Die Entwicklung von POF-Seitenlichtfasern – das Projekt MOPF (3)

Im dritten (und letzten) Teil unserer Artikelserie zum MOPF-Projekt, in dessen Rahmen sich die HarzOptics GmbH an der Entwicklung polymeroptischer Seitenlichtfasern für die indirekte Beleuchtung beteiligen durfte, soll es – wie bereits vor einigen Wochen angekündigt – um eine Kurzvorstellung der beiden von uns für das Projekt entwickelten Aufbauten zur Abstrahlungs- und Dämpfungsmessung gehen.

Während wir mit der Abstrahlungsmessung ermitteln wollen, wie gleichmäßig das in die Seitenlichtfaser eingestrahlte Licht aus dieser austritt (ob diese also optisch ansprechend leuchtet), geht es bei der Dämpfungsmessung um die Frage, wie stark das Lichtsignal über eine gewisse Streckenlänge abbaut, d.h. über welche Faserlängen man (ohne einen zusätzlichen Verstärker) bei vernünftiger Lichtstärke indirekt beleuchten kann. Dabei sehen wir uns insbesondere den Signalverlust verschiedener (Farb-)Wellenlängen an um zu erfahren, mit welcher Lichtfarbe man in unseren Seitenlichtfasern „am weitesten kommt“. All diese Messergebnisse finden letztendlich Eingang in die technischen Spezifikationen der Faser und sind für potentielle Anwender von großer Bedeutung, da sich aus ihnen entnehmen lässt, wie gleichmäßig die Fasern leuchten und mit welchen Leuchtmitteln man welche Streckenlängen ausleuchten kann.

Das Innenleben des im Rahmen des MOPF-Projekts entwickelten Abstrahlungsmessplatzes.

Beginnen wir mit der Abstrahlungsmessung und der im Bild dargestellten, von innen geschwärzte Kiste, welche primär der Abschottung des eigentlichen Messaufbaus vor unerwünschter Lichteinwirkung dient. Eine Seitenlichtfaser (oder alternativ auch eine LED-Reihe) wird entlang der in der Kiste befindlichen Verschiebeschiene eingebracht und mit einer aktiven Lichtquelle verbunden – in diesem Fall mit einem der durch die DieMount GmbH entwickelten LED-Module. Anschließend wird der Detektor des Luxmeters entlang der Schiene in vordefinierten Abständen verschoben, die Messung der Beleuchtungsstärke erfolgt nach international gültigen Standards. Der Abstand zwischen Faser und Detektor liegt standardmäßig bei 20 cm, kann jedoch für spezielle Messungen auch verschoben werden. Der hier dargestellte Aufbau wurde im Rahmen des MOPF-Projekts manuell gefertigt und kann auch für mobile Messungen im Rahmen der Produkationsüberwachung (also insbesondere für Kontrollmessungen direkt in der Fertigungshalle) eingesetzt werden.

Der Aufbau des für MOPF entwickelten mobilen Dämpfungsmessplatzes.

Bei der Dämpfungsmessung kommt dagegen die Rückschneidemethode zum Einsatz. Nachdem die verwendete Lichtquelle aktiviert wurde und sich ca. 30 Minuten lang thermisch einschwingen konnte, wird eine Seitenlichtfaser mit vorgegebener Länge (2 m) gerade und locker auf der Oberfläche fixiert und mit der aktiven Lichtquelle verbunden. Mit einem Anritsu Optical Powermeter ML910B werden dann nacheinander drei Leistungsmessungen durchgeführt, wobei die Werte gemittelt werden, anschließend erfolgt eine Kürzung der Faser. Der dreifache Messvorgang wird bei 1,25 m, 1 m, 0,75 m, 0,5 m und 0,25 m wiederholt. Die gemessenen Werte dienen der Berechnung des längenabhängigen Dämpfungsverhaltens der untersuchten Faser. Alternativ zur „offenen“ Messung im abgedunkelten Raum kann hierbei auch die geschwärzte Kiste des Abstrahlungsmessplatzes für mobile Messungen verwendet werden.

Beide Messaufbauten haben mit dem Ende des MOPF-Projekts übrigens ihren angestammten Platz in unserem Messtechnik-Labor im IGZ Wernigerode gefunden, wo sie für externe Messaufträge zur Verfügung stehen. Und während wir den Rückschneidemessplatz nach Projektende leider nur noch wenige Male nutzen konnten, kam der Abstrahlungsmessplatz schon bei einer ganzen Reihe lichttechnischer Qualitätsprüfungen (primär für LED-Leuchtreihen) zum Einsatz.

Die Ergebnisse der Dämpfungsmessung zeigen die erheblichen Unterschiede zwischen einzelnen (Farb-)Wellenlängen.

Damit endet die dreiteilige Kurzvorstellung der wesentlichen Ergebnisse des MOPF-Projekts hier in unserem Institutsblog. Ich hoffe, dem einen oder anderen Photonikinteressierten spannende Einblicke geboten zu haben und verspreche schon jetzt, dass die nächsten Beiträge (u.a. zum Dauerthema Lichtverschmutzung sowie zu unserem OPTOTEACH-Lehrsystem) weniger technisch ausfallen werden.