Technische Optik in der Praxis

8.5 Nichtsensorische Anwendungen von Glasfasern 237
der Glasfaser zu unerwünschten nichtlinearen Effekten führen – bis hin zu
einer Zerstörung des Glases selbst durch zu hohe Felder. Der naheliegendste
Zerstörungsmechanismus ist das ,,Verbrennen“ der Faser auf der Einkoppelfläche.
Aus diesem Grund muß die Präparation der Faserendfläche mit
besonders hoher Sorgfalt erfolgen.
Die Lichtführung bei Bearbeitungslasern erfolgt wegen der o.a. Problematik
mit Multimodefasern mit großem Kerndurchmesser, tlw. auch mit Faserbündeln.
Heute sind Nd-YAG-Laser am Markt erhältlich, die bis zu 2000
W über Glasfasern übertragen. Das Ziel ist, zukünftige Lasersysteme mit
400 µm-Fasern auszustatten, die bis zu 5000 W übertragen. Die optische
Leistungsdichte im Faserkern liegt dann bei ca. 4 MW/cm2 [8].
Das Problem hoher Leistungsdichten kann sich bei Anwendungen von Monomodefasern
schon bei wesentlich geringeren Leistungen stellen, da wegen
der dort sehr kleinen Kernfläche schon bei der Übertragung kleinerer Leistungen
kritische Werte der Leistungsdichte erreicht werden können. Ein Beispiel
ist der Einsatz von Monomodefasern in Laser-Doppler-Anemometern zur
Messung von Strömungsgeschwindigkeiten. Die dort übertragenen Leistungen
(Ar-Laser-Licht zur interferometrischen Erzeugung des Meßstreifensystems)
liegen bei ca. 100...400 mW.
8.5.4 Anwendungen von Einzelfasern
zur Informationsübertragung
Das vom Volumen her mit Abstand bedeutendste Marktsegment für den Einsatz
von Glasfasern stellen die optischen Nachrichtensysteme dar. Anders als
bei den bisher besprochenen Applikationen spielt hier bei der Übertragung
nicht der Parameter Leistung die Hauptrolle, sondern hier wird Licht als
Träger für eine Information genutzt. Die empfangene Leistung kann dabei
u.U. extrem klein sein und bis zu 12...15 Größenordnungen (!) unter der
bei Leistungsübertragungsanwendungen liegen. Beispiele für die umfangreiche
Fachliteratur sind [2,9,10].
Das Grundprinzip eines optischen Nachrichtenübertragungssystems in Direktempfangstechnik
(auf Systeme in sog. Überlagerungsempfangstechnik soll
hier nicht eingegangen werden) ist in Abb. 8.30 dargestellt: Die Leistung einer
optischen Quelle (LED oder Laserdiode) wird mit der zu übertragenden In-
elektr.
Signal
(analog
oder
digital)
Opt. Sender
MOD
E O
O E
Signal-
Aufbereitung
Faser
Opt. Empfänger
DEMOD
Signal-
Wiedergewinnung
Abb. 8.30. Optisches Nachrichtenübertragungssystem
elektr.
Signal
(analog
oder
digital)