DE102005029557A1

DE102005029557A1 - Method for processing lateral surface of optical fiber, e.g. for sensor, uses damping of auxiliary light in optical fiber as control parameter

Info

Publication number: DE102005029557A1
Application number: DE102005029557A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Bausewein; Christian Wieand; Helmut Nowsch
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2007-01-04

Abstract

A method for processing and treating the lateral surface of an optical fiber in which the lateral surface of the fiber has a region for coupling (6a) and decoupling (6b) an auxiliary light (13) via the lateral surface into and out of the optical fiber (1) and in which damping of the auxiliary light in the optical fiber (1) is used as a control parameter for controlling a processing/treatment device (4).The decoupling region (6b) is considerably less far removed from the auxiliary light coupling region (6a) than the length of the optical fiber (1).

Description

Lichtleitende optische Fasern werden vermehrt als Sensoren eingesetzt. Dazu kann es vorteilhaft sein, die Mantelfläche des Lichtleiters gezielt zu bearbeiten. Eine solche Bearbeitung kann durch mechanische Hilfsmittel wie z. B. scharfe Messer, durch chemische Prozesse wie das Ätzen mit Säuren oder auch durch optische Verfahren wie den Laserschnitt erfolgen. Bei all diesen Prozessen stellt sich die Aufgabe, den Lichtleiter an seiner Oberfläche möglichst gezielt zu bearbeiten, wobei z. B. möglichst gleichmäßig tiefe Schnitte in den Lichtleiter eingebracht werden sollen. Im Bereich dieser Schädigungen verändern sich die lichtleitenden Eigenschaften des Lichtleiters signifikant, so dass in diesen Bereichen eine Sensorwirkung erzielt werden kann.Photoconductive Optical fibers are increasingly being used as sensors. This can be advantageous, the lateral surface of the light guide targeted to edit. Such machining can be done by mechanical means such as As sharp blades, by chemical processes such as etching with acids or by optical methods such as the laser cut done. In all these processes, the task arises, the light guide on its surface as targeted as possible to edit, with z. B. as possible evenly deep Sections are to be introduced into the light guide. In the area these damages change the light-conducting properties of the light guide are significant, so that in these areas a sensor effect can be achieved.

Es ist bekannt, die Bearbeitung eines Lichtleiters mithilfe eines eingekoppelten Hilfslichtes zu beobachten. Dazu wird an dem einen Ende des Lichtleiters das Hilfslicht aus einer Hilfslichtquelle eingekoppelt und die Transmission des Hilfslichtes durch den Lichtleiter wird am anderen Ende des Lichtleiters mit einem Lichtdetektor beobachtet. Durch die Veränderung der Mantelfläche bei der Bearbeitung des Lichtleiters, zum Beispiel mit einem Laserwerkzeug, ändert sich die Transmission des Hilfslichtes durch den Lichtleiter. Ist eine bestimmte vorgegebene Dämpfung des Hilfslichtes durch die Bearbeitung des Lichtleiters erreicht, so wird die Bearbeitung des Lichtleiters gestoppt, indem beispielsweise der bearbeitende Laser ausgeschaltet wird. Damit ist eine sehr präzise Schnitttiefe erreichbar.It is known, the processing of a light guide using a coupled To observe auxiliary light. This is done at one end of the light guide the auxiliary light from an auxiliary light source coupled and the transmission the auxiliary light through the light guide is at the other end of the Optical fiber observed with a light detector. By the change the lateral surface when editing the light guide, for example with a laser tool, changes the transmission of the auxiliary light through the light guide. Is a certain predetermined damping reaches the auxiliary light by the processing of the light guide, so the processing of the light guide is stopped by, for example the machining laser is switched off. This is a very precise depth of cut reachable.

Bei dem geschilderten Verfahren besteht jedoch das Problem, dass das Hilfslicht an dem einen Ende der optischen Faser eingekoppelt und an dem anderen Ende der optischen Faser ausgekoppelt werden muss. Da eine optische Faser in der Regel sehr lang ist, wobei sie zum Beispiel auf einer Trommel aufgewickelt sein kann, muss sie zur Anwendung des beschriebenen Verfahrens zunächst in kurze Stücke zerlegt werden, um sie dann der Oberflächenbehandlung zu unterziehen. Dieses Vorgehen ist gerade für industrielle Anwendungen sehr nachteilig, da der Verfahrensschritt des Zuschnitts der optischen Faser zum Produktionsprozess hinzu kommt und kurze Abschnitte optischer Fasern wesentlich aufwendiger handhabbar sind, als auf Trommeln aufgespulte sehr lange optische Fasern.at However, the problem with the described method is that the Auxiliary light coupled to the one end of the optical fiber and must be coupled out at the other end of the optical fiber. As an optical fiber is usually very long, while the Example can be wound on a drum, it must be for Application of the method described first broken into short pieces then to the surface treatment to undergo. This procedure is just for industrial applications very disadvantageous because the process step of cutting the optical fiber added to the production process and short sections of optical Fibers are much more complicated to handle, than on drums wound up very long optical fibers.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Bearbeitung einer Mantelfläche einer langen optischen Faser anzugeben, bei dem die optische Faser in ihrer vollen Länge bearbeitet werden kann, ohne sie vorher in kurze Einheiten zuzuschneiden.The Object of the present invention is therefore to provide a method for Processing a lateral surface a long optical fiber, in which the optical fiber in its full length can be edited without previously cutting them into short units.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Dadurch, dass der Bereich zum Auskoppeln der Hilfslichtes wesentlich weniger weit von dem Bereich zum Einkoppeln des Hilfslichtes entfernt ist als die optische Faser lang ist und das Hilfslicht durch die Mantelfläche in die optische Faser eingekoppelt und aus der optischen Faser ausgekoppelt wird, kann die Ein- und Auskopplung des Hilfslichtes an jeder beliebigen Stelle der optischen Faser erfolgen. Auf die Gesamtlänge der optischen Faser muss in diesem Zusammenhang keine Rücksicht genommen werden. Dies ist vor allem bei einer Großserienfertigung von Vorteil, da lange optische Fasern von der Trommel abgespult werden können und an jeder gewünschten Stelle bearbeitet werden können. Das Ein- und Auskoppeln des Hilfslichtes an den Enden einer langen optischen Faser würde schon aufgrund des Lichtintensitätsverlustes in der optischen Faser große Probleme verursachen, da das Licht auf dem langen Weg durch die Faser sehr stark gedämpft wird. Unter Umständen kann die Intensität des Hilfslichtes dabei derart zurückgehen, dass am Ende der langen optischen Faser kein Signal mehr erfasst werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Weg, den das Hilfslicht in der Faser zurücklegen soll, genau bestimmbar und er kann vorteilhaft kurz gehalten werden.These The object is solved by the features of the independent claim. Thereby, that the range for coupling the auxiliary light much less far from the area for coupling the auxiliary light is removed as the optical fiber is long and the auxiliary light through the lateral surface in the coupled optical fiber and coupled out of the optical fiber is, can the coupling and uncoupling of the auxiliary light at any Place the optical fiber done. On the total length of the Optical fiber need not be considered in this context be taken. This is especially true for mass production advantageous since long optical fibers are unwound from the drum can be and at any desired Job can be edited. The coupling and uncoupling of the auxiliary light at the ends of a long optical fiber would already due to the loss of light intensity big in the optical fiber Cause problems, as the light on the long way through the Fiber very strongly damped becomes. In certain circumstances can the intensity of the auxiliary light thereby go back so that at the end of the long optical fiber no signal can be detected. With the method according to the invention is the path that the auxiliary light in the fiber is to travel, determinable and it can be advantageously kept short.

Bei einer Weiterbildung erfolgt die Einkopplung des Hilfslichtes über einen strukturierten Bereich der Mantelfläche der optischen Faser. Eine Strukturierung in der Mantelfläche der optischen Faser kann so erfolgen, dass der Winkel der Totalreflexion für einfallendes Hilfslicht an der Struktur unterschritten wird. Somit ist an der strukturierten Stelle sehr einfach Hilfslicht in die optische Faser einkoppelbar. Auch wenn die Einkopplung des Hilfslichtes über einen gebogenen Bereich der optischen Faser erfolgt, wobei ein erster Winkel zwischen der Einfallsrichtung des Hilfslichtes und der Tangente an der Mantelfläche am Punkt des Lichteinfalls größer ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion, ergibt sich eine einfache und großtechnisch gut beherrschbare Möglichkeit Hilfslicht an jeder gewünschten Stelle in die Faser einzukoppeln.at In a further development, the coupling of the auxiliary light via a structured area of the lateral surface of the optical fiber. A Structuring in the lateral surface The optical fiber can be made such that the angle of total reflection for incidental Auxiliary light is fallen below the structure. Thus, at the structured spot very easy auxiliary light in the optical fiber be coupled. Even if the coupling of the auxiliary light over a bent portion of the optical fiber takes place, being a first Angle between the direction of incidence of the auxiliary light and the tangent on the lateral surface is larger at the point of light incidence as the critical angle of total reflection, results in a simple and on a large scale good controllable possibility Auxiliary light on each desired Point to couple into the fiber.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird die optische Faser zur Bearbeitung von einer ersten Trommel abgespult und auf eine zweite Trommel aufgespult. Auf Trommeln können sehr lange optische Fasern vorgehalten werden, wodurch eine äußerst ökonomische Bearbeitung der optischen Fasern ermöglicht wird.at An embodiment of the invention is the optical fiber for processing unwound from a first drum and wound on a second drum. On drums can very long optical fibers are kept, creating a very economical Processing of the optical fibers is made possible.

Bei einer Weiterbildung ist das Bearbeitungsmittel als optisch wirkendes Werkzeug ausgebildet, wobei das optisch wirkende Werkzeug einen Laser umfassen kann. Gerade Laser eignen sich sehr gut zum Ausführen präziser Schnitte in eine Oberfläche. Aber auch lithographische Verfahren sind denkbar, um die Mantelfläche der optischen Faser zu strukturieren.In a development, the processing means is designed as an optically acting tool, wherein the optically acting tool may include a laser. Straight lasers are very well suited for making precise cuts in a surface. But also lithographic methods are conceivable to struktu the lateral surface of the optical fiber Center.

Darüber hinaus kann das Bearbeitungsmittel als chemisch wirkendes Werkzeug ausgebildet sein. Mit chemischen und speziell mit nasschemischen Prozessen lassen sich Oberflächen hervorragend bearbeiten und strukturieren, was auch im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung vorteilhaft angewendet werden kann.Furthermore the processing agent can be designed as a chemically acting tool be. Use chemical and especially wet-chemical processes surfaces excellent editing and structure, which also related can be advantageously used with the present invention.

Bei einer nächsten Weiterbildung ist das Bearbeitungsmittel als mechanisch wirkendes Werkzeug ausgebildet. Wenn das mechanisch wirkende Werkzeug ein Schnittmesser umfasst, können leicht Schnitte in die Mantelfläche eingebracht werden, die die gewünschte Struktur bilden. Es ist auch denkbar, dass das mechanisch wirkende Werkzeug eine Fräse umfasst. Auch mit einer Fräse ist eine Oberfläche leicht und kostengünstig strukturierbar.at one next Further development is the processing means as mechanically acting Tool formed. If the mechanically acting tool a Cutting knife covers, can easy cuts in the lateral surface be introduced, the desired Form structure. It is also conceivable that the mechanically acting Tool includes a milling cutter. Also with a milling machine a surface is light and cost-effective structured.

Darüber hinaus kann das Bearbeitungsmittel vorteilhaft als Sandstrahlgerät ausgebildet sein. Das Sandstrahlen ist ein Verfahren, das vor allem bei der Herstellung von Massenprodukten kostengünstig einsetzbar ist.Furthermore the processing means can advantageously be designed as a sandblasting device be. Sandblasting is a process that is mainly used in manufacturing cost-effective use of mass products is.

Bei einer Ausgestaltung ist das Bearbeitungsmittel als thermisch wirkendes Werkzeug ausgebildet. Gerade die Oberfläche eines polymeren Lichtleiters kann mit Wärme leicht bearbeitet werden. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das thermisch wirkende Werkzeug einen Heißstempel.at According to one embodiment, the processing means is thermally acting Tool formed. Just the surface of a polymeric light guide can with heat easily edited. In an advantageous development The thermally acting tool includes a hot stamp.

Bei einer weiteren Ausgestaltung ist eine Mehrzahl von Fasern zu einem Band zusammengefasst. Gerade bei der Anwendung der optischen Faser als Sensor zur Erkennung von Verformungen ist es vorteilhaft eine Mehrzahl von optischen Fasern zu einem Band zusammen zu fassen, um so eine Sensor mit einer hohen örtlichen Auflösung zu schaffen.at In another embodiment, a plurality of fibers is one Band summarized. Especially when using the optical fiber As a sensor for detecting deformations, it is advantageous To combine a plurality of optical fibers into a band, so as to have a sensor with a high local resolution too create.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sollen anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren erläutert werden. Diese zeigen in:The Invention leaves numerous embodiments to. Some of them should be based on those shown in the drawings Figures explained become. These show in:

1: eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer optischen Faser, 1 a device for processing an optical fiber,

2: eine Möglichkeit zur Einkopplung des Hilfslichtes in die lange optische Faser, 2 a possibility for coupling the auxiliary light into the long optical fiber,

3: eine Möglichkeit der Strukturierung der langen optischen Faser, 3 a possibility of structuring the long optical fiber,

4: eine Kombination der in den 1 und 3 vorgestellten Möglichkeiten, 4 : a combination of the in the 1 and 3 presented possibilities,

5: das Prinzip der Einkopplung des Hilfslichtes in den gebogenen Bereich, 5 : the principle of coupling the auxiliary light in the curved area,

6: ein Band 10 aus einer Vielzahl optischer Fasern, 6 : a band 10 from a variety of optical fibers,

7: eine weitere Darstellung des Bandes, 7 : another illustration of the volume,

8: einen seitlichen Schnitt durch eine lange optische Faser. 8th : a side cut through a long optical fiber.

1 zeigt eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer optischen Faser 1. Bearbeitet wird die optische Faser 1 mit einem Laserstrahl 9, der von einem Werkzeug 4 zur Bearbeitung der optischen Fasern 1 erzeugt wird. Die Bearbeitung mit dem Laserstrahl 9 ist nur beispielhaft zu verstehen. Anstelle der Bearbeitung mit dem Laserstrahl 9 können ebenso chemische, thermische oder mechanische Bearbeitungsmethoden zum Einsatz kommen. Die Vorrichtung in 1 weist zwei Biegeelemente 15 auf, an denen die optische Faser 1 in einem fest vorgegebenen Maße gekrümmt wird. Hierdurch entstehen in der optischen Faser 1 ein gebogener Bereich 6a zum Einkoppeln von Hilfslicht 13 und ein gebogener Bereich 6b zum Auskoppeln Hilfslicht 13. Das Hilfslicht 13 wird von einer Lichtquelle 2 erzeugt, die eine geeignete elektromagnetische Strahlung aussendet, wobei es sich bei der elektromagnetischen Strahlung in der Regel um Strahlung aus dem optischen Spektrum handelt, was nicht ausschließt, dass auch elektromagnetische Wellen aus dem nicht sichtbaren Spektrum als Hilfslicht 13 eingesetzt werden. Das Biegeelement 15 ist so gestaltet, dass es die optische Faser 1 derart biegt, dass im Bezug auf die Einfallsrichtung des Hilfslichtes 13 der Grenzwinkel γ der Totalreflektion der optischen Faser 1 überschritten wird. Damit kann das Hilfslicht 13 die äußere Mantelfläche 14a der optischen Faser 1 durchdringen, wobei das Biegeelement 15 wiederum derartig gestaltet ist, dass das in die optische Faser 1 eingekoppelte Hilfslicht 13 an der inneren Mantelfläche 14b eine Totalreflektion erfährt, wozu nun der Grenzwinkel γ der Totalreflektion der optischen Faser 1 unterschritten sein muss. 1 shows an apparatus for processing an optical fiber 1 , The optical fiber is processed 1 with a laser beam 9 that of a tool 4 for processing the optical fibers 1 is produced. The processing with the laser beam 9 is only an example. Instead of processing with the laser beam 9 Chemical, thermal or mechanical processing methods can also be used. The device in 1 has two bending elements 15 on where the optical fiber 1 is curved in a fixed predetermined dimensions. This results in the optical fiber 1 a curved area 6a for coupling auxiliary light 13 and a curved area 6b for coupling out auxiliary light 13 , The auxiliary light 13 is from a light source 2 generates, which emits a suitable electromagnetic radiation, wherein the electromagnetic radiation is usually radiation from the optical spectrum, which does not exclude that also electromagnetic waves from the non-visible spectrum as an auxiliary light 13 be used. The bending element 15 is designed to be the optical fiber 1 such that bends with respect to the direction of incidence of the auxiliary light 13 the critical angle γ of the total reflection of the optical fiber 1 is exceeded. This can be the auxiliary light 13 the outer surface 14a the optical fiber 1 penetrate, wherein the bending element 15 is again designed such that in the optical fiber 1 coupled auxiliary light 13 on the inner lateral surface 14b undergoes a total reflection, including now the critical angle γ of the total reflection of the optical fiber 1 must have fallen below.

Das derart eingekoppelte Hilfslicht 2 wird durch die optische Faser 1 geführt, bis an einem zweiten Biegeelement 15 ein gebogener Bereich 6b zur Auskopplung des Hilfslichtes 13 erreicht wird. Das zweite Biegeelement 15 ist derart gestaltet, dass das in der optischen Faser 1 geführte Hilfslicht 13 im gebogenen Bereich 6d an der inneren Mantelfläche 14b der optischen Faser 1 den Grenzwinkel γ der Totalreflektion überschreitet, womit es die optische Faser 1 verlassen kann. Nach dem Verlassen der optischen Faser 1 trifft das Hilfslicht 13 auf einen Detektor 3, der zum Beispiel als Fotodiode ausgeführt sein kann. Der Detektor 3 detektiert die Intensität des ausgekoppelten Hilfslichtes 13 und er gibt ein entsprechendes Intensitätssignal an das Steuergerät 5 aus. Wird die optische Faser 1 zum Beispiel durch das Werkzeug 4 mit einem Laserstrahl 9 bearbeitet, wobei die Mantelfläche 14 der optischen Faser 1 gezielt beschädigt wird, sinkt im Laufe der Bearbeitung aufgrund verstärkter Absorption, Streuung und/oder Reflexion im Schädigungsbereich die vom Detektor 13 detektierte Intensität des Hilfslichtes 13. Der Detektor 3 gibt ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 5 weiter. Ist eine bestimmte Intensität erreicht, gibt das Steuergerät 5 ein Signal zum Abschalten des Laserstrahls 9 an das Werkzeug 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 aus. Auf diese Weise ist ein sehr genauer, in seiner Tiefe präzise bestimmbarer Schnitt in die Mantelfläche 14 der optischen Faser 1 ausführbar, wobei die optische Faser 1 zur Behandlung nicht in kurze Stücke zertrennt werden muss.The thus coupled auxiliary light 2 is through the optical fiber 1 guided until at a second bending element 15 a curved area 6b for coupling the auxiliary light 13 is reached. The second bending element 15 is designed such that in the optical fiber 1 guided auxiliary light 13 in the bent area 6d on the inner lateral surface 14b the optical fiber 1 exceeds the critical angle γ of the total reflection, which makes it the optical fiber 1 can leave. After leaving the optical fiber 1 hits the auxiliary light 13 on a detector 3 which may be implemented as a photodiode, for example. The detector 3 detects the intensity of the decoupled auxiliary light 13 and he gives a corresponding intensity signal to the controller 5 out. Will the optical fiber 1 for example, through the tool 4 with a laser beam 9 machined, with the lateral surface 14 the optical fiber 1 targeted is damaged in the course of processing due to increased absorption, scattering and / or reflection in the damage area of the detector 13 detected intensity of the auxiliary light 13 , The detector 3 gives a corresponding signal to the control unit 5 further. Once a certain intensity has been reached, the controller issues 5 a signal to turn off the laser beam 9 to the tool 4 for processing the optical fiber 1 out. In this way, a very accurate, in its depth precisely determinable cut in the lateral surface 14 the optical fiber 1 executable, wherein the optical fiber 1 Do not cut into short pieces for treatment.

Die lange optische Faser 1 kann von einer ersten Trommel 16 abgespult werden und zum Beispiel über eine Umlenkrolle 17 geführt werden, woraufhin das Biegeelement 15 den gebogenen Bereich 6a zur Einkopplung des Hilfslichtes 13 herstellt. Die Faser 1 wird mit dem Laserstrahl 9 bearbeitet, was mit dem Hilfslicht 13 aus dem gebogenen Bereich 6d zur Auskopplung des Hilfslichtes 13 beobachtet werden kann. Eine weitere Umlenkrolle 17 führt die nun bearbeitete optische Faser 1 auf eine zweite Trommel 18, wo die optische Faser 1 aufgespult wird. Nun kann ein nächster Bereich der optischen Faser 1 bearbeitet werden. Mit diesem Verfahren können optische Fasern 1 mit einer Länge von mehr als 1000 m bearbeitet werden ohne dass sie in kurze Abschnitte zertrennt werden müssen.The long optical fiber 1 can from a first drum 16 be unwound and for example via a pulley 17 are guided, whereupon the bending element 15 the curved area 6a for coupling the auxiliary light 13 manufactures. The fiber 1 becomes with the laser beam 9 edited what with the auxiliary light 13 from the bent area 6d for coupling the auxiliary light 13 can be observed. Another deflection roller 17 leads the now processed optical fiber 1 on a second drum 18 where the optical fiber 1 is wound up. Now, a next area of the optical fiber 1 to be edited. With this method, optical fibers 1 be processed with a length of more than 1000 m without having to be cut into short sections.

2 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Einkopplung des Hilfslichtes 13 in die optische Faser 1. Zu erkennen ist ein strukturierter Bereich 7a zur Einkopplung des Hilfslichtes 13 und ein strukturierter Bereich 7b zur Auskopplung des Hilfslichtes 13. Die Lichtquelle 2 erzeugt das Hilfslicht 13, welches durch den strukturierten Bereich 7a in die optische Faser 1 eingekoppelt wird und die optische Faser 1 in Richtung zum strukturierten Bereich 7b zum Auskoppeln des Hilfslichtes durchläuft. Im strukturierten Bereich 7b zum Auskoppeln des Hilfslichtes 13 wird das Hilfslicht 13 ausgekoppelt und dann vom Detektor 3 erfasst. Der Detektor 3 erzeugt ein der Intensität des Hilfslichtes 13 proportionales Signal, welches dem Steuergerät 5 zur Verfügung gestellt wird. Das Steuergerät 5 steuert das Werkzeug 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 an. Hier wird die optische Faser 1 mit einem Laserstrahl 9 bearbeitet. Der Laserstrahl 9 dringt in die Mantelfläche 14 der optischen Faser 1 ein und erzeugt die gewünschte Struktur. An dieser Struktur 8 findet eine verstärkte Streuung, Auskopplung und/oder Absorption des Hilfslichtes 13 statt, wodurch die Intensität des Hilfslichtes 13 am Detektor 3 reduziert wird. Beim Erreichen einer vorgegebenen Hilfslichtintensität schaltet das Steuergerät 5 das Werkzeug 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 13 ab. Auf diese Weise wird eine sehr genau bestimmbare Schnitttiefe des Laserstrahls 9 in der optischen Faser 1 erreicht. Die optische Faser 1 lässt sich mit diesem Verfahren äußerst präzise bearbeiten, womit ein qualitativ hochwertiger Sensor auf der Basis der optischen Faser 1 hergestellt werden kann. 2 shows a further possibility for coupling the auxiliary light 13 into the optical fiber 1 , You can see a structured area 7a for coupling the auxiliary light 13 and a structured area 7b for coupling the auxiliary light 13 , The light source 2 generates the auxiliary light 13 passing through the structured area 7a into the optical fiber 1 is coupled and the optical fiber 1 towards the structured area 7b goes through for coupling the auxiliary light. In the structured area 7b for coupling the auxiliary light 13 becomes the auxiliary light 13 decoupled and then from the detector 3 detected. The detector 3 generates one of the intensity of the auxiliary light 13 proportional signal to the controller 5 is made available. The control unit 5 controls the tool 4 for processing the optical fiber 1 at. Here is the optical fiber 1 with a laser beam 9 processed. The laser beam 9 penetrates into the lateral surface 14 the optical fiber 1 and creates the desired structure. On this structure 8th finds an increased scattering, decoupling and / or absorption of the auxiliary light 13 instead, reducing the intensity of the auxiliary light 13 at the detector 3 is reduced. Upon reaching a predetermined auxiliary light intensity, the controller switches 5 the tool 4 for processing the optical fiber 13 from. In this way, a very accurately determinable depth of cut of the laser beam 9 in the optical fiber 1 reached. The optical fiber 1 can be processed extremely precisely with this method, thus providing a high-quality sensor based on the optical fiber 1 can be produced.

Auch hier ist zu erkennen, dass durch die Verwendung der strukturierten Bereiche 7a, b eine Bearbeitung einer sehr langen optischen Faser 1 möglich wird. Hierzu ist die optische Faser 1 auf zwei Trommeln 16, 18 aufgespult. Die strukturierten Bereiche 7a und b zum Einkoppeln und zum Auskoppeln des Hilfslichtes 13 können ebenfalls mit dem vorhandenen Werkzeug 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 hergestellt werden. Es ist denkbar, dass die optische Faser 1 zunächst durch ein abgeschnittenes Ende mit Hilfslicht 13 versorgt wird und nach dem beschriebenen Verfahren ein erster zu strukturierender Bereich 8 bearbeitet wird, der dann zum Einkoppeln des Hilfslichtes verwendet werden kann, wenn die Faser 1 um das entsprechende Stück hin zur Lichtquelle 2 verschoben wurde. Dazu wird optische Faser 1 auf eine Trommel 16, 18 aufgespult und der zu strukturierende Bereich 8 wird nun als strukturierter Bereich 7a zum Einkoppeln des Hilfslichtes 13 verwendet.Again, it can be seen that by using the structured areas 7a , b a processing of a very long optical fiber 1 becomes possible. This is the optical fiber 1 on two drums 16 . 18 wound. The structured areas 7a and b for coupling and decoupling of the auxiliary light 13 can also use the existing tool 4 for processing the optical fiber 1 getting produced. It is conceivable that the optical fiber 1 first through a cut end with auxiliary light 13 is supplied and according to the described method, a first region to be structured 8th is processed, which can then be used for coupling the auxiliary light when the fiber 1 around the corresponding piece towards the light source 2 was moved. This will be optical fiber 1 on a drum 16 . 18 wound up and the area to be structured 8th is now called a structured area 7a for coupling the auxiliary light 13 used.

3 zeigt eine weitere Möglichkeit der Strukturierung der langen optischen Faser 1. Wiederum ist die optische Faser 1 auf zwei Trommeln 16, 18 aufgespult und ein strukturierter Bereich 7a zum Einkoppeln von Hilfslicht 13 ist auf die optische Faser 1 aufgebracht. Die Lichtquelle 2 erzeugt ein Hilfslicht 13, das in den strukturierten Bereich 7a zum Einkoppeln von Hilfslicht 13 eingekoppelt wird und die optische Faser 1 durchläuft. Das Werkzeug 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 bearbeitet mit dem Laserstrahl 9 einen zu strukturierenden Bereich 8. Dieser zu strukturierende Bereich 8 bildet, sobald er bearbeitet wurde den strukturierten Bereich 7d zum Auskoppeln des Hilfslichtes 13. Das Hilfslicht 13 verlässt durch den soeben strukturierten Bereich 8 die optische Faser 1 und wird vom Detektor 3 erfasst, der ein der Intensität des Hilfslichtes 13 proportionales Signal an das Steuergerät 5 ausgibt. Das Steuergerät 5 überwacht die Funktion des Werkzeuges 4 zur Bearbeitung der optischen Faser und stellt das Mittel 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 in dem Moment ab, in dem durch die Schnitttiefe des Laserstrahls 9 eine entsprechende Schwächung des Hilfslichtes 13 erfolgt ist. Auf diese Art und Weise wird eine sehr präzise Bearbeitung der Mantelfläche 14 der optischen Faser 1 möglich. Neben der reinen Intensität des Hilfslichtes 13 können auch die Modenverschiebungen oder spektrale Veränderungen im Hilfslicht 13 ausgewertet werden und zur Steuerung des Mittels 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 verwendet werden. Auch dies trägt zur präzisen Bearbeitung der optischen Faser 1 mit dem Mittel 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 bei. 3 shows another possibility of structuring the long optical fiber 1 , Again, the optical fiber 1 on two drums 16 . 18 wound up and a structured area 7a for coupling auxiliary light 13 is on the optical fiber 1 applied. The light source 2 generates an auxiliary light 13 that is in the structured area 7a for coupling auxiliary light 13 is coupled and the optical fiber 1 passes. The tool 4 for processing the optical fiber 1 processed with the laser beam 9 an area to be structured 8th , This area to be structured 8th as soon as it has been processed forms the structured area 7d for coupling the auxiliary light 13 , The auxiliary light 13 leaves through the just structured area 8th the optical fiber 1 and is from the detector 3 which detects one of the intensity of the auxiliary light 13 proportional signal to the controller 5 outputs. The control unit 5 monitors the function of the tool 4 for processing the optical fiber and provides the means 4 for processing the optical fiber 1 in the moment in which by the depth of cut of the laser beam 9 a corresponding weakening of the auxiliary light 13 is done. In this way, a very precise machining of the lateral surface 14 the optical fiber 1 possible. In addition to the pure intensity of the auxiliary light 13 can also be the mode shifts or spectral changes in the auxiliary light 13 be evaluated and to control the agent 4 for processing the optical fiber 1 be used. This too contributes to the precise processing of the optical fiber 1 with the agent 4 for processing the optical fiber 1 at.

Für das Prinzip der Ein- und Auskopplung des Hilfslichtes 13 durch die Mantelfläche 14 ist es notwendig, dass an der Struktur in dem strukturierten Bereich 7a, b eine Überschreitung des Grenzwinkels γ der Totalreflektion des Hilfslichtes 13 an der optischen Faser erreicht wird. Damit kann das Hilfslicht 13 sowohl ein- als auch ausgekoppelt werden, wobei es nach der Einkopplung an der gegenüberliegenden Mantelfläche der optischen Faser 1 total reflektiert wird und damit in der optischen Faser 1 gehalten wird, bis es den strukturierten Bereich 7b zur Auskopplung des Hilfslichtes 13 erreicht, wo es die optische Faser 1 in Richtung des Detektors 3 verlässt.For the principle of coupling and decoupling of the auxiliary light 13 through the lateral surface 14 it is necessary that at the structure in the structured area 7a , b exceeds the limit angle γ of the total reflection of the auxiliary light 13 is achieved on the optical fiber. This can be the auxiliary light 13 both be coupled in and out, wherein it is after the coupling to the opposite lateral surface of the optical fiber 1 is totally reflected and therefore in the optical fiber 1 is held until it reaches the structured area 7b for coupling the auxiliary light 13 reached where it is the optical fiber 1 in the direction of the detector 3 leaves.

4 zeigt eine Kombination der in den 1 und 3 vorgestellten Möglichkeiten. In 4 wird das Hilfslicht in dem gebogenen Bereich 6a zur Einkopplung von Hilfslicht 13 eingekoppelt. Dazu ist ein Biegeelement 15 vorgesehen, an welchem die optische Faser 1 in der erforderlichen Art und Weise gebogen wird. Die erforderliche Biegung der optischen Faser 1 wird in 5 noch näher erläutert. Im gebogenen Bereich 6a zur Einkopplung des Hilfslichtes 13 koppelt das von der Lichtquelle 2 erzeugte Hilfslicht 13 in die optische Faser 1 ein. Das Hilfslicht 13 durchläuft die optische Faser 1 hin zum zu strukturierenden Bereich 8. Der zu strukturierende Bereich 8 wird von dem Laserstrahl 9, der vom Mittel 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 erzeugt wird, bearbei tet. Aufgrund der Strukturierungen in der Mantelfläche 14 der optischen Faser 1 kann nun Hilfslicht 13 aus dem zu strukturierenden Bereich 8, der nach der Strukturierung als strukturierter Bereich 7b zur Auskopplung des Lichtes 13 verwendbar ist, austreten. Das ausgetretene Hilfslicht 13 erreicht den Detektor 3, der ein Signal an das Steuergerät 5 ausgibt, welches das Mittel 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 ansteuert. Beim Erreichen einer bestimmten Schnitttiefe wird das Steuergerät 5 das Mittel 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 abstellen, womit ein sehr präziser Laserschnitt in der Mantelfläche 14 der optischen Faser 1 erzeugt ist. 4 shows a combination of the in the 1 and 3 presented possibilities. In 4 the auxiliary light will be in the bent area 6a for coupling of auxiliary light 13 coupled. This is a bending element 15 provided on which the optical fiber 1 is bent in the required manner. The required bending of the optical fiber 1 is in 5 explained in more detail. In the bent area 6a for coupling the auxiliary light 13 couples that from the light source 2 generated auxiliary light 13 into the optical fiber 1 one. The auxiliary light 13 goes through the optical fiber 1 towards the area to be structured 8th , The area to be structured 8th is from the laser beam 9 , that of the medium 4 for processing the optical fiber 1 is generated, machined tet. Due to the structuring in the lateral surface 14 the optical fiber 1 can now auxiliary light 13 from the area to be structured 8th after structuring as a structured area 7b for decoupling the light 13 is usable, exit. The leaked auxiliary light 13 reaches the detector 3 that sends a signal to the controller 5 which gives the means 4 for processing the optical fiber 1 controls. When reaching a certain depth of cut, the controller 5 the middle 4 for processing the optical fiber 1 Turn off, bringing a very precise laser cut in the lateral surface 14 the optical fiber 1 is generated.

Auch hier ist zu erkennen, dass die lange optische Faser 1 von einer ersten Trommel 16 abgespult und über eine Umlenkrolle 17 umgelenkt wird, wonach die optische Faser das Biegeelement 15 passiert und von dem Mittel 4 zur Bearbeitung der optischen Faser 1 bearbeitet wird. Dann erreicht die optische Faser 1 die zweite Trommel 18, wo sie mit dem nun erzeugten zu strukturierenden Bereich 8 aufgespult wird. Die hierdurch ermöglichte Bearbeitung sehr langer optischer Fasern 1 bewirkt immense herstellungstechnische Vorteile gegenüber der Strukturierung einzelner kurzer optischer Fasern 1.Again, it can be seen that the long optical fiber 1 from a first drum 16 unwound and over a pulley 17 is deflected, after which the optical fiber, the bending element 15 happened and by the means 4 for processing the optical fiber 1 is processed. Then the optical fiber reaches 1 the second drum 18 where they are with the now created area to be structured 8th is wound up. The thus made possible processing of very long optical fibers 1 brings immense manufacturing advantages over the structuring of individual short optical fibers 1 ,

5 zeigt das Prinzip der Einkopplung des Hilfslichtes 13 in den gebogenen Bereich 6a genauer. Die optische Faser 1 wird hierzu um das Biegeelement 15 gelegt, womit sie um einen vorher genau festgelegten Radius r verbogen wird. Die Lichtquelle 2 ist derart positioniert, dass das eingestrahlte Hilfslicht 13 nun unter einem vorbestimmten ersten Winkel α, der zwischen der Tangente 19 an der äußeren Mantelfläche 14a der optischen Faser 1 im Punkt der Lichteinstrahlung und der Einstrahlungsrichtung des Hilfslichtes 13 anliegt, auf die optische Faser 1 auftrifft. Dieser erste Winkel α ist größer als der Grenzwinkel γ der Totalreflektion des Hilfslichts 13 an der äußeren Mantelfläche 14a der optischen Faser 1. Dadurch kann das Hilfslicht 13 in die optische Faser 1 eindringen. Es wird die optische Faser 1 durchdringen und auf die innere Mantelfläche 14b treffen. Das Biegeelement 15 ist wie derum so ausgelegt, dass eine Tangente 19 an der Biegung der inneren Mantelfläche 14b am Punkt des Auftreffens des Hilfslichtes 13 mit der Strahlungsrichtung des Hilfslichtes 13 einen zweiten Winkel β einschließt. Dieser zweite Winkel β ist nun kleiner als der Grenzwinkel γ der Totalreflektion des Hilfslichtes 13 an der inneren Mantelfläche 14b der optischen Faser 1. Damit wird das Hilfslicht 13 in der optischen Faser total reflektiert und geführt. Auch die weiteren Krümmungen der optischen Faser sind dergestalt angelegt, dass eine Überschreitung des Grenzwinkels γ der Totalreflektion nicht erfolgt und damit das Hilfslicht 13 in der optischen Faser geführt wird, bis es einen Bereich 6b, 7b zur Auskopplung des Hilfslichtes 13 erreicht. 5 shows the principle of the coupling of the auxiliary light 13 in the bent area 6a more accurate. The optical fiber 1 this is the bending element 15 which is bent by a previously defined radius r. The light source 2 is positioned so that the incident auxiliary light 13 now at a predetermined first angle α between the tangent 19 on the outer lateral surface 14a the optical fiber 1 at the point of light irradiation and the irradiation direction of the auxiliary light 13 rests on the optical fiber 1 incident. This first angle α is greater than the critical angle γ of the total reflection of the auxiliary light 13 on the outer lateral surface 14a the optical fiber 1 , This allows the auxiliary light 13 into the optical fiber 1 penetration. It becomes the optical fiber 1 penetrate and on the inner surface 14b to meet. The bending element 15 is in turn designed to be a tangent 19 at the bend of the inner surface 14b at the point of incidence of the auxiliary light 13 with the radiation direction of the auxiliary light 13 includes a second angle β. This second angle β is now smaller than the critical angle γ of the total reflection of the auxiliary light 13 on the inner lateral surface 14b the optical fiber 1 , This will be the auxiliary light 13 totally reflected and guided in the optical fiber. Also, the other curvatures of the optical fiber are applied in such a way that exceeding the critical angle γ of the total reflection does not occur and thus the auxiliary light 13 is guided in the optical fiber until there is an area 6b . 7b for coupling the auxiliary light 13 reached.

6 zeigt ein Band 10 aus einer Vielzahl optischer Fasern 1. Für viele Anwendungen ist es sinnvoll, eine Mehrzahl optischer Fasern 1 zu einem Band 10 zu vereinigen, um damit zum Beispiel Auswertungen an möglichst vielen Punkten der Gesamtlänge des Bandes 10 zu ermöglichen. Derartige Bänder 10 können präzise und mit hoher Verfahrensökonomie nach den in den 1 bis 5 beschriebenen Verfahren bearbeitet werden. Auch die Bänder 10 können auf Trommeln 16, 18 aufgespult sein und dadurch in sehr großer Länge bearbeitet werden. Weiterhin ist es möglich, Ummantelungen 11, 12 der optischen Fasern 1, die diese zu dem Band 10 zusammenfassen, in den Verarbeitungsprozess mit einzubeziehen. Verwendet man zum Beispiel eine Bearbeitung des Bandes 10, wie sie in 2 vorgestellt wurde, lässt sich mit dem Laserstrahl 9 nicht nur die Mantelfläche 14 der optischen Faser 1 behandeln, es ist auch denkbar, dass der Laser 9 direkt durch die Ummantelungen 11, 12 der optischen Fasern 1 hindurchstrahlt und diese dabei entfernt, um die Strukturierung der Mantelfläche 14 der optischen Faser 1 zu erreichen. Auch die Ummantelung 11, 12 kann transparent gestaltet sein, um die Ein- und Auskopplung des Hilfslichtes in den gebogenen Bereichen 6a, b zu ermöglichen. 6 shows a band 10 from a variety of optical fibers 1 , For many applications it makes sense to have a plurality of optical fibers 1 to a band 10 to unify, for example, evaluations on as many points as possible of the total length of the tape 10 to enable. Such bands 10 can be precise and with high process economy according to the 1 to 5 be processed procedures described. Also the tapes 10 can on drums 16 . 18 be wound up and thus be processed in very long lengths. Furthermore, it is possible casings 11 . 12 the optical fibers 1 this to the band 10 to include in the manufacturing process. For example, using a processing of the tape 10 as they are in 2 was introduced, can be with the laser beam 9 not just the outer surface 14 the optical fiber 1 treat, it is also conceivable that the laser 9 directly through the sheathing 11 . 12 the optical fibers 1 radiates through and this while removing the structuring of the lateral surface 14 the optical fiber 1 to reach. Also the sheath 11 . 12 can be made transparent to the coupling and uncoupling of the auxiliary light in the bent areas 6a to enable b.

7 zeigt eine weitere Darstellung des Bandes 10. Zu erkennen sind die optischen Fasern 1, die von einer inneren Um mantelung 12 umgeben sind, die wiederum von einer äußeren Ummantelung 11 eingeschlossen ist. 7 shows another illustration of the tape 10 , Evident are the optical fibers 1 that sheath of an inner order 12 surrounded, in turn, by an outer sheath 11 is included.

8 zeigt einen seitlichen Schnitt durch eine lange optische Faser 1. Die Faser 1 besteht aus einem Kern 20 und einer Reflektionsschicht 21. Die Brechungsindizes des Kernmaterials 20 und der Reflektionsschicht 21 sind so gewählt, dass eine optimale Leitung des Lichts in der optischen Faser 1 erfolgt. Die Reflektionsschicht 21 hat in der Regel eine Stärke von einigen μm. Wenn im Zusammenhang mit dieser Erfindung von der Bearbeitung der Mantelfläche 14 der optischen Faser 1 gesprochen wird, ist die Bearbeitung der Reflektionsschicht 21 als solche genauso gemeint wie die Bearbeitung der Reflektionsschicht 21 mit einem Vordringen des Bearbeitungsmittels 4 bis zu dem oder in das Kernmaterial 20. Es kann also nur die Reflektionsschicht 21 entfernt oder verändert werden oder die Reflektionsschicht 21 kann zusammen mit einem Teil des Kerns 20 entfernt oder verändert werden. 8th shows a side section through a long optical fiber 1 , The fiber 1 consists of a core 20 and a reflection layer 21 , The refractive indices of the core material 20 and the reflection layer 21 are chosen so that optimal conduction of light in the optical fiber 1 he follows. The reflection layer 21 usually has a thickness of a few microns. If in the context of this invention of the processing of the lateral surface 14 the optical fiber 1 is spoken, is the processing of the reflection layer 21 as such meant as well as the processing of the reflection layer 21 with a penetration of the processing means 4 up to or into the core material 20 , So it can only be the reflection layer 21 removed or changed or the reflection layer 21 can be together with a part of the core 20 removed or changed.

Claims

Method for processing a lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ), wherein the lateral surface ( 14 ) of the optical fiber ( 1 ) an area ( 6a . 7a ) for coupling auxiliary light ( 13 ) and an area ( 6b . 7b ) for coupling out auxiliary light ( 13 ) and wherein the attenuation of the auxiliary light ( 13 ) in the optical fiber ( 1 ) as a control variable for controlling a processing agent ( 4 ), characterized in that the area ( 6b . 7b ) for coupling the auxiliary light ( 13 ) much less far from the area ( 6a . 7a ) for coupling the auxiliary light ( 13 ) is removed as the optical fiber ( 1 ) is long and the auxiliary light ( 13 ) through the lateral surface ( 14 ) into the optical fiber ( 1 ) and from the optical fiber ( 1 ) is decoupled.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the coupling of the auxiliary light ( 13 ) over a structured area ( 7a ) of the lateral surface ( 14 ) of the optical fiber ( 1 ) he follows.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the coupling of the auxiliary light ( 13 ) over a curved area ( 6a ) of the optical fiber ( 1 ), wherein a first angle (α) between the direction of incidence of the auxiliary light ( 13 ) and the tangent ( 19 ) on the lateral surface ( 14 ) at the point of light incidence is greater than the critical angle (γ) of the total reflection.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the optical fiber for processing of a first drum ( 16 ) and onto a second drum ( 18 ) is wound up.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the processing means ( 4 ) is designed as an optically acting tool.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the optically acting tool comprises a laser.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the processing means ( 4 ) is designed as a chemically acting tool.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the processing means ( 4 ) is designed as a mechanically acting tool.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the mechanically acting tool comprises a cutting blade.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the mechanically acting tool comprises a milling cutter.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the processing means ( 4 ) is designed as a sandblasting device.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the processing means ( 4 ) is designed as a thermally acting tool.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the thermally acting tool comprises a hot stamp.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the optical fiber ( 1 ) is formed as a polymer optical fiber.

Method for processing the lateral surface ( 14 ) of a long optical fiber ( 1 ) after mindes at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of fibers ( 1 ) to a band ( 10 ) is summarized.