Technische Optik in der Praxis

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eingesetzt, z. B. in Reflexionslichtschranken zur Teilekontrolle oder zur Erweiterung
des Arbeitsbereiches von CCD-Kameras.
8.5.3 Anwendungen von Einzelfasern zur Energieübertragung
Optische Fernspeisung. Statt ein Objekt für rein visuelle Betrachtung zu
beleuchten, wie es im obigen Fall unterstellt wurde, läßt sich die übertragene
optische Strahlung auch zur Energieversorgung z. B. von Sensoren oder Fernsprechapparaten
nutzen [5,6]. Dies bietet etwa dann Vorteile, wenn eine elektrische
Energiezufuhr aus Gründen des Explosionsschutzes vermieden werden
muß. Auch aus anderen Gründen ist man manchmal bestrebt, eine rein
optische Lösung für einen Sensor zu erreichen. Das Aufbauschema für eine
,,Power-by-Light“-Anordnung ist in Abb. 8.29 dargestellt: Die von einem
Halbleiterlaser gelieferte optische Energie wird über eine Multimodefaser
übertragen und dann von einer Solarzelle in elektrische Energie gewandelt.
Damit kann dann der Verbraucher versorgt werden. Für die Informations-
Rückübertragung sind verschiedene Wegge möglich: so kann z. B. ein Teil
des gesendeten Lichts wieder (über die gleiche oder eine zweite Faser)
zurückübertragen werden, nachdem seine Intensität mit einem leistungsarmen
Modulator mit der gemessenen Information moduliert wurde. Bei Systemen
dieser Art lassen sich Gesamtwirkungsgrade im 10%-Bereich erreichen.
E O
O E
Laserdiode
von der
Energiequelle
Multimodefaser
Solarzelle
zum
Verbraucher
Abb. 8.29. Optische Fernspeisung mit Glasfaser
Bearbeitungslaser. Ein großer Nachteil beim Einsatz von Bearbeitungslasern
(hierunter sollen auch medizinische ,,Materialbearbeitungen“ verstanden
werden) ist die Notwendigkeit, den Bearbeitungsstrahl mittels Abbildungsoptiken
auf das Objekt zu lenken. Das System wird dadurch u. U. sehr unhandlich,
was z. B. bei medizinischen Anwendungen problematisch sein kann.
Abhilfe kann der Einsatz von Glasfasern anstelle konventioneller Optiken
schaffen [7], die ja eine besonders flexible Strahlführung erlauben. Zu beachten
ist, daß die übertragbare optische Leistung nicht beliebig gesteigert
werden kann; damit ist die Anwendung von Fasern auf Laser niedriger bis
mittlerer Leistungsklassen beschränkt. Der Grund ist, daß wegen der Leistungskonzentration
auf den sehr kleinen Kernbereich der Faser dort sehr
hohe Leistungsdichten auftreten. Zu hohe optische Leistung kann aber in