Details

Autor(en) / Beteiligte

• Trützschler, A.
• Bartlitz, C.
• Kohl, M.
• Voigtländer, C.
• Lindner, E.
• Bergner, K.
• Flämmich, M.
• Bergner, U.

Titel

Optische Schnittstellen: Der Blick ins Vakuum

Ist Teil von

• Vakuum in Forschung und Praxis : Zeitschrift für Vakuumtechnologie, Oberflèachen und Dünne Schichten, 2019-05, Vol.31 (3), p.37-41

Erscheinungsjahr

2019

Quelle

Wiley Online Library Journals Frontfile Complete

Beschreibungen/Notizen

• Summary Optical interfaces: Viewing into the vacuum The requirements concerning in‐vacuum process diagnostics are more and more challenging. On the one hand, the setup itself has to be decoupled from the process to avoid any external impact on the process. On the other hand, the process parameters have to be in‐situ characterized and controlled by an in‐vacuum monitoring system. In the vicinity of these two contradictive requirements optical fiber applications gain more and more impact, since optical fibers cover several advantages: high transmission signal, inherent immunity against external electromagnetic forces, high durability and high mechanical as well as optical flexibility. The focus of the contribution is a new in‐vacuum optical temperature sensor combined with high‐temperature fiber optical feedthroughs. The sensor based on fiber Bragg gratings (FBG) in the optical fiber, which are extremely sensitive to temperature variations. In a first case study, the application of FBG with the feedthrough as an in‐vacuum optical temperature sensor is demonstrated. Thus an optical fiber containing a bunch of several FBG becomes a compact, robust, and flexible in‐vacuum network of local temperature sensors. Each individual sensor captures temperature variations over a signal path that is several km long with a remarkable accuracy up to 0.1 K and with speed of light. Zusammenfassung Die Anforderungen an die im Vakuum zur Prozessdiagnose eingesetzten Methoden werden immer herausfordernder. Einerseits muss das Vakuumsystem vollständig vom eigentlichen Prozess entkoppelt sein, um externe Einflüsse auf den Prozess zu vermeiden. Andererseits müssen die Prozessparameter in‐situ durch ein Messsystem im Vakuum charakterisiert und kontrolliert werden. Im Spannungsfeld dieser sich widersprechenden Anforderungen gewinnen optische Faseranwendungen immer mehr an Bedeutung, da optische Fasern eine Vielzahl von Vorteilen bieten: hohe Transmission, inhärente Widerstandsfähigkeit gegen externe elektromagnetische Kräfte, lange Lebensdauer und hohe mechanische sowie optische Flexibilität. Im Vordergrund dieses Beitrags steht ein neuartiger optischer Sensor für die Temperaturmessung im Vakuum, kombiniert mit einer Hochtemperatur‐Faserdurchführung. Der Sensor basiert auf Faser‐Bragg‐Gittern (FBG), welche sich in der Faser befinden und sehr sensitiv auf Temperaturänderungen reagieren. In ersten Untersuchungen wurde die Anwendung der FBG gemeinsam mit dieser Faserdurchführung als optischer Temperatursensor im Vakuum demonstriert. Damit ist eine optische Faser mit einer Vielzahl an FBG als kompaktes, robustes und flexibles Netzwerk lokaler Temperatursensoren im Vakuum nutzbar. Optische Signale zur Messung von Temperaturänderungen können über eine Entfernung von mehreren Kilometern mit einer bemerkenswerten Messunsicherheit von bis zu 0,1 K und mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden.