ISBN 9783843913522

978-3-8439-1352-2, Reihe Ingenieurwissenschaften

Simon Schütz
Optische Spezialfasern aus Polymeren und Fluoridglas

153 Seiten, Dissertation Technische Universität Braunschweig (2013), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In unserer modernen vernetzten Umwelt fallen immer größere Datenmengen an, die digital übertragen werden müssen, um Reaktionen in Echtzeit zu ermöglichen.

In der vorliegenden Arbeit wurde an einem Polymerfaserverstärker (POFA) im rot-orangen Spektralbereich geforscht. Als Dotierstoffe für die aktive Faser kommen Europiumchelate zum Einsatz.

Obwohl diese Stoffklassen schon über 50 Jahre untersucht werden, sind bisher wenige Veröffentlichungen erschienen, die über eine erfolgreiche Anwendung dieser Farbstoffe in POFAs berichten.

Des Weiteren wurden bei bisherigen Untersuchungen gepulste UV-Laser zur Anregung verwendet. Für einen wirtschaftlich lukrativen Einsatz sind diese Laser ungeeignet. Deshalb wird die Verwendung von UV-LEDs als kontinuierliche Pumpquellen in dieser Arbeit erprobt.

Für die Herstellung der aktiven Fasern werden Copolymere mit verschiedenen neuen Europiumchelaten synthetisiert und optisch charakterisiert. Um die Dämpfung der Fasern bestimmen zu können, wird ein Messaufbau entworfen, der eine reproduzierbare Messung an kurzen Faserstücken ermöglicht.

Europiumchelate, die fest in das Polymer (hier PMMA) eingebunden sind, wurden bisher kaum veröffentlicht, sodass nur wenige Vergleichswerte zur Verfügung stehen.

Für die neu entwickelten Polymerfasern werden Verstärkeraufbauten mit stirnseitiger sowie seitlicher Anregung entworfen. Mit den Ergebnissen der Verstärkungseigenschaften erfolgt eine Bewertung der Einsatzmöglichkeiten der untersuchten Europiumkomplexe in POFAs.

Eine weitere Neuentwicklung, die in dieser Arbeit präsentiert wird, ist eine Fluoridglasfaser mit großem Kerndurchmesser. Diese Faser kann als Messsonde für das mittlere Infrarot (MIR) eingesetzt werden. Von Interesse sind diese zum Beispiel für die Onlineüberwachung chemischer Prozesse. Zur Automatisierung kann ein Mikroreaktor, in dem die zu untersuchende Reaktion abläuft, mit einem FT-IRSpektrometer verbunden werden.

Bisher war keine derartige Messsonde verfügbar. Der Einsatz der hier entwickelten Faser wird an einem Beispielsystem präsentiert.

Für die Entwicklung der beiden Spezialfasern werden Methoden zur Vorformherstellung etabliert. Faserziehtürme werden aufgebaut bzw. angepasst.