Optische Fasern Index
Optische Faser
Optische Fasern sind optische Übertragungssysteme mit Steckverbindern, die als konfektionierte Kabel oder medizinische Laser-Sonden zu einer flexiblen Übertragung von Licht, Signale oder Laserstrahl von der Quelle zum Ziel bzw. zur behandelnden Stelle dienen.
Eine Optische Faser besteht aus einem Kern, einem optischen Mantel mit niedrigerem Brechungsindex (auch als „Cladding“ bezeichnet) und einem äußeren Mantel „Jacket“ oder auch „Coating“ genannt.
Optische Fasern als Medizinische Lasersonde
In der Medizin werden Optische Fasern für die Übertragung von Laserstrahlen (minimalinvasiv), an den erkrankten Stellen für verschiede Anwendungen zum (Schneiden, Koagulieren, Vaporisieren) eingesetzt.
Mediziner nutzen dabei unterschiedliche fasergestützte Lasersysteme zur Behandlung von diversen Krankheiten. Dabei kann es sich um die Behandlung unterschiedlicher Organe handeln, die in Kontakt sowie Non-Kontakt Modus mit dem Gewebe durchgeführt werden.
Faser Kern
Der Faserkern besteht aus hochreinem synthetischem Quarzglas. Der Kern der Glasfaser ist der Teil, der das Licht auf Grund des höheren Brechungsindex zum optischen Mantel “Cladding“ leitet. Der Kerndurchmesser von Optischen Fasern können von 3-2500mic gefertigt werden.
Optischer Mantel / Cladding
Der optische Mantel besteht aus hochreinem dotiertem Quarzglas oder Acrylat ähnlichen Materialien mit optischen Eigenschaften. Der optische Mantel umhüllt rundum den Kern der optischen Faser. Er hat ein niedrigeres Brechungsindex als der Kern der Glasfaser und dient zur Führung des Lichtes im Kern und vermeidet gleichzeitig eine unerwünschte Oberflächenstreuung des Lichtes.
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Faser Buffer
In einem Glasfaserkabel wird die Schutzschicht (Buffer) zum mechanischen Schutz oder Isolierung (Einkapseln) eingesetzt.
Der Buffer befindet sich zwischen dem “Cladding“ und dem äußeren Mantel und besteht je nach technischer Anforderung aus Gel, Silicon oder Acrylat ähnlichen Materialien.
Faser Mantel / Jacket
Der Faser Mantel dient zum äußeren mechanischen Schutz der Faser.
Hierfür werden Materialien wie Nylon, Tefzel, Acrylat und Polyimide eingesetzt.
Numerischer Apertur (NA)
Die numerische Apertur (NA) definiert den Winkel zum maximalen optischen Vermögen zur Fokussierung des Lichtes in dem Lichtwellenleiter.
Dämpfung
Bei der Übertragung können im Lichtwellenleiter Verluste entstehen, die folgende Gründe haben können:
- Verwendung der nicht für die Wellenlänge geeignete LWL
- Zu enge Biegung des Lichtwellenleiters
- Nicht sachgemäße Konfektionierung
- Schlechte Einkopplung des Lichtes
- Verunreinigung an Faserenden
Biegungsverlust
Unter dem Begriff Biegeverlust versteht man, wenn eine optische Faser durch Überschreitung des empfohlen Biegeradius an Leistung verliert. Durch diese Überschreitung wird ein optimierter Grenzwinkel zur Totalreflektion innerhalb des Faserkernes überschritten und die zu übertragene Energie wird außerhalb des Kernes geleitet.
Transmission
In der Faseroptik bezeichnet man die Durchlässigkeit eines Mediums für Lichtwellen als Transmission. Lichtwellen, die auf ein Medium treffen, reflektieren oder absorbieren je nach Stoffeigenschaften die Lichtwellen an den Grenzflächen. Die restlichen Lichtwellen werden innerhalb des Mediums transmittiert und tritt an der distalen Seite des Mediums wieder aus.
Konfektionierung Von Optischen Fasern
Die Montage von Steckverbindern, verkleben, verkabeln, kleberfreie Konfektion, verschmelzen, spleißen, bündeln und polieren gehören zu den Konfektionierungsaufgaben.
Der Konfektionierungsprozess wird nach den Anforderungen und Bedürfnissen des Anwenders und der Anwendung abgestimmt und umgesetzt.
Tipps & Tricks für optische Fasern
Optimales einkoppeln
Die numerische Apertur (NA) des Laserstrahls sollte immer kleiner sein als die (NA) der optischen Faser. Eine gleichmäßige Energieverteilung und ein Fokuspunkt des Laserstrahls vor dem Faserkern vermeidet die Verbrennung bzw. eine Überhitzung der Faser und die Steckverbinder durch den „Hot Spot“ Effekt.
Handling Tipps für optische Fasern
- Vermeiden Sie die Stirnfläche von optischen Fasern mit den Fingern zu berühren
- Die Stirnfläche nur mit einem Wattestäbchen oder fuselfreiem Tuch reinigen
- Vor dem Laser-Einsatz prüfen Sie mit Hilfe des He-Ne Pilot-Strahl, dass kein Faserbruch vorliegt.
- Ein runder und gleichmäßiger Pilot-Strahl bestätigt eine gute Konfektionierungsqualität und Funktionalität der Faser.
- Für eine Laseranwendung ist eine Laser-Schutzbrille essentiell, die der Wellenlänge und Schutzstufe entspricht
