Optische Schalter in der Ferigungsmesstechnik

Messe n u n d S e nso r i k
Datenübertragung
in Lichtgeschwindigkeit
Wie faseroptische Schalter in der Fertigungsmesstechnik ihre Vorteile ausspielen
Andreas Wolf
Faseroptische Schalter zeichnen
sich durch Schnelligkeit, Flexibilität
und Langzeitstabilität aus. Sie
werden für Anwendungen mit
höchsten Anforderungen in der
Telekommunikation, der Bio­
medizin und vermehrt in der
Automatisierungs- sowie in der
Mess- und Prüftechnik eingesetzt.
In welchen Bereichen zunehmend
elektrische Leiter abgelöst werden,
zeigt folgender Beitrag.
Optische Fasern finden
einen immer breiteren
Einsatz in der optischen Messtech­
nik. Sie sind in der Lage, Mess­
signale von weit entfernten und teil­
weise schwer zugänglichen Messorten pro­
blemlos zur Auswerteeinheit zu bringen.
Folglich werden zur sequentiellen Abfrage
mehrerer Messstellen zunehmend faserop­
tische Schalter eingesetzt. Leoni Fiber Optics
bietet auf der Basis unterschiedlicher tech­
nischer Konzepte ein breites Spektrum derar­
tiger Faserschalter an, die den in der Faserop­
tik üblichen Wellenlängenbereich abdecken.
gen durchzuschalten und können das Mess­
licht in kürzester Zeit zu vielen Messstellen
bringen. Hier kommt ein wesentlicher Vor­
teil zum Tragen, nämlich Schalter mit hoher
Kanalzahl in sehr kompakter Form.
Einsatzgebiete und Beispiele
aus der Praxis
Andreas Wolf, Manager Corporate
Communications, Leoni Business
Unit Fiber Optics, Berlin
MSR Magazin 3/2010
In der Fertigung optoelektronischer Bauele­
mente, z. B. Transponder für optische Über­
tragungs- und Datennetze oder Fotodio­
denchips auf dem Wafer, müssen die Bau­
teile mit hohem Durchsatz bezüglich ihrer
wichtigsten Parameter wie der Fotodioden­
strom in Abhängigkeit von Lichtleistung
und Wellenlänge, vermessen werden. Dafür
werden die Leoni Schalter eingesetzt. Sie
sind in der Lage, schnell die Messwellenlän­
400-kanaliger Schalter für eine GradientenMultimodefaser
Me ss en und Sen sorik
Zweites Beispiel ist ein 12-fach 1 x 2 Schal­
ter, der in der automatisierten Transponder­
vermessung zusammen mit 1 x 12 Schal­
tern kaskadiert eingesetzt wird. Die An­
steuerung der zwölf Schalter erfolgt dabei
Faseroptische Schalter lösen
zunehmend den
elektrischen Leiter ab
über eine einzige Elektronikplatine. Die
breite Palette von unterschiedlichen elek­
tronischen Schnittstellen, die Leoni in den
Schaltern zur Verfügung stellt (dazu zählen
RS232; TTL, Parallel, I2C, Ethernet), er­
leichtert dem Anwender die Ansteuerung,
insbesondere bei vielen Schaltern in sehr
komplexen Messsystemen.
Ein weiteres Beispiel ist die Überwachung von
komplexen Bauwerken oder sensiblen Indus­
trieanlagen. Auch hier werden zunehmend
faseroptische Sensoren unterschiedlichster
Art eingesetzt. Sie dienen zur Abfrage teilwei­
se extrem vieler Messstellen in kurzer Zeit.
Ein viertes Beispiel zeigt einen 400-kana­
ligen Schalter für eine Gradienten-Multimode­
faser, der in einem komplexen interfero­
metrisch arbeitenden Überwachungssystem
von Rohrleitungen in einem Kraftwerk einge­
setzt wird. Der Schalter erlaubt es, 400 Mess­
stellen innerhalb von etwa 10 sec. abzufragen.
Für diese spezielle Applikation hat Leoni ei­
nen Schalter mit etwa 10-facher Schaltge­
schwindigkeit entwickelt. Auf der Basis dieses
Konzeptes wurde ein Schalter mit 1 250 Kanä­
len gefertigt, der imstande ist, alle Kanäle in
nur 2–3 sec. durchzuschalten. Dadurch ist es
möglich, anbahnende Havarien frühzeitig zu
erkennen und rechtzeitig gegenzusteuern.
Auf den Punkt gebracht: faseroptische Schalter
Die hier vorgestellten Serien der faseroptischen Schalter wurden für Anwendungen mit
höchsten Anforderungen im Telekommunikationsbereich, in der Mess- und Prüftech­
nik sowie im biomedizinischen Bereich entwickelt. Einige Beispiele für anspruchsvolle
Applikationen sind die Spektroskopie (mol-Serie), die Laser-Scan-Mikroskopie, die
mehrkanalige optische Leistungsüberwachung, Faser-Bragg-Sensoren, das Prüfen von
faseroptischen Leitungen und die umwelttechnische Spurenanalyse. Sie zeichnen sich
folgende Merkmale aus:
n kompaktes Design,
n zuverlässig in den verschiedensten Anwendungen,
n kürzeste Schaltzeiten (ms),
n höchste Langzeitstabilität,
n Schaltzyklen > 108,
n Wellenlängenbereich 350 – 2 100 nm,
n Faserdurchmesser 3,5 – 800 μm
Einen kostenlosen Gesamtkatalog erhalten Sie unter http://www.leoni-fiber-optics.
7-fach Singlemode-Schalter für den sichtbaren
Spektralbereich
Verwendung auch im
sichtbaren Spektralbereich
Neben dem Infrarotbereich werden op­
tische Fasern zunehmend auch im sicht­
baren Spektralbereich genutzt. In Verbin­
dung mit kohärenten Laser-Lichtquellen
werden in der Regel Singlemodefasern ein­
gesetzt, deren Kern (lichtführender Bereich)
dann nur 3–4 µm dick ist. Für derartige Fa­
sern bietet Leoni als eine von wenigen Fir­
men weltweit Faserschalter an, die für den
gesamten sichtbaren Spektralbereich ein­
setzbar sind.
Ein Beispiel ist der 7-kanalige Schalter für
den VIS-Bereich, mit den vier verschie­
denen Laserquellen im Bereich 400–650 nm
zum Messort (z. B. Laser-Scanningmikros­
kop bzw. Konfokalmikroskop). Das Um­
schalten kann wahlweise manuell oder
rechnergesteuert erfolgen. Mit Hilfe dieses
Schalters wird eine automatisierte Proben­
vermessung ohne langwieriges Faserhand­
ling ermöglicht.
leoni
7438240
WWW
www.vfv1.de/#7438240
MSR Magazin 3/2010