Projekt "Optical Fiber Processing"

Formen und Verbinden von optischen Fasern zum Leiten und Verteilen von Licht

In der Arbeitsgruppe Optische Verbindungstechnik OIT sind Prozesse und Geräte entwickelt worden, um verschiedenste Fasermaterialien und -geometrien zu formen bzw. miteinander zu verbinden. Ein wichtiger Trend ist hierbei die berührungslose Bearbeitung von optischen Fasern mittels fokussierter CO2-Laserstrahlung. Mit dem präzise steuerbaren lokalen Wärmeeintrag können auch allgemein Glasmaterialien verschiedenster Geometrien miteinander verbunden werden, z. B. Faserkapillaren mit mikrofluidischen Chips, Mikrooptiken und Fibercaps an Glasfasern oder photonische Kristallfasern.

Laserformen von Faserenden

Bei direkter Laserbearbeitung von Faserspitzen wird unter Nutzung von Oberflächeneffekten das vorhandene Mantel- und Kernglas der Glasfaser so verformt, dass von konvexen Faserlinsen zur Kollimation bis hin zu inversen Kegeln für seitabstrahlende Fasern (side fire fibers) verschiedenste Geometrien eingestellt werden können.

Laserschweißen von Fasern

Um optische Fasern mit großen Durchmesserunterschieden oder mit Glaszylindern oder Mikrooptiken zu verbinden, bestehen z. T. patentierte Verfahren zum Herstellen von dauerhaften, stoffschlüssigen Verbindungen mit Laserstrahlung. Mit angebrachten Zylindern (fibercaps) kann so in Anwendungen mit Hochleistungslasern eine Verringerung der Leistungsdichte erreicht werden. Es können auch mehrere Fasern an Stirnflächen von z. B. Gradientenindexlinsen (GRINs) angebracht werden, um präzise kollimierte oder fokussierte Lichtbündel zu erzeugen.

Laserfügen von dichten Arrays

Es können mit der vorhandenen Technologie auch Fasern und Kapillaren an Abschlussfenster oder Deckgläser angeschweißt werden, bei Bedarf auch mehrfach in dichten Anordnungen zur Nutzung in mikrofluidischen Systemen in Sensorik und Analytik.

Formstabiles Biegen von Kapillaren

Mit Wärmeeintrag durch CO2-Laser können auch Kapillaren mit kleinsten Kurvenradien bei gleich bleibendem Innendurchmesser gebogen werden.

Lichtbogen- und Filamentspleißen

In unserem Faserlabor sind zusätzlich zu den laserbearbeitenden Maschinen auch konventionelle Formungs- und Verbindungsgeräte vorhanden. Damit können verschiedenste Fasertypen und -geometrien miteinander gezogen und verbunden werden, bis hin zur Erstellung von Dickkern-Faserkopplern.