用于光学应用的装置具有光波导体(10)，在该光波导体上可连接有光源(11)。光波导体(10)构造成使得从可连接的光源(11)发出的光沿着光传播轴(12)传播。光波导体(10)中的波长敏感的光栅结构(13)具有探测器(20)，其布置成使得其接收光源(11)的由波长敏感的光栅结构(13)散射的光的部分量。光波导体(10)中的光栅结构(13)由周期性布置的椭圆体的结构元件(14)构成。椭圆体的结构元件(14)具有与光波导体(10)的包围结构元件的材料不同的折射率。椭圆体的结构元件(14)具有长轴和短轴，其基本上垂直于光传播轴(12)。根据波长，由光栅结构(13)散射的光的部分量从光波导体(10)耦合输出。该光落到探测器(20)上。在至少一个所述探测器(20)与光波导体(10)之间布置有吸收性的或部分反射性的滤光器(30)。所述探测器(20)具有用于光的入射到相应探测器(20)上的部分量的强度的测量元件。设置有评估元件，该评估元件从多个探测器(20)的强度比例确定波长。探测器(20)布置成，使得它们彼此相对地布置在光栅结构(13)中的椭圆体的结构元件(14)的长轴的不同侧上或布置在光栅结构(13)的椭圆体的结构元件(14)的长轴的仅一侧上，其中，所述探测器分别定位成使得它们检测所观察的波长的不同地散射的衍射级。衍射级。衍射级。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学应用的装置
[0001]本专利技术涉及一种用于光学应用的装置，其具有：光波导体，在该光波导体上可连接有光源，其中，光波导体构造成使得从可连接的光源发出的光沿着光传播轴传播；在光波导体中的波长敏感的光栅结构；以及探测器，所述探测器布置成使得它们接收光源的由波长敏感的光栅结构散射的光的部分量。
技术介绍
[0002]用于光学应用的具有光波导体的装置以不同的方式已知。光源馈入的光在光波导体中被引导并且在其中沿传播方向传播。
[0003]在DE4209672C1中已经描述了一种用于确定光学辐射的波长的装置，该装置利用具有波长选择性的光栅结构的光波导体工作。辐射在光栅结构上耦合输出并且落到所配设的探测器上，这些探测器是光谱仪的部分。US5,982,962A也示出类似的结构。
[0004]由US6,885,792B2已知一种用于监控光纤中的光波长的系统。在此，在光栅结构上耦合输出的光落到探测器上。
[0005]在US2007/0110367A1中描述了另一种用于监控具有光栅结构的光波导体中的光波长的系统。
[0006]越来越受到关注的是如下应用，在所述应用中涉及到更仔细地观察光源的光，所述光具有所关注的特定波长，但是已经受到特定影响。在这种情况下，例如应更仔细地观察强度最小值或强度最大值并且关注相应的光在该波长的范围内的光谱特性。
[0007]例如由DE102017119810B4已知一种建议，其中这种光通过光入射开口被输送给光电芯片。在该芯片中倾斜于光传播轴布置有透射滤光器。该滤光器将入射光的部分量反射到第一探测器上，并且使另一部分量通过并且落到第二探测器上。然后，可以将这两个探测器的测量值彼此关联并且得出结论。
[0008]利用在那里所描述的结构，迄今在这种装置中通常可以不需要使用单独的分束器，因为滤光器同时承担该将射束分为两个部分的任务。尽管这种方案具有优点，但还是要用相当明显的射束分配和相对较大的结构元件来工作，并且提出如下问题，即替代的解决方案是否同样可以具有优势。
[0009]在光学应用中用于评估光波长的其它建议易受热干扰的影响并且提供依赖于环境条件的波动结果。一些普遍的问题也包括评估速度、通常复杂的光学结构和过大的结构元件。
[0010]为了其它应用目的，已知用于光学应用的具有光波导体的装置，所述光波导体利用所谓的光纤布拉格光栅工作，如其例如由WO1998/44366A1基本上已知并且也在WO2018/153868A1中描述的那样。在那里也描述了一种用于在光波导中的具有多个椭圆体的单个结构的光栅结构的特殊形状。
技术实现思路
[0011]与此相对地，本专利技术的任务是，提出一种同类型的用于光学应用的具有光波导体的装置，该装置具有尽可能简单的结构，该结构不易受热干扰影响并且能够实现高频地评估波长。
[0012]所述任务借助本专利技术在这种类型的装置中通过以下方式来解决，即，在光波导体中的光栅结构由周期性布置的椭圆体的结构元件构成，其中，所述椭圆体的结构元件具有与光波导体的包围所述结构元件的材料不同的折射率，其中，所述椭圆体的结构元件具有长轴和短轴，所述长轴和短轴基本上垂直于光传播轴，使得根据波长由光栅结构散射的光的部分量从光波导体耦合输出并且落到探测器上，在所述探测器中的至少一个探测器与光波导体之间布置有吸收性的或部分反射性的滤光器，所述探测器具有用于光的入射到相应探测器上的部分量的强度的测量元件，设置有评估元件，该评估元件从多个探测器的强度比例确定波长，并且所述探测器布置成，使得所述探测器彼此相对地布置在光栅结构中的椭圆体的结构元件的长轴的不同侧上，或布置在光栅结构的椭圆体的结构元件的长轴的仅一侧上，其中，所述探测器分别定位成，使得所述探测器检测所观察的波长的不同的散射的衍射级，或设置有两组探测器，其中一组由至少两个探测器组成，该组的所述至少两个探测器彼此相对地布置在光栅结构中的椭圆体的结构元件的长轴的不同侧上，并且另一组探测器由至少两个探测器组成，该另一组的所述至少两个探测器布置在光栅结构的椭圆体的结构元件的长轴的仅一侧上，其中，所述探测器分别定位成，使得所述探测器检测所观察的波长的不同的散射的衍射级。
[0013]利用本专利技术完全脱离于DE102017119810B4中的构想。代替在壳体内部构造和布置大尺寸的透射滤光器和探测器并且将所要检查的光整体上经由借助透射滤光器和部分透射的射束分配引导至探测器，取而代之的是：追求完全新的途径，并且借助光栅结构将光源的所要检查的光从光波导体中散射出来，并且将通过特定的光栅结构产生的散射图案用于力求将光的部分量朝探测器的方向引导。
[0014]以这种方式能够快速、稳固且可重复地确定光波导体中的光波长的变化。整个结构非常小并且不需要复杂的光学结构，而是仅需要对光波导体本身的修改以及一些在光波导体旁或在光波导体上作为附加的层施加的元件。这也意味着总体结构不太容易受到热干扰的影响，因为非常短的路径和间距导致在装置中的各位置之间实际上没有热差异。
[0015]在此利用特定的技术效果。强烈聚焦的飞秒激光辐射可以在光波导体(例如玻璃纤维、各种聚合物亦或由平面材料构成的平面层)中产生微观结构，所述微光结构散射在内部被引导的光。在这种飞秒激光辐射中激光焦点的典型几乎椭圆形的形状导致在以这种方式产生的椭圆体结构的长轴方向上明显优选的散射。
[0016]如果现在整体结构的多个这样的结构还具有周期性，则各个经散射的部分相互干涉。在光波导体中传播的特定波长的光然后通过所述多个椭圆体的结构几乎仅以特定的立体角散射。该立体角对应于不同级的布拉格条件的结构干涉。
[0017]根据由各个元件组装而成的光栅的周期性结构，可以针对特定的波长改变所产生的耦合输出的辐射的方向。在恰好为半个波长的周期中，光仅直接在光波导体的纤维内被反射，即以恰好180
°
衍射。这种特殊情况对应于常见的光纤布拉格光栅。具有恰好等于波长的间距的光栅结构附加地恰好产生垂直于光波导体的纤维出射的射束。如果观察周期性间
距为所传播的光的波长的1.5倍的光栅结构，则产生第二射束。如果现在观察光栅结构的单个元件的双倍间距，则产生第三射束，如此等等。
[0018]此外，通过相对简单地修改周期，射束本身可以被聚焦或散焦。在WO2018/153868A1中给出这种光栅结构的详细观察和修改，尽管出于其它目的。
[0019]所有提到的射束亦及用于光的所传播的部分量的两个优选的耦合输出方向通过同一光栅结构产生。这意味着，所述方向彼此限定地相互关联并且尤其是在所有射束上的部分量的强度彼此之间的比例也是恒定的。
[0020]现在根据本专利技术设置两个探测器，耦合输出的光应入射到这两个探测器上。在两个可彼此替代地应用的布置结构中，此时出现根据本专利技术的效果。
[0021]在第一种情况下需要两个不同的射束。在另一种情况下，使用光栅结构的一个特定散射级的两个优选的耦合输出方向。在两种情况下，探测器的测量与温度影响、波导体中的损耗本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于光学应用的装置，该装置具有：光波导体(10)，在所述光波导体上可连接有光源(11)，其中，所述光波导体(10)构造成，使得从可连接的光源(11)发出的光沿着光传播轴(12)传播；在所述光波导体(10)中的波长敏感的光栅结构(13)；探测器(20)，所述探测器布置成，使得所述探测器接收光源(11)的由波长敏感的光栅结构(13)散射的光的部分量，其特征在于，在所述光波导体(10)中的光栅结构(13)由周期性布置的椭圆体的结构元件(14)构成，所述椭圆体的结构元件(14)具有与光波导体(10)的包围所述结构元件的材料不同的折射率，所述椭圆体的结构元件(14)具有长轴和短轴，所述长轴和短轴基本上垂直于光传播轴(12)，使得根据波长由光栅结构(13)散射的光的部分量从光波导体(10)耦合输出并且落到所述探测器(20)上，在所述探测器(20)中的至少一个探测器与所述光波导体(10)之间布置有吸收性的或部分反射性的滤光器(30)，所述探测器(20)具有用于光的入射到相应的探测器(20)上的部分量的强度的测量元件，设置有评估元件，所述评估元件从多个探测器(20)的强度比例确定波长，并且所述探测器(20)布置成，使得所述探测器a)彼此相对地布置在光栅结构(13)中的椭圆体的结构元件(14)的长轴的不同侧上，或b)布置在光栅结构(13)的椭圆体的结构元件(14)的长轴的仅一侧上，其中，所述探测器分别定位成，使得它们检测所观察的波长的不同的散射的衍射级，或c)设置有两组探测器(20)，其中一组由至少两个探测器(20)组成，该组的所述至少两个探测器彼此相对地布置在光栅结构(13)中的椭圆体的结构元件(14)的长轴的不同侧上，并且另一组探测器(20)由至少两个探测器(20)组成，该另一组的所...
【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：菲森斯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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