Faserendlinsen

Die Kollimierung und Strahlformung am Faserausgang von optischen Lichtleitsystemen ist bei einer Vielzahl von Anwendungen in der Nachrichtentechnik und in der Medizintechnik von großer Bedeutung. Die Steigerung der Kopplungseffizienz zwischen Lichtquellen, Fasern und Detektoren, die Anpassung der Abstrahlcharakteristik endoskopischer Instrumente und die Verbesserung der Eigenschaften faseroptischer Sensoren werden durch die Anwendung von Mikrooptiken erzielt. Der Einsatz externer optischer Komponenten auf der Faserendfläche oder direkt vor dem Faserausgang erfordert einen hohen Justageaufwand verbunden mit niedriger Montagetoleranz. Eine viel versprechende Möglichkeit zur Vermeidung dieser Probleme ist die Herstellung von Mikrolinsen direkt auf der Faserendfläche. Die Verringerung der Anzahl optischer Grenzflächen führt zu einer Reduzierung der optischen Verluste und zur Vereinfachung der Justage des Systems. Haftungsprobleme aufgrund thermischer und mechanischer Belastung entfallen.

Saphir-Faserendlinse	Quarzglas-Faserendlinse

Die direkte Formung der Faserendfläche kann beispielsweise in einem Maskenprojektionsverfahren senkrecht zur Faserachse mittels F2 -Laserstrahlung durchgeführt werden. Die Form und Größe der Linse wird durch eine geeignete Wahl der Maske vorgegeben und ist somit in einem weiten Bereich einstellbar. Eine weitere Methode ist die direkte stirnseitige Laserablation auf der Endfläche der Faser. Der Laserstrahl wird in Kreisbahnen über die Oberfläche geführt. Der Strahlquerschnitt und die Verfahrgeschwindigkeit des Strahls relativ zur Faser bestimmen die Linsenparameter. Diese Methode ermöglicht prinzipiell die Realisierung beliebiger Linsenformen.

Weiterführende Information:

Flyer „Micro-lens machining on optical fibers”

T. Fricke-Begemann, J. Li, J. Dou, J. Ihlemann, P.R. Herman, G. Marowsky
Laser machining of micro-lenses on the end face of optical fibers
Proc. LIM 2005, p. 733

J. Zinn, M. Schütte, J. Meinertz, J. Ihlemann
F₂-laser fabrication of fiber-integrated optical elements
Journal of Laser Micro/Nanoengineering 5, 6 (2010)