Fiberoptische Kopplung

Definition

Optische Kopplung

Mechanische Verbindung von zwei optischen Komponenten, die die Übertragung eines reellen Bildes von einer optischen Komponente in die andere nicht oder nur wenig oder in bekannter Weise stört oder sogar erst ermöglicht.

Beispiele:

1. Optische Kopplung von ortsauflösenden Sensoren (CCD)

Ein lichtempfindlicher, ortsauflösender Sensor (z.B. ein CCD‑ oder CMOS-Sensor in einer digitalen Kamera) wird mit einer planparallelen, faseroptischen Platte fast in Berührung gebracht. Diese sogenannte Faseroptik (oder Fiberoptik) besteht aus extrem vielen kollinearen Lichtleitern. Diese übertragen eingangsseitig auftreffendes Licht (oder ein Bild) auf die lichtempfindlichen Pixel des Sensors. Als Nebeneffekt wird der Sensor durch die Faserplatte geschützt (z.B. vor Wärme‑, Röntgen‑ und Kathodenstrahlung oder radioaktiver Strahlung).
Optional kann durch zusätzliche Szintillatoren, die auf die eingangseitige Oberfläche der Fiberoptik aufgebracht werden (Phosphorbeschichtung, Szintillatorkristallen, etc), ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlung oder Elektronenstrahlung in detektierbares, sichtbares Licht umgewandelt werden. Daraus folgen Anwendungen wie die Fluoreszenz-Mikroskopie, die Röntgen-Tomographie (CT-Scanner) oder die Elektronenmikroskopie.

Vorteile dieser Technik:
Die Verwendung von kommerziellen Sensoren gestattet es, die weitentwickelte, digitale Kameratechnik auch außerhalb von Videoanwendunngen zu nutzen. Je nach Anwendung können so aufwendige Detektoren mit direkten Nachweisverfahren für UV‑, Röntgen‑ oder Elektronenstrahlen ökonomisch sinnvoll ersetzt werden. Darüberhinaus können lichtschwache Anwendungen oft von der hohen Lichteffizienz der Fiberoptik im Vergleich zur klassischen Linsenoptik profitieren.

Weiterführenden Artikel lesen: Optische Kopplungen von CCD Sensoren (englisch).

Datenblatt herunterladen: Datasheet Optical Couplings (pdf-downlowd, 256k, englisch).

2. Optische Kopplung von nicht-ortsauflösenden Detektoren

Auch Optometer (z.B. PIN-Dioden) lassen sich mit Fiberoptischen Elementen, wie Faserplatten oder, noch interessanter, mit einer „getaperten“ Fiberoptik („fiberoptical taper“) versehen. Dieser Aufbau ermöglicht Nahfeldmessungen in verschiedenen, sehr speziellen Anwendungsbereichen. Auf Anfrage können auch zusätzliche Wandlerschichten angeboten werden.

3. Vakuumkompatible CCD-Kopplungen

Besondere kundenspezifische Ausführungen.