitere sind nicht dargestellt) zu einem Band auf einem Trägerstreifen 30 zusammengefasst sind. Diese können durch den Laser in einem Fertigungsschritt strukturiert werden. Wie Figur 3 zu entnehmen ist, können die Felder 26 benachbarter Lichtleiter versetzt angeordnet sein.

[0032]    Gemäss Figur 5 bestehen die Felder 26 der Strukturierung 22 aus runden Vertiefungen 27, die gemäss Figur 6 eine gleichmässige Tiefe t aufweisen und beispielsweise napfartig ausgebildet sind. Die Figur 6 stellt den Schnitt VI-VI in Figur 5 dar.

   Die gleichmässige Tiefe bezieht sich jeweils auf den Abstand des tiefsten Punktes des Bodens der Vertiefung bis zum Schnittpunkt eines auf diesen Punkt gefällten Lotes mit der Oberflächenkontur des Lichtleiters.

[0033]    Der Lichtleiter 11 ist mit einer Umhüllung 28 versehen, die den Lichtleiter schützt. Diese wurde durch den Laser bei der Erzeugung der Vertiefungen 27 im gleichen Verfahrensschritt entfernt, wodurch in der Umhüllung 28 Ausnehmungen 29 entstanden sind, die die Vertiefungen sozusagen verlängern. Entscheidend für die optischen Eigenschaften des Lichtleiters ist jedoch die Tiefe t der Vertiefungen 27 im Lichtleiter 11 selbst.



  Description

Optical fiber with a structured surface and method for its preparation

The invention relates to a method for producing a light guide with deformation-dependent optical attenuation, in which the surface of the light guide is provided with a structuring to enhance the deformation dependence of the attenuation.

Such a method is known for example from US 5,633,494. In this method, a structuring of the surface is carried out by a hot stamping process by a hot stamping tool is printed on the preferably made of plastic fiber of the light guide with mapping of the realized in the tool structuring of the surface.

   The structuring thus produced enhances the deformation dependence of the damping, so that when the fiber is bent, the attenuation in the optical fiber increases or decreases depending on the direction of curvature. Alternatively, it is proposed to treat the surface of the light guide by sandblasting or etching to cause structuring.

According to WO 2004/089699 Al, it is known to structure a light guide by means of laser ablation. In this case, a roughening of the surface of the light guide is to be generated, similar to a roughening by sandpaper or sandblasting.

   If larger depressions are to be introduced into the optical waveguide, then this can be achieved by hot stamping in the manner already mentioned.

Finally, US 2003/0231818 A1 reveals that the method of laser ablation in light guides can also be used to introduce surface structures with the highest accuracy requirements into the surface.

   The accuracy of the structures produced depends only on the size of the focal point of the laser.

The object of the invention is to provide a method for producing a light guide with a structured surface, on the one hand economically produce a precise geometry of the surface structuring and on the other hand, a mechanical weakening of the cross section of the light guide can be kept as low as possible.

This object is achieved according to the invention in that the structuring is produced by means of laser ablation. The light guide has a curved surface, so in particular is equipped with a round cross-section.

   Therefore, it is advantageously provided that the depth of field of the laser focusing is adjusted by means of imaging optics such that the region of the curved surface to be structured is within the depth of field and the structuring can take place without consideration of the curvature of the surface. This means that, within the curvature region of the light guide in which the structuring is to be produced, the depth of field of the laser focus is sufficient to produce the structuring by laser ablation with the required accuracy. This has the advantage that the entire structuring on the light guide can be produced in one operation, that is, a realignment of the laser in the generation of structuring over the entire area to be structured is not required.

   The knowledge is exploited that a structuring of the surface of the light guide is possible not only in the focal point of the laser, but also in the subsequent depth of field, on the one hand still has a sufficient energy density for structuring the light guide and on the other hand, a sufficiently strong bundling of the Laser so that the required tolerances for the structuring to be created is still guaranteed.

The method of laser ablation also has the advantage that the structural elements that form the structuring on the surface of the light guide can be produced with sufficient accuracy in terms of their geometry.

   On the other hand, this manufacturing method has the advantage that the dimensions of the structural elements produced, in particular the depth of the structural elements in the surface, can be selected to be small, so that the mechanical weakening of the cross section of the light guide is low. This combination of the stated advantages can not be achieved by sandblasting or etching processes in which the accuracy of the structuring produced is lower, nor by a hot stamping process in which the structurable elements of the structuring process have larger dimensions due to the process and thereby cause greater mechanical weakening of the cross section of the light guide , This applies in particular to the introduction of hot stamping structures into the preferably used light guides of round cross section.

   In this case, the structural elements produced in their center cause a relatively strong weakening of the cross-section, which decreases in the direction of the ends of the structural element (see US 5,633,494).

According to an advantageous embodiment of the method is provided that a laser beam is passed through a mask, which reproduces the pattern of structuring, wherein the pattern is imaged on the light guide. This results in the structuring by the openings provided in the mask for the laser beam, which define the pattern. At the points of impact of the laser on the optical waveguide, the structural elements are formed. This embodiment of the method is advantageously particularly simple to carry out, since only one mask has to be provided for the patterns to be produced.

   A programming effort for the manufacturing plant for the structured light guide is not applicable.

According to another embodiment of the invention, it is provided that a laser beam is guided over the surface of the light guide to produce the pattern of structuring. For this purpose, for example, a mirror deflection or a deflection by means of crystals for the laser beam is necessary, so that it can move with adjustment of the mirror over the surface of the optical waveguide to be structured. Here, the patterns of structuring are written on the light guide, so to speak.

   It is advantageous to produce particularly fine structures whose smallest possible dimensions depend only on the wavelength of the laser and its focus.

According to a particular embodiment of the invention, it is provided that during the structuring of the light guide, the damping properties of the light guide are measured.

As a result, an exact adjustment of the required attenuation is advantageously possible during the manufacturing process of structuring, wherein the manufacturing process can be corrected if there are deviations from the required attenuation.

In addition to the correction of material and manufacturing inaccuracies, the determination of the damping properties during structuring of the light guide can also be used to,

   to set the process parameters for structuring for a particular use case. In particular, the influence of a change of the structural elements in their geometry on the achieved degree of damping can be determined. The determined data can be used again for later applications.

It is advantageous if the light guide is provided before the structuring with a sheath. This protects the optical fiber from damage during processing and during subsequent use. In structuring, the cladding is penetrated by the laser, which allows generation of the patterning on the optical waveguide. By appropriate adjustment of the focusing of the laser (depth of field and wavelength), the coating can be removed in the area of structuring by the laser.

   If the envelope for the laser light is transparent, it can at least largely be preserved during the structuring process.

Furthermore, it is advantageous if a plurality of parallel juxtaposed light guide are summarized before structuring into a band. As a result, a productivity gain can be achieved because the fibers of the strip can be provided with the structuring in a single production step. Subsequently, the light guides can be singulated again or particularly advantageous as a band used.

   In particular, the cohesion of the band can also be ensured by means of a common enclosure.

Furthermore, the invention relates to a light guide having a curved, structured surface for reinforcing the deformation dependence of its optical damping behavior.

Such a light guide is known from the aforementioned prior art (US 5,633,494). As a structured surface, the optical waveguide with a round cross-section may, for example, have a series of V-shaped grooves running transversely to the direction of the optical waveguide, which create a staircase-like structure on one side of the optical waveguide.

   Since the optical waveguide has a round cross-section and the grooves must have a certain length in order to achieve the required attenuation, the originally round conductor cross section is flattened by the structuring, which leads to a weakening of the cross section.

The object of the invention is to provide a light guide with a structuring of the surface, which has the lowest possible attenuation of the cross section of the light guide while achieving the required damping behavior.

This object is achieved in that the structuring are formed by a regular pattern of depressions in the curved surface with a constant depth, which are independent of the curvature of the surface parallel to each other.

   By this is meant that the orientation of the holes is not oriented to the curvature of the surface, but in particular is oriented to the orientation of the laser. For holes with circular cross section this means z. B. that the

Symmetryeachsen these holes are all aligned parallel to each other. In this way, it is advantageously achieved that the production of the depressions by the laser is economically possible, since this does not have to be realigned taking into account the curvature of the surface for each well to be produced.

   Rather, all wells can be made in one setting of the laser.

The regular pattern of the structural elements guarantees on the one hand a well-defined damping behavior, which is not so precisely adjustable by structuring with indefinite geometry (for example, a sandblasted surface). Furthermore, however, the structural elements are made such that they are formed in the surface with a constant depth. Thus, the inventive optical fiber has no flattening, which would represent a cross-sectional weakening of the light guide. Rather, the structuring is on a curved

[0023] Surface portion of the light guide attached.

   This is advantageous realized a light guide, on the one hand has a high mechanical stability and on the other hand has a structuring with defined damping properties.

According to one embodiment of the invention it is provided that the structural elements are formed by parallel channels. Another possibility is that the structural elements are formed by depressions, which are arranged in a field in each case with uniform distances from each other. As a result, the structuring can be formed by structural elements with a comparatively simple geometry, which advantageously facilitates their production. The depressions and channels may have different cross sections.

   The recesses, which are arranged with uniform intervals in a field, not all have the same distance from each other. For example, the depressions can be arranged on a square grid, wherein the depressions, which are separated from each other by the diagonal of the squares defined by the grid, have a greater distance from each other than those which are interconnected by the side edges of the square grid ,

Further details of the invention will be described below with reference to the drawing. Identical or corresponding drawing elements are each provided with the same reference numerals in the figures and will only be explained several times to the extent that differences arise between the individual figures.

   Show it

Figures 1 and 2 embodiments of the inventive method and Figure 3 to 6 embodiments of inventive

[0027] Light guides as a plan view and in section.

In Figure 1, a light guide 11 is subjected to the process of laser ablation for producing a structuring not shown on its surface 12. For this purpose, for example, a UV or CO2 laser 13 is used, whose laser beam 14 is guided via pivotable deflecting mirrors 15a, 15b focused by an imaging optical system 16 onto the surface 12 of the optical waveguide 11. During the manufacturing process for structuring, a light signal 17 is sent through the light guide 11, which can be evaluated by means of an optical sensor surface 18 with respect to its light intensity.

   Since the light intensity of the light signal 17 at the input of the light guide is known, a conclusion as to the damping behavior of the light guide can be drawn as a function of the structure being produced. The manufacturing process can be interrupted as soon as the desired attenuation behavior of the light guide is set. Furthermore, the attenuation behavior of the deformed optical waveguide (see dash-dotted contour 19) can be checked, which is why the deformation dependence of the attenuation can also be determined by means of the sensor surface.

In the manufacturing method according to FIG. 2, the laser beam 14 generated by the excimer laser 13 is passed through a mask 20, wherein the mask 20 has openings 21 or areas permeable to the laser light which produce a pattern of the structuring 22 to be imaged.

   After passing through the transparent areas of the mask 20, the laser beam 14 is guided via a deflecting mirror 23 through the imaging optics 16 onto the light guide 11, where structuring 22 in the form of a radially extending channel 25 is formed by laser ablation. The imaging optics generates a focusing of the laser beam, which allows a formation of the channel 25 within a depth of field s with sufficient accuracy for the application. Therefore, the entire pattern 22 can be made without corrections in the positioning of the light guide 11 under the imaging optics 16.

   Furthermore, taking advantage of the imaging optics, a mask 20 can be used, which contains the pattern of the structuring enlarged, so that the structuring produced by means of the mask can be manufactured with a higher accuracy.

In Figure 3, the light guide 11 is shown, on the curved surface of the structuring 22 from arranged at certain intervals on the light guide 11 fields 26 of parallel channels 25 with constant width and depth t (see Figure 4 as a section IV -IV according to Figure 3) is formed. The channels 25 can be produced, for example, by the method according to FIG.

   The depth is small in comparison to the cross-sectional dimensions (diameter) of the light guide 11, so that the cross-section through the structural elements (channels 25, recesses 27) is weakened only insignificantly.

It can be seen further from FIG. 4 that a plurality of light guides 11, IIa (others are not shown) are combined to form a band on a carrier strip 30. These can be structured by the laser in one production step. As can be seen in FIG. 3, the fields 26 of adjacent light guides can be offset.

According to Figure 5, the fields 26 of the structuring 22 consist of round recesses 27, which have a uniform depth t according to Figure 6 and, for example, cup-shaped. FIG. 6 shows the section VI-VI in FIG.

   The uniform depth refers in each case to the distance of the lowest point of the bottom of the depression to the intersection of a precipitated on this point solder with the surface contour of the light guide.

The light guide 11 is provided with a sheath 28 which protects the light guide. This was removed by the laser in the production of the recesses 27 in the same process step, whereby 28 recesses 29 have arisen in the enclosure, which extend the wells, so to speak. Decisive for the optical properties of the light guide, however, is the depth t of the recesses 27 in the light guide 11 itself.

Claims

claims

1. A method for processing a light guide (11) for generating a deformation-dependent optical attenuation, wherein the surface (12) of the light guide is provided by laser ablation with a structuring (22) to enhance the deformation dependence of the attenuation, characterized in that the light guide is a curved Surface (12), wherein the depth of field (s) of the laser focusing by means of imaging optics (16) is set such that the area of the curved surface to be structured within the depth of field (s) and the structuring (22) without taking into account the curvature of Surface (12) can take place.

2. The method according to claim 1, characterized in that a laser beam is passed through a mask (20), which reproduces the pattern of structuring, wherein the pattern is imaged on the light guide (11).

3. The method according to claim 1, characterized in that a laser beam is guided to generate the pattern of structuring on the surface (12) of the light guide (11).

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that during the structuring of the light guide (11), the damping properties of the light guide (11) are measured. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the light guide is provided prior to the structuring with a sheath (28) which is penetrated in generating the structuring of the laser.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of parallel juxtaposed optical fibers (11, IIa) are summarized prior to structuring into a band (29) and the generation of the patterning of the optical fibers is carried out in a single manufacturing step.

Optical waveguide (11) having a curved, structured surface (12) for enhancing the deformation dependence of its optical attenuation behavior, characterized in that the structuring is formed by a regular pattern of depressions (27) in the curved surface (12) of constant depth, which run parallel to each other regardless of the curvature of the surface.

8. Light guide according to claim 7, characterized in that the recesses (27) in a field (26) are arranged in each case with uniform distances from each other.