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Laser-Laboratorium Göttingen e.V.

Laser-Laboratorium Göttingen e.V.

Faser-Bragg-Gitter in Saphirfasern für die Hochtemperatursensorik

Referent: Dipl. Phys. Tino Elsmann, Leibniz Institute of Photonic Technology
 
Termin: 26. Juli 2016 um 11:00 Uhr im Seminarraum
 
Veranstaltungsort: Laser-Laboratorium Göttingen e.V., Hans-Adolf-Krebs-Weg 1, 37077 Göttingen
 
Titel: Faser-Bragg-Gitter in Saphirfasern für die Hochtemperatursensorik 
 
Faseroptische Messsysteme haben sich aufgrund ihrer Vorteile, wie z.B. der geringen Größe, geringer Masse, hervorragender Integrierbarkeit und Immunität gegenüber elektromagnetisch belasteter Umgebungen, einen festen Platz in der Sensorik erarbeitet. Eine dieser Möglichkeiten besteht in der Verwendung von Faser-Bragg-Gittern (FBG) – einer periodischer Brechzahlstrukturierungen des Faserkerns. Temperatur- oder Dehnungsmessungen mithilfe solcher FBG zeichnen sich durch eine hohe Sensitivität und damit Messgenauigkeit, hervorragender Reproduzierbarkeit und Multiplexfähigkeit aus. So finden FBG-basierte Messsysteme bereits Anwendungen in z.B. Windkraftanlagen, dem Deich- und Brückenbau. Jedoch unterliegen die FBG aufgrund der physikochemischen Eigenschaften der Glasfasern einer natürlichen Begrenzung für die Anwendung bei hohen Temperaturen, insbesondere oberhalb von 1000°C. Bei Anwendungstemperaturen in diesem Bereich kommt es zu einem Ausbleichen der Gitterstrukturen. Eine mögliche Lösung dieser Herausforderung besteht in der Verwendung einkristalliner Saphirfasern, da diese eine enorm gute Temperaturbeständigkeit bis oberhalb von 2000°C besitzen. Dagegen sind die Lichtführungseigenschaften der Saphirfasern im Vergleich zu konventionellen Lichtleitfasern deutlich verschieden, da die Saphirfaser keine definierte Kern-Mantel-Struktur besitzt und somit eine extreme Großkernfaser mit einer Führung gegen Luft darstellt. In dem Vortrag werden sowohl auf die Lichtführungseigenschaften einer Saphirfaser eingegangen und daraus die besonderen Anforderungen an einen Messaufbau und eine Signalauswertung abgeleitet, als auch die Erzeugung von Faser-Bragg-Gitterstrukturen in diesen Fasern erläutert. Anhand einiger Anwendungsbeispiele wird anschließend die Leistungsfähigkeit dieser Sensorelemente demonstriert.

 





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