Band 75, Heft 12

Zusammenfassung Die optische Erzeugung von Dauerstrich-Terahertz Strahlung (engl. continuous-wave terahertz, CW THz ) hat sich in den letzten Jahren zu einer zuverlässigen Technik entwickelt. Geringe Kosten und hohe Auflösung sind die Vorteile gegenüber gepulsten Systemen. Wir stellen ein CW-THz-System vor, das auf Lasern mit verteilter Rückkopplung (engl. distributed feedback, DFB ) basiert und über eine externe Wellenlängenstabilisierung verfügt. Dadurch kann die THz-Frequenz im MHz-Bereich kontrolliert und die Systemimplementierung vereinfacht werden.

Zusammenfassung Es wird ein Doppler-Global-Velozimeter mit sinusförmiger Laserfrequenzmodulation (FM-DGV) vorgestellt, mit welchem Geschwindigkeitsfelder in Strömungen berührungslos gemessen werden können. Eingesetzt wird dabei ein Diodenlaser (852,36 nm), eine Cäsium-Absorptionszelle und ein fasergekoppeltes Lawinenphotodiodenarray. Die minimal erreichbare Messunsicherheit wird anhand einer Berechnung der Cramér-Rao-Schranke abgeschätzt und mit der der konventionellen DGV-Messtechnik verglichen. Die betrachteten Rauschquellen sind das Quantenschrotrauschen sowie das thermische und Dunkelstromrauschen der Photodetektoren. Die Berechnungen zeigen in Übereinstimmung mit Messungen, dass minimal 0,03 m/s bei einer Streulichtleistung von 3nW, einer Zeitauflösung von 16 ms und bei einem minimalen NEP-Wert des Detektors von 35 fW/√Hz erreicht werden können. Zwar wird für die betrachteten Störquellen die resultierende Unsicherheit bei konventionellen DGV-Systemen als ähnlich hoch abgeschätzt, jedoch entfallen beim FM-DGV die u. U. hohen Bildausrichtungs- und Strahlteilungsfehler, da keine Referenzkamera benötigt wird. Es ergeben sich somit vielversprechende Perspektiven in der Anwendung z.B. bei der präzisen Vermessung von 2D3K-Strömungsgeschwindigkeiten in Turbomaschinen und, aufgrund der möglichen hohen Zeitauflösung von bis zu 10 μs, bei der simultanen ortsaufgelösten Messung von Geschwindigkeitsspektren im Rahmen einer Turbulenzanalyse.

Zusammenfassung Für Rundheitsmessungen entsprechen taktile Messsysteme dem Stand der Technik. Jedoch verbietet sich in vielen Fällen die taktile Antastung von Materialien, welche leicht deformiert oder sogar beschädigt werden können. Messungen in kleinen Kavitäten wie Sub-Millimeter-Bohrungen sind wegen der Größe von taktilen Tastern gänzlich unmöglich. In diesem Beitrag wird ein System für die Rundheitsmessung beschrieben, dessen faseroptische Sonde bis zu einem Durchmesser von 800 μm und kleiner miniaturisiert werden kann. Das Messprinzip basiert auf der kurzkohärenten Interferometrie und erlaubt die schnelle, berührungsfreie und hochpräzise Messung der Rundheit und Zylindrizität von Bohrlöchern.

Zusammenfassung Vergleichende Untersuchungen zwischen optischen Faser-Bragg-Gitter(FBG)-Dehnungssensoren und elektrischen Dehnungsmessstreifen (DMS) wurden bei Raumtemperatur im Zug- und Biegeversuch an 14 FBG-Sensoren durchgeführt. Bei insgesamt 53 quasistatischen Lastversuchen zeigten die FBG-Dehnungssensoren eine Reproduzierbarkeit ihrer Dehnungsempfindlichkeit von besser als 0,5%. Die FBG-Dehnungssensoren zeigten eine mittlere Dehnungsempfindlichkeit von k = 0,792 ± 0,016, bezogen auf die als Referenz-Dehnungssensoren eingesetzten elektrischen Dehnungsmesstreifen.

Zusammenfassung Zur Charakterisierung der chemischen Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen wird oftmals der mittlere Infrarotbereich verwendet. Um einen vollständig integrierten IR-Absorptionssensor herzustellen, werden thermische IR-Strahler und IR-Detektoren eingesetzt. Des Weiteren werden Gitterkoppler verwendet, um die IR-Strahlung in den als Absorptionselement verwendeten Wellenleiter einzukoppeln. Da die Kopplungseffizienz der eingesetzten Gitterkoppler entscheidenden Einfluss auf die Sensitivität des Gesamtsystems hat, werden in dieser Arbeit die Kopplungseigenschaften der eingesetzten Koppler in Bezug auf thermische Strahlung untersucht.

Zusammenfassung Die Messung von gestreutem Licht in klaren Flüssigkeiten dient für den Nachweis von Abrieb und die Qualitätskontrolle. Die Entwicklung eines optischen Modells zeigt die Vorteile eines mikrooptischen Elementes. Es wird eine planare Strahler-Empfänger-Baugruppe mit integriertem vertikal emittierenden Laser (VCSEL) in Kombination mit einem Streumedium ( MIE -Berechnungen) und einem strukturierten Absorber-/Reflektor-Element beschrieben. Die Geometrie des Reflektors wurde optimiert. So können Reflexionen kontrolliert werden. Durch den Einsatz der Mikrooptik kann die Effizienz des Sensors gesteigert werden. Der Beitrag beinhaltet die technische Beschreibung und Charakterisierung einer bisher realisierten Strahler-Empfänger-Baugruppe.

Zusammenfassung In diesem Beitrag werden medizinische Textilien mit integrierten polymeroptischen Fasern (POF) zur Messung der Atembewegung vorgestellt. Die Sensorentwicklung dient primär der Überwachung von anästhesierten oder bewusstlosen Patienten bei der Magnetresonanztomographie. Es werden zwei unterschiedliche Sensoren präsentiert. Der eine Sensor basiert auf der optischen Zeit-Bereichs-Reflektometrie und ermöglicht eine ortsaufgelöste Messung der Atembewegung, der andere verwendet eine mikrostrukturierte POF, in die ein langperiodisches Gitter eingeschrieben ist.