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DE2433219A1 - Biegsamer lichtleiter - Google Patents

Biegsamer lichtleiter

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DE2433219A1
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Guenther Dr Nath
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Description

Biegsamer Lichtleiter
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lichtleiter^ zur Übertragung ^von Strahlung im Spektralbereich zwischen o,3 ja und 3,2 u mit besonderer Langzeitstabilität. Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung des in der OPJ3 fa ^tf.'T-beschriebenen Hauptpatents.
In der DP^i 5~Λ.ίΤ·ο.fwird ein Lichtleiter beschrieben, der aus einem Plastikschlauch besteht, der sich im wesentlichen aus einem Kohlenstoff-Fluor-Polymerisat zusammensetzt und der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, deren Moleküle aus schweren Atomen bestehen, vorzugsweise Atome aus der 4. und 7. Gruppe des Periodensystems, wie z.B. CCI4, wobei die Flüssigkeit einen höheren Brechungsindex hat als das Plastikmaterial. Der Schlauch ist an beiden Enden durch dielektrische Fenster abgeschlossen.
Im Anspruch 12 der DPt" 4^^*'*?wird eine spezielle Konstruktion des Lichtleiters beschrieben, wobei die lichtleitende Flüssigkeit über eine Abzweigung mit einer in einem externen Vorratsbehälter befindlichen Flüssigkeit gleicher Art kommunizieren kann.
Die gegenwärtige Anmeldung geht von der Erkenntnis aus, daß fast alle für den roten und infraroten Transmissionsbereich infrage kommenden Flüssigkeiten Plastikmaterialien, insbesondere solche, die aus Fluor-Kohlenstoffpolymerisat bestehen, benetzen. Als Folge davon ergibt sich eine Diffusion der lichtleitenden Flüssigkeit durch die dünne Wand des permeablen Plastikschlauches und nach
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mehreren Monaten beobachtet man Blasenbildung in der lichtleitenden Flüssigkeit. Blasen in der lichtleitenden Flüssigkeit vermindern jedoch die Transmission. Der gegenwärtigen Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere Ausgestaltungen der im Anspruch 12 in der OT?J3S~i Ct-o ψ angegebenen Technik der Kommunikation der lichtleitenden Flüssigkeit mit einer externen Flüssigkeit anzugeben, da diese Technik für die Langzeitstabilität der Transmission des Lichtleiters von entscheidender Bedeutung ist. Ein weiterer Zweck der gegenwärtigen Anmeldung besteht darin, weitere mögliche Plastikschlauchmaterialien sowie lichtleitende Flüssigkeiten anzugeben, die für Lichtleitung im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Spektralbereich infrage kommen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die lichtleitende Flüssigkeit über eine Abzweigung mit einer in einem externen Vorratsbehälter befindlichen Flüssigkeit, die im allgemeinen identisch ist mit der lichtleitenden Flüssigkeit, kommunizieren kann, wobei vorzugsweise auf die Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter entweder durch Gas oder durch eine mechanische Vorrichtung statischer Druck ausgeübt wird, der sich durch die Abzweigleitung auf die lichtleitende Flüssigkeit
überträgt. Durch diese Vorrichtung ist es möglich, auch bei Diffusion der Flüssigkeit durch die Schlauchwand die Transmission des Lichtleiters konstant zu halten. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß bei Temperaturschwankungen wegen der meist stark verschiedenen thermischen Ausdehnungs—Koeffizientmdes Plastikmaterials und der lichtleitenden Flüssigkeit keine
S09884/0692
Dichte- bzw. Transmissionsschwankungen auftreten. Es ist weiterhin möglich, durch chemische Festkörperzusätze in die Vorratsflüssigkeit (z.B. wasserentziehende Mittel) die lichtleitende Flüssigkeit besonders reinzuhalten.
Als lichtleitende Flüssigkeiten kommen neben den in der DPJ? Γ-Ζ /^. ^genannten auch solche infrage, deren Moleküle sich aus den Elementen der 4., 5., 6. und 7. Gruppe des Periodensystems zusammensetzen, wobei auch Wasserstoff in den Molekülen enthalten sein kann.
Als Materialien für den Plastikschlauch können neben den Kohlenstoff-Fluor-Polymerisaten auch solche verwendet werden, die aus einem Polymer bestehen, das sich hauptsächlich aus den Elementen C, Si, H, Cl,Fp, N aufbaut .
Im Zusammenhang mit dem externen Kommunikationsgefäß können fast alle Schlauch-Flüssigkeitskombinationen verwendet werden, sofern die Kriterien des Brechungsindexunterschiedes, der chemischen Verträglichkeit zwischen Flüssigkeit und Schlauchmaterial sowie eine möglichst glatte Schlauch-Innenfläche gewährleistet sind.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Plastik-Flüssigkeitslichtleiters mit einem externen Flüssigkeitsvorratsgefäß (6) , welches durch eine Leitung bzw. Bohrungen (5,5a) mit der lichtleitenden Flüssigkeit (4) verbunden ist. Der statische Druck wird hier durch einen Federbalg auf die Flüssigkeit ausgeübt, wobei der Federbalg gleichzeitig das Vorratsgefäß darstellt. Der Plastikschlauch (3) wird durch die O-Ring-Quetschdichtung (7·) flüssigkeitsdicht auf das Eintrittsfenster (1) aufgedichtet. Ein separater zweiter Fensterteil (2), der eine zentrale Bohrung (2a) aufweist, steckt ganz in dem Plastikschlauch (3),
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wobei der Schlauch (3) auch auf dieses Fensterteil mit einer O-Ring-Quetschdichtung von außen aufgedichtet wird. Zwischen beiden Fensterteilen hat der Schlauch (3) eine Öffnung (5), die sich in der Öffnung (5a) fortsetzt und die Verbindung zu dem vollständig mit Flüssigkeit (4) gefüllten Federbalg (6) , der unter Zugspannung steht, herstellt. In dem Vorratsbehälter (6) können auch feste unlösliche Zusätze (4a) enthalten sein, wie z.B. wasserentziehende Mittel.
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Claims (8)

  1. Schutzansprüche
    ; I)/ Biegsamer Lichtleiter zur Übertragung von Strahlung im roten und nahen infraroten Spektralbereich mit möglichst hoher Transmission und Resistenz gegen intensive Strahlung mit einer lichtleitenden Flüssigkeit, die sich in einem biegsamen Plastikschlauch befindet und durch dielektrische IR durchlässige Fenster an beiden Enden abgeschlossen ist, wobei der Plastikschlauch aus einem" Polymer besteht, das sich aus den chemischen Elementen C und F oder 7C, F und Cl aufbaut und wobei sich die Moleküle der lichtleitenden Flüssigkeit aus Elementen der 4. Gruppe und der 7. Gruppe des Periodensystems zusammensetzen, insbesondere aus den Elementen C, Si, Cl und F und wobei in den Schlauchenden zylindrische, dielektrische Fenster eingesetzt sind, deren Durchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Plastikschlauchs ist, wobei der Plastikschlauch durch mechanische Dichtungen mit den Fenstern flüssigkeitsdicht abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtlcitonde Flüssigkeit mit einer in einem gesonderten externen Behälter befindlichen Flüssigkeit, die nicht identisch sein muß mit der lichtleitenden Flüssigkeit,über oino Abzweigleitung verbunden ist, daß neben den genannton Kohlenstoff-Fluor- bzw. Kohlenstoff-Fluor-Chlor-Polymeren auch andere Polymere als Schlauchmaterial verwendet werden können und daß neben den genannten Flüssigkeiten, deren Moleküle sich aus den Elementen der 4. und 7.Gruppe des Periodensystems zusammensetzen, auch andere Flüssigkeiten verwendet werden können.
  2. 2) Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Flüssigkeit in dem externen Vorratsgefäß Druck ausgeübt v/ird, der sich auf die lichtleitende
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    Flüssigkeit überträgt-
  3. 3) Lichtleiter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die in dem externen Vorratsgefäß befindliche Flüssigkeit durch eine Druckgasflasche oder durch mechanischen Federdruck ausgeübt wird.
  4. 4) Lichtleiter nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigleitung von der lichtleitenden zur externen Flüssigkeit am Lichteintrittsende des Lichtleiters angebracht ist, daß das Lichteintrittsfenster zweigeteilt ist, wobei das der Lichtquelle zugewandte Fensterteil aus zylinderförmigem Vollmaterial besteht und im Schlauchende steckt und mit diesem flüssigkeitsdicht abschließt, und daß das andere ebenfalls zylindrische Fensterteil ganz im Plastikschlauch steckt und eine zentrale Bohrung aufweist und daß der Plastikschlauch zwischen den beiden Fensterteilen eine Bohrung aufweint und daß durch diese Bohrung dio Kommunikation zum externen Flüssigkeitsbehälter stattfindet.
  5. 5) Lichtleiter nach Anspruch 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die externe mit der lichtleitenden Flüssigkeit kommunizierende Flüssigkeit chemische Zusätze enthält, die der Reinigung der lichtleitenden Flüssigkeit dienen, wie z.B. wasserentziehende Mittel.
  6. 6) Lichtleiter nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Moleküle der lichtleitenden Flüssigkeit sich nicht nur aus den Elementen C, Si, Cl und F, sondern auch aus anderen Elementen der 4. und 7. sowie der
    5. und 6. Gruppe des Periodensystems einschließlich des Elements Wasserstoff zusammensetzen.
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    - TT-
  7. 7) Lichtleiter nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Plastikschlauch aus einem Polymer besteht, welches sich vorwiegend aus der Gruppe der Elemente C, Si, Άβ Cl,F,O, N zusammensetzt»
  8. 8) Lichtleiter.nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Plastikschlauchs aus Polyvinylchlorid, oder 4-Methyl-Penten-l, PoIymethylpenten, Polyäthylen, Polypropylen oder PoIycarbonat besteht.
    50988 A/0692
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