THM

Labor für optische Nachrichtentechnik und Lichtwellenleiter

Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im „Labor für optische Nachrichtentechnik und Lichtwellenleiter“, als wichtige Säule im KOMPETENZZENTRUM „Optische Technologien und Systeme (OTS)“ an der Technische Hochschule Mittelhessen konzentrieren sich auf spezielle Lichtwellenleiter in allen Anwendungsfeldern außerhalb der Telekommunikation (Weitverkehr). In Kooperation mit anderen Partner HochschulenInstituten und Industriepartnern existieren auch die Möglichkeiten, Telekom-Fasern und angepasste Systeme zu testen.

 

SPEZIALFASERN werden in vielfältiger Weise in der Industrie, Medizin und Sensorik eingesetzt. Neben der Charakterisierung von unterschiedlichen Spezialfasern, deren „kritische“ Parameter typischerweise von der Anwendung abhängen, ist auch das gesamte faseroptische System für die Anwendung zu betrachten. Deshalb werden auch Lichtquellen und Detektoren oder Detektor-Systeme untersucht, falls die notwendigen Daten nicht vorhanden sind.

Alle Komponenten und das Gesamtsystem können deshalb unter Verwendung geeigneter und an die Anwendung angepasste Messtechniken optimiert werden.

 

Die Definition „Spezialfaser“ hängt stark von der  Anwendung ab. In unserem Fall werden nur die folgenden Spezialfasern im Detail untersucht:

  • Dickkernfasern mit stufenförmigem Brechzahlprofil, vom UV- bis zum MIR-Wellenlängenbereich
  • Quarzglasfasern („All-Silica“) mit undotiertem Kern und F-dotiertem Mantel, v.a UV-Fasern mit verbesserten Eigenschaften
  • Geformte Faserendstücke (z.B. konisch-zulaufende Fasern)
  • Faserbündel
  • Polymer ummantelte Quarzglasfasern („PCS“)
  • Polymer Optische Fasern (POF), mit Stufen- oder Gradienten-Index Profil
  • Mikrostrukturierte Fasern, basierend auf Quarzglas oder Kunststoff als Basismaterial
  • Fluoreszierende Polymer Optische Fasern
  • Hohlwellenleiter für UV- und MIR-Wellenlängenbereich

 

Um ausgewählte Eigenschaften der Spezialfasern zu messen, musste die notwendige MESSTECHNIK aufgebaut werden; bei neuen Anwendungen wird die Messtechnik immer zielgerichtet erweitert und kann zu einem späteren Zeitpunkt unseren Kooperationspartnern für die Qualitätskontrolle zur Verfügung gestellt werden. Test-Systeme für die folgenden Faser-Größen von Multimode-Fasern wurden geplant und aufgebaut (nur eine Auswahl):

 

  • Spektraler Dämpfungskoeffizient, von 180 nm bis 2200 nm Wellenlänge
  • UV-induzierte Dämpfungen zwischen 180 und 300 nm Wellenlänge
  • Fernfeld und Nahfeld-Intensitätsprofile
  • Brechzahl-Profil
  • Numerische Apertur, auch in Abhängigkeit der Wellenlänge
  • Degradation der Lichtausbreitung in Stufenindex-Fasern (sog. „Focal Ratio Degradation FRD“)
  • Puls-Verbreiterung durch Modendispersion
  • Qualität von Endflächen
  • Festigkeit.

 

Spezielle Mess-Systemen werden in dem Abschnitt MESSTECHNIK und/oder in eigenen PUBLIKATIONEN zusammengestellt.

 

Neben den Multimode-Fasern können aber auch Lowmode (LM) und Singlemode (SM)-Fasern, vor allem im UV- oder violetten Wellenlängenbereich, charakterisiert werden. Folgende Eigenschaften von SM-Fasern können durch vorhandene Spezial-Messtechnik bestimmt werden:

  • Spektraler Dämpfungskoeffizient bis zu 200 nm Wellenlänge (Weltneuheit)
  • Intensitätsprofile der Grundmode
  • Spektrale Krümmungsverluste
  • Grenzwellenlängen der Einmodigkeit, vor allem im Wellenlängenbereich
    von 200 bis 400 nm (bis 600 nm möglich)
  • Schädigungen durch UV- oder violettes Laserlicht.

Seit ca. 1 Jahr können auch im Wellenlängenfenster für die optische Nachrichtentechnik von > 1200 nm faseroptische Komponenten und Systeme, beide auf der Basis von SM-Fasern, in Friedberg untersucht werden. Beispiele sind Faser-Bragg-Gitter (FBG), dispersionskompensierende Fasern und passive mikrostrukturierte Fasern.

 

Durch die Vorgabe der Spezialfasern und der Test-Anordnungen sind die folgenden ANWENDUNGEN in einem weit gefächerten Bereich von Interesse für das Labor:

 

  • Licht-Transport über Lichtwellenleiter, von 180 nm (UV-C) bis 15 µm (MIR)
  • Licht-Transport, v.a. von Licht von verschiedenen Lichtquellen im tiefen UV-Bereich
  • Licht-Transport von Laserlicht
  • Einkopplung und Auskoppelung von linear und nicht-linear gestreutem Licht, durch die Verwendung von Spezial-Endstücken
  • Industrielle, chemische und medizinische Anwendungen
  • Astronomische Anwendungen
  • Datenübertragung im Automobil-Bereich
  • Sensorik.

 

Folgende Dienstleistungen, innerhalb des KOMPETENZZENTRUMS „Optische Technologien und Systeme (OTS)“ an der Technische Hochschule Mittelhessen können angeboten werden:

  • Untersuchungen ausgewählter Eigenschaften von Spezialfasern
  • Studien zu faseroptischen Anwendungen, unter Verwendung von Spezialfasern
  • Bereitstellung von Spezialfasern (nach Anfrage)
  • Qualitätskontrolle und –sicherung ausgewählter Eigenschaften von Spezialfasern
  • Beratung beim Einsatz ausgesuchter faseroptischer Produkte.

 

 

Seit 1997 werden die in unserem Labor gewonnenen Resultate bei nationalen und internationalen KONFERENZEN, in ZEITSCHRIFTEN und  bei verschiedenen MESSEN vorgestellt:

 

  • Photonics West in San Jose, USA: 2008, 2009, 2011
  • OFC in San Diego, USA: 2008
  • ACHEMA in Frankfurt: 1997, 2000, 2003, 2006, 2009
  • LASER in München: 1999, 2001, 2003, 2007, 2009, 2011
  • OPTATEC in Frankfurt: 2000, 2002, 2004, 2010
  • ECOC in Berlin: 2007
  • Hannover-Industrie in Hannover: 2002
  • Messe während der internationalen POF-Konferenz in Nürnberg: 2004.

 

Diese Messe-Aktivitäten wurden teilweise durch das BMWi, HMWK bzw. TTN Hessen sowie durch das Kompetenz-Zentrum OTS finanziell unterstützt.

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