Hohlkern-Mikrostrukturierte Fasern : Herstellung und sensorische Anwendungen

Hohlkern-Mikrostrukturierte Optische Fasern (HMOFs) eignen sich zum Aufbau multifunktioneller optischer Sensoren für die Chemo-, Bio-, Druck- und Temperatursensorik. Analytgefüllte Hohlkernfasern erlauben eine direkte Absorptionsmessung durch indexgeführte Lichtpropagation, wenn die effektive Brechzahl des Fasermantels (Air-Clad) unterhalb der des Kerns liegt. Für wässrige Analyten ist jedoch eine enorme Absenkung der effektiven Mantelbrechzahl gegenüber dem Fasermaterial Quarzglas notwendig. Nach Modellbetrachtungen sind an die Faserdesign-Parameter extreme Anforderungen zu stellen. Wir betrachten die Einflüsse der Stegbreiten von der Air-Clad-Struktur und vom Hohlkernring. Zur Herstellung der HMOFs wurde eine spezielle Ziehtechnologie entwickelt, die hier vorgestellt wird. Die HMOFs wurden zum Aufbau eines faseroptischen Gasdrucksensors genutzt. Durch einseitiges Verspleißen mit einer Standard-Singlemodefaser bildet der Hohlkern eine Fabry-Perot-Interferometerkavität, die rückseitig druckbeaufschlagt werden kann. Untersuchungen zur Drucksensitivität und Temperaturempfindlichkeit werden vorgestellt.