Motivation
Spleißen als Fügeverfahren wird für den Aufbau von Faserlasern und für den Transport hoher optischer Leistungen im kW-Bereich über optische Fasern verwendet.
Sollen Fügepartner mit unterschiedlichen Querschnitten und spezifischen Wellenleiterstrukturen (z. B. Photonischen Kristallfasern) sowie verschiedenen Dotierungen verlustarm und trotzdem mechanisch stabil verbunden werden, lässt sich das mit dem CO2-Laserspleißen in herausragender Qualität umsetzen.
Verfahren
Im Gegensatz zu den kommerziell erhältlichen Spleißgeräten kommt am Fraunhofer IOF eine Anlage zum Einsatz, die einen CO2-Laser als Heizquelle einsetzt. Der Grund dafür ist die Tatsache, dass Glas diese Laserwellenlänge sehr gut absorbiert.
Durch eine spezielle Strahlformung wird eine präzise Lasereinwirkzone erzeugt, die durch einen computergesteuerten Prozess eine herausragende Spleißqualität und Reproduzierbarkeit liefert.
Der große Arbeitsabstand bietet die Möglichkeit unterschiedliche Hochleistungskomponenten aus dotiertem oder reinem Kieselglas herzustellen. Eine Verunreinigung durch Prozessgase oder Ablagerungen von Elektroden oder Heizdrähten ist ausgeschlossen.
Durch die Stabilität und Flexibilität des Spleißprozesses ist ein schneller Wechsel zwischen unterschiedlichen Fügepartnern möglich, wenn im Vorfeld die Parameter einmalig festgelegt wurden.
Anwendung
Das CO2- Laserspleißen ist hervorragend für die Herstellung von Hochleistungskomponenten wie das Fügen beliebiger optischer Fasern (SM, MM, PCF, …) an Endkappen aus Kieselglas mit unterschiedlichen Durchmessern geeignet. Die Endkappe reduziert dabei nicht nur die Laser-Leistungsdichte an der Glas-Luft-Grenzfläche, sondern dient auch als Faserhalter und kann zusätzlich funktionalisiert werden (Antireflex-Beschichtung, Keilwinkel, sphärische/asphärische Fläche).