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Untersuchung des Langzeitverhaltens von Lichtwellenleitern durch holographische Messung der 3D-Brechzahlverteilung bei erhöhter Temperatur

通过高温下 3D 折射率分布的全息测量来研究光纤的长期行为

基本信息

批准号：
188602115
负责人：
Professor Dr.-Ing. Thomas Kreis
金额：
--
依托单位：
BIAS - Bremer Institut für Angewandte Strahltechnik GmbH
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2010
资助国家：
德国
起止时间：
2009-12-31 至 2012-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/188602115?language=en
关键词：
Untersuchung des Langzeitverhaltens von Lichtwellenleitern

项目摘要

Eine erfolgreiche Methode zur Erzeugung von optischen Wellenleitern ist die durch UV-Strahlung induzierte Brechzahländerung in Polymeren, in der Regel auf PMMA basierend. Mit dieser Methode ist es möglich, vielfältige Strukturen zu erzeugen, um die Wellenleiter nicht nur für Kommunikationszwecke, sondern auch als Sensoren für eine Reihe von physikalischen Größen einsetzen zu können, z. B. Bragg-Gitter zur Messung von Dehnungen und Spannungen. Im praktischen Langzeitbetrieb kann sich jedoch die Brechzahlverteilung langsam ändern, was zuerst zu Verlusten führt und auf längere Sicht das übertragene Lichtfeld wesentlich in unerwünschter Weise ändert, so dass u. a. eine effiziente Kopplung nicht mehr möglich ist. Im Allgemeinen verläuft diese Brechzahländerung bei erhöhter Temperatur schneller. Die Kenntnis der zu erwartenden Änderung ist somit für den praktischen Einsatz von entscheidender Bedeutung. Deshalb wird hier eine Methode zur Charakterisierung der Brechzahlverteilung in organischen optischen Wellenleitern vorgeschlagen, die berührungslos und rückwirkungsfrei schon geringste Brechzahlveränderungen messen kann: die digitale holographische Interferometrie. Um Aussagen über das Langzeitverhalten in vergleichsweise kurzer Zeit zu erhalten, soll die zeitliche Veränderung des Brechzahlprofils bei erhöhter Temperatur in drei Dimensionen bestimmt werden. Dazu ist die Messmethode der digitalen Holographie aufbauend auf der erhöhten Redundanz durch Phasenschiebe-Verfahren und Reduktion großer örtlicher Brechzahldifferenzen mittels Index-Matching-Fluiden geeignet weiterzuentwickeln. Aufbauend auf bestehenden Rechenprogrammen wie "Slabs-Methode" und "Multilayer-Methode" sowie den Verfahren der Computertomographie sollen Algorithmen zur Berechnung der 3D-Brechzahlverteilung aus einer Richtung aufgenommenen Hologrammen entwickelt werden. Aus dem Temperaturverhalten können Aktivierungsenergie als auch Doppelbrechung und der thermooptische Koeffizient berechnet werden. Aus den gefundenen zeitlichen Änderungen des Brechungsindexprofils und der daraus hergeleiteten Aktivierungsenergie sollen Voraussagen über das Langzeitverhalten gleichartiger Wellenleiter bei unterschiedlichen Einsatztemperaturen hergeleitet werden.

Eine erfolgreiche zur Erzeugung von optischen Wellenleitern ist die durch UV-Strahlung induzierte Brechzahländerung in Polymeren, in der Regel auf PMMA basierend. Mit dieser Methode ist es möglich, vielfältige Strukturen zu erzeugen, um die Wellenleiter nicht nur für Kommunikationszwecke, sondern auch als Sensoren für eine Reihe von Phykalischen Größen einsetzen zu können, z. B. Bragg-Gitter zur Messung von Dehnungen und Spannungen。 Im praktischen Langzeitbetrieb kann sich jedoch die Brechzahlverteilung langsam ändern, was zuerst zu Verlusten führt und auf längere Sicht das übertragene Lichtfeld wesentlich in unerwünschter Weise ändert, so dass u.一个。 eine effiziente Kopplung nicht mehr möglich ist。 Im Allgemeinen verläuft diese Brechzahländerung bei erhöhter Temperatur schneller. Die Kenntnis der zu erwartenden änderung ist somit für den praktischen Einsatz von entscheidender Bedeutung。在组织光学测量中描述测量的特征方法，包括数字全息干涉测量。 Um Aussagen über das Langzeitverhalten in vergleichsweise kurzer Zeit zu erhalten, soll die zeitliche Veränderung des Brechzahlprofils bei erhöhter Temperatur in drei Dimensionen bestimmt werden. Dazu 是数字化全息图的信息处理方法，它是在阶段化过程中进行冗余和减少索引匹配流体之间的差异。通过“板层方法”和“多层方法”的最佳研究程序，我们可以在计算机断层扫描中使用算法来实现 3D 布雷克分析，并通过全息图进行分析。 Aus dem Temperaturverhalten können Aktivierungsenergie als auch Doppelbrechung and derthermooptische Koeffizient berechnet werden. Aus den zeitlichen änderungen des Brechungsindexprofiles and der der daraus Hergeleiteten Aktivierungsenergie sollen Voraussagen über das Langzeitverhalten gleichartiger Wellenleiter bei unterschiedlichen Einsatzthergeleitet werden.