Faseraustrittselement

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Faseraustrittselement gemäß dem Patentanspruch 1.

Auf vielen verschiedenen technischen Gebieten werden heutzutage Glasfasern verwendet. Zu den technischen und insbesondere hochtechnischen Anwendungen gehört die Verwendung von Glasfasern zur Lichtübertragung. So werden Glasfasern zur Datenübertragung mittels Licht verwendet; in diesem Fall können die Glasfasern auch als Lichtwellenleiter bzw. als passive Glasfasern bezeichnet werden. Auch werden Glasfasern in der Medizin zum Beispiel zur Beleuchtung sowie zur Erzeugung von Abbildungen zum Beispiel in Mikroskopen, in Inspektionskameras sowie in Endoskopen verwendet. Ferner werden Glasfasern bei Sensoren eingesetzt, welche dann als faseroptische Sensoren bezeichnet werden können.

Ein weiteres Anwendungsgebiet für Glasfasern stellt die Lasertechnik dar. Hier kann die Laserstrahlung als Signallichtstrahlung mittels einer passiven Glasfaser von einer Laserstrahlungsquelle als Signallichtquelle bzw. als Signallichtstrahlungsquelle zu einer Bearbeitungsstelle geleitet werden, um dort zum Beispiel in der Materialbearbeitung oder in der Medizin zum Beispiel ein Schneiden oder ein Schweißen durchzuführen. Auch kann der Laserstrahl als Laserstrahlung auf diese Art und Weise zum Beispiel in der Messtechnik, in der Mikroskopie oder in der Spektroskopie zum Beispiel einer Probe zugeführt werden. Der Einsatz von passiven Glasfasern zur Leitung eines Laserstrahls kann zum Beispiel bei Anwendungen im Maschinenbau, in der Telekommunikation, in der Medizintechnik sowie in der Sensortechnik erfolgen.

Auch können Glasfasern zur Erzeugung bzw. zur Verstärkung von Laserlicht verwendet und als aktive Glasfasern bezeichnet werden. Faserlaser zur Erzeugung von Laserlicht bzw. Faserverstärker zur Verstärkung von Laserlicht weisen hierzu abschnittsweise einen dotierten Faserkern (siehe unten) auf, welcher das aktive Medium des Faserlasers bzw. des Faserverstärkers, d.h. dessen aktive Glasfaser, bildet. Übliche Dotierungselemente des laseraktiven Faserkerns sind insbesondere Neodym, Ytterbium, Erbium, Thulium und Holmium. Faserlaser bzw. Faserverstärker werden unter anderem in der Industrie für Ultrakurzpulslasersysteme eingesetzt (zum Beispiel bei einer Wellenlänge von ca. 1 pm), in der Messtechnik (zum Beispiel bei LIDAR-Messungen - laser detection and ranging), in medizinischen Anwendungen (zum Beispiel bei einer Wellenlänge von ca. 2 pm) oder in Weltraumanwendungen (zum Beispiel bei einer Wellenlänge von ca. 1,5 pm).

Glasfasern, welche zur Verstärkung des Signallichts wie zum Beispiel der Laserstrahlung bei Faserverstärkern oder zur Erzeugung von Laserstrahlung bei Faserlasern verwendet werden, weisen üblicherweise einen Faserkern (Englisch: fiber core) auf, welcher aus reinem Glas wie zum Beispiel aus reinem Quarzglas besteht und im Fall von passiven Glasfasern häufig mit Germanium dotiert ist; bei aktiven Glasfasern wird üblicherweise eine Dotierung wie zuvor beschrieben verwendet. In bestimmten Fällen kann auch der Fasermantel dotiert sein; dies gilt für passive und für aktive Glasfasern. In Abhängigkeit von der Größe und der numerischen Apertur des Faserkerns kann man zwischen Single- Mode und Multi-Mode Glasfasern unterscheiden. Außerdem kann der Faserkern noch polarisationserhaltende Eigenschaften für das Licht aufweisen und daher als polarisationserhaltende Glasfasern (PM) bezeichnet werden. Auch kann es sich um photonische Kristallglasfasern sowie um Hollow-Core-Glasfasern handeln. Auch wenn sich das Haupanwendungsgebiet auf Glasfasern bezieht, können Polymerfasern oder Fasern aus anderen Materialien, zum Beispiel sogenannte Soft-Glass-Fibers für den mittleren IR Bereich, ebenfalls für derartige Anwendungen eingesetzt werden.

Der Faserkern wird üblicherweise radial von außen von wenigstens einem Fasermantel (Englisch: fiber cladding) umgeben, welcher üblicherweise in der Umfangsrichtung geschlossen ist und somit den Faserkern vollständig umgibt, von den beiden offenen Enden der Glasfaser abgesehen. Auch der Fasermantel besteht üblicherweise aus Quarzglas.

Üblicherweise werden sowohl passive Glasfasern als auch aktive Glasfasern von einer Faserbeschichtung (Englisch: fiber coating) aus zum Beispiel Polymer vergleichbar dem Fasermantel umgeben, welche dann der Glasfaser zugerechnet werden kann. Die Faserbeschichtung kann dem mechanischen Schutz des gläsernen Inneren der Glasfaser dienen sowie deren optische Eigenschaften beeinflussen. Üblicherweise dient bei Glasfasern, in denen das Licht ausschließlich im Faserkern geführt wird (Englisch: Single-Clad Glasfasern), die Faserbeschichtung primär dem mechanischen Schutz. Glasfasern, die Licht im Faserkern und im Fasermantel führen (Englisch: Double-Clad Glasfasern), sind üblicherweise mit einer Faserbeschichtung zur Erfüllung von mechanischen sowie von optischen Eigenschaften ausgeführt.

Zwei in der Praxis häufig vorkommende Querschnittsformen für den Fasermantel sind zylindrisch und oktogonal. Die oktogonale Form für den Fasermantel wird insbesondere bei aktiven Glasfasern eingesetzt.

Derartige Glasfasern können in großen Längen hergestellt werden und sind üblicherweise als

Rollenwaren erhältlich. Der Durchmesser des Fasermantels variiert üblicherweise zwischen ca. 80 pm und ca. 1 mm. Besonders bei den größeren Faserdurchmessern wird in der Praxis häufig schon von Faserstäben gesprochen (Englisch: rod-type fiber).

Für einen Faserverstärker sind typischerweise vier wesentliche passive Faserkomponenten notwendig: ein Signallichtstrahlungseingang als Schnittstelle für die Einspeisung bzw. für die Einkopplung der zu verstärkenden Signallichtstrahlung als Eingangsstrahlung von außerhalb des Faserverstärkers, ein Pumplichtkoppler, welcher die Pumplichtstrahlung nahezu verlustfrei von der Pumplichtquelle in den Mantel der aktiven Glasfaser transportiert, eine Pumplichtfalle, welche nicht absorbiertes Pumplicht aus der aktiven Glasfaser aufnimmt bzw. aus dem Mantel der Glasfaser entfernt, und ein Signallichtstrahlungsausgang, welcher die Ausgangsstrahlung formt und bzw. oder führt und hierdurch nach außerhalb des Faserverstärkers auskoppelt und zur Verfügung stellt. Der Signallichtstrahlungsausgang kann auch als Faseraustrittselement oder als Faseraustrittsoptik bezeichnet werden.

Bei einem Faserlaser werden üblicherweise ebenso ein Pumplichtkoppler, eine aktive Glasfaser, eine Pumplichtfalle und ein Signallichtstrahlungsausgang verwendet. Da hier keine Signallichtstrahlung von außerhalb zugeführt sondern die Laserstrahlung innerhalb des Faserresonators zwischen zwei Reflektoren bzw. Spiegelelementen erzeugt wird, entfällt der Signallichtstrahlungseingang.

Als Signallichtstrahlungsausgang bzw. als Faseraustrittselement kann in jedem Fall zum Beispiel ein optisches Fenster mit einer einseitigen Antireflexionsbeschichtung für die entsprechenden Wellenlängen oder eine Linse zur Kollimation der Ausgangsstrahlung dienen. Die Faseraustrittsoptik kann auch eine weitere Glasfaser sein, welche die Ausgangsstrahlung zu einem Bestimmungsort führt. Derartige Faseraustrittsoptiken werden dabei üblicherweise stoffschlüssig zum Beispiel durch Schweißen, auch Spleißen genannt, mit dem offenen Ende der Glasfaser verbunden. Hierdurch kann das Signallicht bzw. das Laserlicht direkt in die Faseraustrittsoptik zum Beispiel als optisches Fenster oder als Linse übergehen und von dort aus nach außerhalb zum Beispiel des Faserverstärkers bzw. Faserlasers austreten. Mittels des optischen Fensters bzw. mittels der Linse kann der Strahl des Signallichts bzw. des Laserlichts dabei aufgeweitet werden, d.h. seinen Querschnitt vergrößern und hierdurch seine Leistungsdichte reduzieren, was für bestimmte Anwendungen günstig bzw. erforderlich sein kann.

Es ist somit bekannt, eine einzelne Glasfaser stoffschlüssig mit einem einzelnen Faseraustrittselement zu verbinden, wie zuvor beschrieben. Für viele Anwendungen, zum Beispiel in der Materialbearbeitung oder in der Medizintechnik, ist es jedoch relevant, mehrere Laserstrahlen in einer möglichst räumlich kompakten und vor allem thermisch und mechanisch hochstabilen Anordnung am Einsatzort zu nutzen. Dies könnte zum Beispiel in der Freistrahloptik mit einer beliebigen Anordnung von Mikrolinsen realisiert werden, wodurch aber die erheblichen Vorteile der Glasfasertechnologie verloren gehen würden. Werden stattdessen mehrere Glasfasern mit einem einzelnen Faseraustrittselement miteinander kombiniert, so führt dies zu einem zusätzlichen Aufwand, um die Faseraustrittselemente zueinander anzuordnen und auszurichten, so dass die jeweiligen Signallichtstrahlungen wie gewünscht zueinander austreten und genutzt werden können. Dies stellt gleichzeitig eine erhebliche Fehlerquelle bei der Montage dar, welche zu einem schlechten oder sogar unbrauchbaren Endprodukt führen kann. Auch vergrößert dies den Bauraum des Endprodukts zumindest im Bereich der Faseraustrittselemente. Ferner lassen sich gewisse Mindestabstände der einzelnen Glasfasern zueinander nicht vermeiden, welche der Größe der jeweiligen Faseraustrittselemente geschuldet sind, welche parallel zueinander angeordnet werden und gemeinsam das eigentliche Faseraustrittselement bilden.

Die WO 2020/254661 Al beschreibt ein Faseraustrittselement mit einer Mehrzahl von Glasfasern mit jeweils wenigstens einem Kern, welcher jeweils ausgebildet ist, eine Signallichtstrahlung zu führen, und mit wenigstens einem optischen Element, welches mit jeweils einem offenen Ende der Kerne der Glasfasern verbunden und ausgebildet ist, die Signallichtstrahlung von den offenen Enden der Kerne der Glasfasern zu erhalten und als Austrittsstrahlungen über wenigstens eine Austrittsfläche nach außerhalb abzugeben. Die offenen Enden der Kerne der Glasfasern sind mit jeweils einer Eindringtiefe innerhalb des Materials des optischen Elements angeordnet, wobei wenigstens das Material der offenen Enden der Kerne der Glasfasern mit dem Material des optischen Elements verschmolzen ist.

Nachteilig ist bei Faseraustrittselementen allgemein bei lediglich einer Glasfaser als auch insbesondere bei dem Faseraustrittselement der WO 2020/254661 Al bei mehreren Glasfasern, dass es bei der Ausbreitung der Signallichtstrahlung innerhalb des optischen Elements zu Absorptionsverlusten der Signallichtstrahlung kommen kann, da das Material des optischen Elements üblicherweise nicht vollständig transparent ist und es somit zumindest in einem geringen Maß zur Absorption eines Teils der Signallichtstrahlung beim Durchqueren des optischen Elements kommt. Die Absorption führt zu einer Erwärmung des Materials des optischen Elements, welche grundsätzlich unerwünscht ist, da sich, insbesondere mit zunehmender bzw. hoher Erwärmung des optischen Elements, dessen optische Eigenschaften verändern können.

Weist das Faseraustrittselement bzw. dessen optisches Element mehrere Glasfasern auf, wie bei dem Faseraustrittselement der WO 2020/254661 Al, so erhöht sich üblicherweise das Maß der Erwärmung durch die Absorptionsverluste mehrerer Signallichtstrahlungen. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, falls pro Signallichtstrahl optische Leistungen von einigen hundert Watt bzw. einigen Kilowatt transportiert oder Wellenlängen eingesetzt werden, die prinzipiell im Material des optischen Elements vergleichsweise hohe Absorptionsverluste hervorrufen können.

Auch ist hierbei zu beachten, dass besonders dort die Erwärmung besonders stark ist, wo mehrere

Kerne der Glasfasern nahe beieinander am bzw. im optischen Element angeordnet sind und somit deren Signallichtstrahlungen nahe beieinander verlaufen. Hierdurch kann sich dort ein besonders stark erwärmter Bereich ausbilden, welcher üblicherweise deutlich vom Rand des optischen Elements entfernt liegt und somit seine Wärme nur langsam über die Seitenflächen des optischen Elements an die Umgebung abgibt.

In diesem Fall kann sich auch ein Gradient der Erwärmung von dem besonders stark erwärmten Bereich zu den Seitenflächen des optischen Elements bilden, welcher die Ausbreitung der Signallichtstrahlungen beeinflussen kann. Eine derartige inhomogene Wärmeverteilung im optischen Element kann auch durch verschiedene optische Leistungen der Signallichtstrahlung in den Glasfasern des optischen Elements bewirkt oder verstärkt werden. In jedem Fall kann eine hohe Erwärmung des optischen Elements durch die Absorptionsverluste der Signallichtstrahlung mehrerer Glasfasern zu einer Störung der Ausbreitung bzw. der Ausbreitungsrichtung der Signallichtstrahlungen führen. Dies kann somit auch bei Temperaturen, welche noch keine Beschädigung bzw. Zerstörung des Faseraustrittselements herbeiführen können, zu entsprechenden Störungen der Funktion des Faseraustrittselements führen.

Bezüglich der optischen Eigenschaften der Signallichtstrahlung kann z.B. auch eine inhomogene Erwärmung des optischen Elements, durch absorbierte Signallichtstrahlung hervorgerufen, zu einer zeitlichen und räumlichen Veränderung des Brechungsindex im Material des optischen Elements und somit zu einer Veränderung der Wellenfronten der Signallichtstrahlung führen, was sich in der Praxis für die Anwendung nachteilig auswirken kann. So kann sich z.B. eine thermische Linse ausbilden.

Zu beachten ist in jedem Fall, dass Materialien wie beispielsweise Glas bzw. Quarzglas, welche üblicherweise als Material des optischen Elements von Faseraustrittselementen verwendet werden, ein vergleichsweise schlechter Wärmeleiter sind und somit die Erwärmung aufgrund der Absorptionsverluste der Signallichtstrahlung üblicherweise dort, wo sie auftritt, d.h. im Bereich der Ausbreitung der Signallichtstrahlungen, auch verbleibt. Ein Wärmetransport durch das Material des optischen Elements des Faseraustrittselements hindurch tritt somit üblicherweise so langsam auf, dass eine höchst ungleichmäßige Verteilung der Erwärmung im Material des optischen Elements vorliegt.

Vielmehr kann sich ein Gradient von dem Ort der Entstehung der Erwärmung zu den Randbereichen des optischen Elements bilden, was zu den entsprechenden Nachteilen wie zuvor beschrieben führen kann.

Es ist dabei auch zu beachten, dass es Quarzglas für den optischen Einsatz in verschiedensten Qualitätsstufen z.B. hinsichtlich der Glas-Reinheit oder des OH-Anteils (Hydroxid-Anteils) gibt. Je nach Wellenlänge der Signallichtstrahlung und nach optischer Qualität des Quarzglases kann die Absorption im Material bis auf einige ppm (parts per million) bei Materialstärken von einigen Millimeter reduziert werden. Insbesondere bei hohen optischen Leistungen und mehreren Glasfasern pro optisches Element wie beispielsweise bei dem Faseraustrittselement der WO 2020/254661 Al können selbst geringe Absorptionen im Material des optischen Elements zu einer für die Anwendung störenden Erwärmung im optischen Element führen. Bei Einzelfasern ist die Erwärmung des optischen Elements typischerweise noch vernachlässigbar.

Unabhängig hiervon ist ferner zu beachten, dass ein Teil der Signallichtstrahlungen auch an der Austrittsfläche des optischen Elements, ggfs. an dessen optischen Beschichtung bzw. Anti- Reflektionsbeschichtung, in das optische Element zurückgeworfen werden kann. Somit kann auch diese zurückgeworfene bzw. reflektierte Signallichtstrahlung, welche als Störstrahlung bezeichnet werden kann, zu Absorptionsverlusten wie zuvor beschrieben führen und das Maß der hierdurch bewirkten Erwärmung erhöhen. Dies gilt ebenso für innerhalb des optischen Elements gestreute Signallichtstrahlung, welche als Streustrahlung bezeichnet und ebenfalls der Störstrahlung zugerechnet werden kann. Ferner kann an der Verbindungs- bzw. Spleißstelle des Kerns einer Glasfaser mit dem optischen Element Signallichtstrahlung abgelenkt bzw. aus dem Verlauf der Signallichtstrahlung ausgekoppelt werden und als Verluststrahlung der Spleißverbindung innerhalb des optischen Elements verbleiben, so dass auch diese Strahlung der Störstrahlung zugerechnet werden kann. Des Weiteren kann auch Strahlung von außerhalb in das optische Element als Störstrahlung eintreten.

Die US 5,619,602 A beschreibt ein optisches Faserkabel zur Übertragung von Laserlicht hoher Leistung, umfassend eine Faser mit einem Kern und eine diese umgebende Ummantelung, wobei mindestens eines der Anschlussenden des Kerns mit einem Stab von größerem Durchmesser als der Kern versehen ist. Die Faser ist an diesem Ende mit einem Reflektor versehen, der innerhalb des optischen Faserkabels an einer Stelle angeordnet ist, die längs der optischen Faser im Abstand von dem Stab liegt, und der so ausgebildet ist, dass er außerhalb der Faser sich fortpflanzende Strahlen zu einem Bereich leitet, wo sie ohne Schaden zu verursachen absorbiert werden können. Der Stab ist im Wesentlichen zylindrisch derart ausgebildet, dass nicht in die Faser eingekuppelte Strahlen zum Reflektor geleitet werden. Der absorbierende Reflektor ist so angeordnet, dass er die Strahlen außerhalb der Faser in einen Bereich leitet, der von einer wärmeableitenden Vorrichtung mit Kühlrippen umgeben ist.

Die US 6,167,177 A beschreibt ein optisches Faserkabel mit einer Faser mit einem zentralen Kern und mit einer ihm umgebenden Ummantelung, wobei das Faserkabel für die Übertragung von optischer Hochleistung, insbesondere einer Leistung von mehr als 1 kW, bestimmt ist. Mindestens der Endbereich der Faser, der die optische Hochleistungsstrahlung empfangen soll, ist in eine Kühlkammer eingesetzt mit einer Vorderwand, die ein transparentes Fenster aufweist. Die Endfläche der optischen Faser ist in optischem Kontakt mit dem Fenster angeordnet. Der Kammer wird ein strömendes, strahlungsabsorbierendes Kühlmittel zugeführt, das die Außenfläche des Faserendbereichs derart umgibt, dass außerhalb der Faser einfallende optische Strahlung in das Kühlmittel gelangt und von diesem mindestens teilweise absorbiert wird, während die Wände der Kammer von dem strömenden Kühlmittel direkt gekühlt werden, um jegliche unkontrollierte Erhitzung der Wände durch die absorbierte Strahlung zu verhindern. In einer der Ausführungsformen ist die Faser von einem Kapillarrohr aus einem transparenten Material, z. B. Quarzglas, umgeben, so dass die Mantelfläche des Kapillarrohrs mit dem Kühlmittel in Kontakt ist.

Nachteilig bei den bisher bekannten Möglichkeiten zur Kühlung bzw. zur Wärmeabfuhr von Faseraustrittselementen bzw. dessen optischen Elementen ist, dass diese lediglich für einzelne Glasfasern, d.h. für Faseraustrittselemente bzw. dessen optische Elemente mit lediglich einer einzelnen Glasfaser, bekannt sind und angewendet werden können. Auch wirken die wärmeableitende Vorrichtung mit Kühlrippen der US 5,619,602 A sowie das strömende Kühlmittel der US 6,167,177 A lediglich von außen wärmeabführend auf das Faseraustrittselement bzw. dessen optisches Element und können somit die Quelle der Erwärmung innerhalb des optischen Elements, insbesondere mit Glas als dessen Material, nur unzureichend erreichen, falls mehrere Signallichtstrahlungen wie bei dem Faseraustrittselement der WO 2020/254661 Al zu Absorptionsverlusten führen. Mit anderen Worten erreichen die wärmeabführenden Maßnahmen der US 5,619,602 A sowie der US 6,167,177 A nicht den Ort der Entstehung der Absorptionsverlusten des Faseraustrittselements der WO 2020/254661 Al.

Nachteilig ist auch, dass die Verwendung eines strömenden Kühlmittels einen vergleichsweise hohen Aufwand erfordern kann. Insbesondere ist ein entsprechender Bauraum des Faseraustrittselements selbst sowie der Kühlmittelleitungen und des Kühlaggregats, welches die Förderung und Kühlung des Kühlmittels durchführt, erforderlich. Auch ist üblicherweise eine elektrische Versorgung des Kühlaggregats erforderlich, welche die Möglichkeit einer elektrischen Versorgung voraussetzt sowie auch hierfür eine elektrische Leitung erfordert.

In jedem Fall ist auch zu beachten, dass ein derartiges Faseraustrittselement zusätzlich oder alternativ auch durch sonstige äußere Umstände, Rahmenbedingungen bzw. Umweltbedingungen erwärmt werden kann, was ebenso störend sein kann, wie zuvor beschrieben.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Faseraustrittselement der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, so dass die Erwärmung des optischen Elements des Faseraustrittselements reduziert werden kann. Zusätzlich oder alternativ soll die Handhabung eines derartigen Faseraustrittselements verbessert werden. Insbesondere sollen thermisch bedingte mechanische Kräfte an den Verbindungen der Glasfasern mit dem optischen Element reduziert werden. Dies soll insbesondere für das Faseraustrittselement der WO 2020/254661 Al erfolgen können. Dies soll möglichst einfach, kostengünstig und bzw. oder bauraumsparend erfolgen können. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Faseraustrittselementen geschaffen werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Faseraustrittselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Faseraustrittselement mit einer Mehrzahl von Glasfasern mit jeweils wenigstens einem Kern, welcher jeweils ausgebildet ist, eine Signallichtstrahlung zu führen, und mit wenigstens einem optischen Element, vorzugsweise einem optischen Fenster, einer optischen Linse, einem optischen Strahlteiler oder einem optischen Prisma, welches an einer Eintrittsfläche mit jeweils einem offenen Ende der Kerne der Glasfasern, vorzugsweise ferner mit einem offenen Ende eines den Kern im Wesentlichen umschließenden Mantels der Glasfasern, verbunden und ausgebildet ist, die Signallichtstrahlung von den offenen Enden der Kerne der Glasfasern zu erhalten und als Austrittsstrahlungen über wenigstens eine Austrittsfläche nach außerhalb abzugeben.

Vorzugsweise sind die offenen Enden der Kerne der Glasfasern, vorzugsweise ferner die offenen Enden von die Kerne im Wesentlichen umschließenden Mänteln der Glasfasern, mit jeweils einer Eindringtiefe, vorzugsweise gegenüber einer Eintrittsfläche des optischen Elements, innerhalb des Materials des optischen Elements angeordnet und ist wenigstens das Material der offenen Enden der Kerne der Glasfasern, vorzugsweise ferner das Material der offenen Enden der Mäntel der Glasfasern, mit dem Material des optischen Elements verschmolzen. Dies kann u.a. die mechanische Verbindung zwischen den Glasfasern und dem optischen Element verbessern.

Das erfindungsgemäße Faseraustrittselement ist gekennzeichnet durch wenigstens ein erstes Gehäuse, welches mit dem optischen Element verbunden ist und gemeinsam mit dem optischen Element einen ersten Gehäuseraum bildet, welcher wenigstens die Eintrittsfläche des optischen Elements mit den offenen Enden der Kerne der Glasfasern zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, umschließt, wobei das erste Gehäuse einen ersten Gehäusemantel aufweist, welcher zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise genau, parallel zu den Glasfasern verläuft und zumindest abschnittsweise optisch transparent und bzw. oder optisch absorbierend ausgebildet ist und wobei das erste Gehäuse ein Faserdurchführungselement aufweist, durch welches hindurch die Glasfaser, vorzugsweise senkrecht, lose geführt oder feststehend verbunden verlaufen und welches zumindest abschnittsweise optisch reflektierend und bzw. oder optisch absorbierend ausgebildet ist.

Mit anderen Worten kann erfindungsgemäß das optische Element wenigstens auf der Seite seiner Eintrittsfläche, auf welcher die Glasfasern mit dem optischen Element verbunden sind, von dem ersten Gehäuse derart umgeben werden, dass zumindest durch die Eintrittsfläche in den ersten Gehäuseraum austretende Störstrahlung möglichst vollständig das erste Gehäuse erreichen kann. Der erste Gehäuseraum kann auch als Gehäuseinnenraum bezeichnet werden. Das erste Gehäuse dient dabei dazu, diese Störstrahlung vom optischen Element fernzuhalten und somit das optische Element kein weiteres Mal erreichen zu lassen. Hierdurch kann vermieden werden, dass die Störstrahlung vom optischen Element absorbiert wird und somit zu einer Erwärmung des optischen Elements beitragen kann. Zusätzlich kann das erste Gehäuse auch der verbesserten Handhabung des Faseraustrittselements dienen, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird.

Um dies konkret umzusetzen, kann der Gehäusemantel des ersten Gehäuses hinsichtlich seines Materials ausgebildet sein, die Störstrahlung zu absorbieren und hierdurch in Wärme umzuwandeln, welche der Gehäusemantel dann im Wesentlichen sowohl mittels Wärmestrahlung als auch mittels Konvektion in den ersten Gehäuseraum sowie nach außerhalb des ersten Gehäuses abgeben kann. Dies gilt ebenso für das Faserdurchführungselement des ersten Gehäuses. Die Umsetzung kann beispielsweise mittels eines metallischen oder keramischen Materials erfolgen, dessen dem ersten Gehäuseraum zugewandte Oberfläche vorzugsweise matt, schwarz bzw. geschwärzt ausgebildet sein kann. Hierdurch kann zwar eine Erwärmung des ersten Gehäuses erfolgen, welche mittels Wärmeleitung auch in einem geringen Maße auf das optische Element wirken kann. Dennoch kann die Störstrahlung auf diese Art und Weise vom optischen Element ferngehalten und somit dessen direkte Erwärmung durch Absorptionsverluste vermieden werden.

Alternativ kann der Gehäusemantel des ersten Gehäuses auch transparent ausgebildet sein, was beispielsweise mittels Glas bzw. Quarzglas als Material umgesetzt werden kann. In diesem Fall kann die Störstrahlung den Gehäusemantel des ersten Gehäuses möglichst vollständig durchdringen, hierdurch nach außerhalb des Gehäusemantels gelangen und somit vom optischen Element ferngehalten werden.

Ebenfalls alternativ kann auch das Faserdurchführungselement reflektierend ausgebildet sein, was beispielsweise mittels einer polierten oder verspiegelten Innenfläche des Faserdurchführungselements umgesetzt werden kann. In diesem Fall kann die Störstrahlung von der Innenfläche des Faserdurchführungselements wieder in den ersten Gehäuseraum reflektiert bzw. zurückgeworfen werden, sodass diese Störstrahlung dann entweder vom Gehäusemantel absorbiert werden oder durch diesen wie zuvor beschrieben hindurchtreten kann. In jedem Fall kann auf diese Art und Weise eine Erwärmung des Faserdurchführungselements seitens der Störstrahlung vermieden werden.

In jedem Fall das Faserdurchführungselement nicht transparent auszubilden kann dahingehend vorteilhaft sein, dass die Störstrahlung von den Beschichtungen der Glasfasern außerhalb des ersten Gehäuses ferngehalten werden kann. Hierdurch kann ein schädigender Einfluss der Störstrahlung auf das üblicherweise polymere Material der Beschichtungen der Glasfasern vermieden werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass durch die zuvor beschriebenen Aspekte der Erfindung Störstrahlung von dem optischen Element bzw. dessen optischem Körper ferngehalten und somit das Maß der Erwärmung, welches durch die Absorption von Störstrahlung dort entstehen kann, reduziert werden kann. Dies kann die Erwärmung des optischen Elements reduzieren bzw. ausreichend geringhalten, um die eingangs beschriebenen negativen Auswirkungen zu reduzieren oder sogar vollständig zu vermeiden. Insbesondere kann eine vergleichsweise geringe Erwärmung gleichmäßiger auftreten als eine vergleichsweise starke Erwärmung, sodass insbesondere eine Gradientenbildung der Erwärmung innerhalb des optischen Elements auf diese Art und Weise vermieden oder zumindest reduziert werden kann.

In jedem Fall kann das optische Element hinsichtlich seiner Querschnittsfläche kreisrund, oval, viereckig, rechteckig, quadratisch, viereckig und dergleichen ausgebildet sein. Der erste Gehäusemantel und das Faserdurchführungselement können entsprechend ausgebildet sein, beispielsweise zylindrisch und kreisrund. Dies kann von der gewünschten Anordnung der Glasfasern bzw. vom Anwendungsfall abhängen.

Das erste Gehäuse kann ferner der Führung und bzw. oder der Verbindung bzw. der Halterung der Glasfasern gegenüber dem optischen Element dienen, um die Glasfasern zu halten bzw. zu stabilisieren und hierdurch die Handhabung, die Montage den Transport und dergleichen des Faseraustrittselements überhaupt erst zu ermöglichen bzw. diese zumindest zu begünstigen. Mit anderen Worten kann das Faseraustrittselement von einer Person direkt oder mittels Hilfsmitteln am ersten Gehäuse gegriffen werden, um das Faseraustrittselement handhaben bzw. transportieren zu können, ohne dabei jedoch das optische Element zu berühren oder die Glasfasern an der Schweißverbindung zu schädigen oder abzubrechen. Dies kann Beschädigungen sowie Verschmutzungen des optischen Elements vermeiden.

Hierzu kann es ausreichend sein, eine oder mehrere Glasfasern lose, d.h. unverbunden, durch die entsprechenden Durchgangsöffnungen des Faserdurchführungselements zu führen, was mit radialem Kontakt oder auch radial kontaktlos zum Innenrand der Durchgangsöffnungen des Faserdurchführungselements erfolgen kann. Hierdurch kann der erste Gehäuseraum im Wesentlichen gegenüber der Umgebung umschlossen werden. Auch könnten die Glasfasern in der Längsrichtung geführt und radial gestützt werden.

Zusätzlich oder alternativ können einige oder mehrere Glasfasern mit dem Faserdurchführungselement verbunden werden, was kraftschlüssig durch eine passende Dimensionierung der Außenseite der Glasfasern zu den Innenseiten der Durchgangsöffnungen des Faserdurchführungselements erreicht werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann eine stoffschlüssige Verbindung, punktuell, abschnittsweise oder vollständig, zwischen der Außenseite der Glasfasern zu den Innenseiten der Durchgangsöffnungen und bzw. oder vor und bzw. oder hinter den Durchgangsöffnungen des Faserdurchführungselements vorgenommen werden, beispielsweise durch Klebung oder durch Verschmelzen. Hierdurch können die entsprechenden Glasfasern entlang ihrer länglichen Erstreckung am Faserdurchführungselement fixiert werden, wodurch eine mechanische Entlastung (z.B.

Zugentlastung und Biegeschutz der Glasfasern) der Verbindung zwischen den Glasfasern und dem optischen Element realisiert werden kann. Auch können die entsprechenden Glasfasern auf diese Art und Weise entlang ihrer länglichen Erstreckung zusätzlich indirekt mit dem Faseraustrittselement feststehend verbunden werden, was die mechanische Stabilität der Glasfasern gegenüber dem Faseraustrittselement erhöhen kann.

Dies kann jeweils für eine der Glasfasern, für mehrere der Glasfasern oder für alle Glasfasern umgesetzt werden, was den Gestaltungsspielraum erhöhen und die jeweiligen zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile nutzbar machen bzw. umsetzen kann.

Im Fall einer feststehenden Verbindung von Glasfasern sowohl mit dem optischen Element als auch mit dem Faserdurchführungselement (z.B. durch Schweißen oder Kleben) kann zu beachten sein, dass bei einer gewissen Erwärmung des ersten Gehäusemantels, z.B. durch Störstrahlung oder äußere Umwelteinflüsse, es zu einer Längenausdehnung des ersten Gehäusemantels kommen kann, wodurch die Verbindungen von Glasfasern und dem optischen Element und bzw. oder dem Faserdurchführungselement einer, ggfs. vergleichsweise starken, mechanischen Beanspruchung ausgesetzt werden können. Folglich können die Verbindungen von Glasfasern am optischen Element eine Schädigung oder sogar Zerstörung erfahren. Auch können bereits geringe Zugkräfte durch eine Längenausdehnung des ersten Gehäusemantels im optischen Element, insbesondere im Bereich der Verbindungsstellen zu den offenen Enden der Glasfasern, eine Spannungsdoppelbrechung verursachen. Hierdurch kann z.B. die Polarisation und andere Eigenschaften der Signallichtstrahlung beeinflusst werden. Gerade im Fall einer feststehenden Verbindung von Glasfasern und Faseraustrittselement kann es somit entsprechend vorteilhaft sein, eine Erwärmung des ersten Gehäusemantels zu vermeiden bzw. möglichst geringzuhalten, um entsprechende mechanischen Längendehnungen zu vermeiden bzw. ebenfalls möglichst geringzuhalten.

In jedem Fall und insbesondere in dem Fall, dass der erste Gehäusemantel optisch absorbierend ausgebildet ist, kann der erste Gehäusemantel vorzugsweise ein Material mit einer vergleichsweise geringen Wärmeausdehnung, d.h. mit einer vergleichsweise geringen Änderung der geometrischen Abmessungen des ersten Gehäusemantels, insbesondere in dessen länglicher Erstreckungsrichtung, in Abhängigkeit seiner Erwärmung, wie beispielsweise Quarzglas, Aluminium, Stahl oder technische Keramik aufweisen oder sogar hieraus bestehen. Hierdurch können entsprechende geometrische Veränderungen und insbesondere Längenausdehnungen bei zunehmender Erwärmung des ersten Gehäusemantels vergleichsweise bzw. möglichst geringgehalten werden. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, falls Glasfasern auch mit dem Faserdurchführungselement verbunden sind und somit durch eine thermisch bedingte Längenänderung des ersten Gehäusemantels eine Zugspannung auf die entsprechenden Glasfasern und insbesondere auf die Verbindung der Glasfasern mit dem optischen Element ausgeübt werden könnte. Dies kann, insbesondere zugunsten einer möglichst geringen optischen Absorption der Störstrahlung, mittels Quarzglas als Material des ersten Gehäusemantels erreicht werden, welches außerdem einen vergleichsweise geringen Ausdehnungskoeffizient besitzt.

Weiterhin ist zu berücksichtigen, das bei einer Verbindung des optischen Elements mit dem ersten Gehäusemantel die im optischen Element erzeugte bzw. absorbierte Wärme durch Wärmeleitung auf den ersten Gehäusemantel übertragen werden kann. Außerdem kann die Temperatur des ersten Gehäusemantels durch äußere Einflüsse, z.B. Umwelteinflüsse, variieren. Somit kann die geometrische Ausdehnung, insbesondere die Längenausdehnung, des ersten Gehäusemantels z.B. auch beim Transport oder zu Zeitpunkten, wenn eine ggf. vorhandene und notwendige Kühlung, wie weiter unten näher beschrieben wird, für das Faseraustrittselement mit Gehäuse nicht aktiv ist, problematisch sein. Diese Probleme können ggf. durch die zuvor beschreiben Maßnahmen unterbunden werden, da sonst wie bereits beschreiben insbesondere die Verbindungen der Glasfasern mit dem optischen Element eine Schädigung oder sogar Zerstörung durch erhöhte mechanische Spannungen erfahren können. In anderen Worten kann der innere Gehäusemantel insbesondere bzgl. seiner Längsausdehnung den in der Praxis auftretenden Temperaturschwankungen widerstehen. Hierzu kann für den Gehäusemantel vorzugsweise ein Material eingesetzt werden, welches den gleichen bzw. ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizient wie das Material der Glasfasern aufweist.

Dies kann zusätzlich oder alternativ auch für das Faserdurchführungselement gelten, d.h. auch das Faserdurchführungselement kann vorzugsweise ein Material mit einer vergleichsweise geringen Wärmeausdehnung aufweisen, vorzugsweise hieraus bestehen. So können die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile zusätzlich oder alternativ auf das Faserdurchführungselement angewendet werden.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind der erste Gehäusemantel vollständig optisch transparent und das Faserdurchführungselement vollständig optisch reflektierend ausgebildet. Hierdurch kann gerade diese Kombination der Eigenschaften vom ersten Gehäusemantel und vom Faserdurchführungselement umgesetzt und die entsprechenden zuvor beschriebenen Vorteile genutzt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung verläuft die dem Gehäuseraum zugewandte Seite des Faserdurchführungselements zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, winkelig zu den Glasfasern. Dies kann den Gestaltungsspielraum des Faseraustrittselements erhöhen. Insbesondere kann auf das Faserdurchführungselement verstärkt Störstrahlung treffen, wenn aus den an das optische Element angebundenen Glasfasern Signallichtstrahlung mit einer kleinen NA (numerischen Apertur) austritt, wie dies z.B. bei Single-Mode (SM) und Large-Mode Area (LMA) Glasfasern, gegeben ist. Insbesondere dann kann durch die winkelige Anordnung der dem Gehäuseraum zugewandte Seiten des Faserdurchführungselements gegenüber den Glasfasern, beispielsweise zwischen 5° und 45°, eine Ablenkung der Störstrahlung zur Seite bewirkt bzw. begünstigt werden, um möglichst viel Störstrahlung vom ersten Gehäusemantel absorbieren bzw. durch diesen hindurchtreten zu lassen. Beispielsweise kann in diesem Fall das Faserdurchführungselement keilförmig und der erste Gehäusemantel rechteckig ausgebildet sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die dem Gehäuseraum zugewandte Seite des Faserdurchführungselements wenigstens zwei Abschnitte auf, welche winkelig zueinander und bzw. oder zu den Glasfasern verlaufen. Dies kann den Gestaltungsspielraum des Faseraustrittselements erhöhen. Dies kann eine alternative Umsetzungsmöglichkeit der zuvor beschriebenen Eigenschaften darstellen. Insbesondere kann die Störstrahlung hierdurch gleichmäßiger auf den ersten Gehäusemantel verteilt werden, um diesen gleichmäßiger zu erwärmen bzw. um eine ungleichmäßige Erwärmung des Gehäusemantels zu vermeiden. Beispielsweise kann in diesem Fall das Faserdurchführungselement kegelförmig und der erste Gehäusemantel zylindrisch ausgebildet sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung verläuft die dem Gehäuseraum zugewandte Seite des Faserdurchführungselements zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, gekrümmt zu den Glasfasern. Dies kann den Gestaltungsspielraum des Faseraustrittselements erhöhen. Dies kann eine alternative Umsetzungsmöglichkeit der zuvor beschriebenen Eigenschaften darstellen. Beispielsweise kann in diesem Fall das Faserdurchführungselement halbrund und der erste Gehäusemantel zylindrisch ausgebildet sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der erste Gehäusemantel zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, auf der dem Gehäuseraum zugewandten Seite und bzw. oder auf der dem Gehäuseraum abgewandten Seite optisch angeraut ausgebildet. Die Umsetzung einer optisch angerauten bzw. rauen Oberfläche wird nachfolgend näher beschrieben. Hierdurch können die entsprechenden Eigenschaften der Eintrittsfläche des optischen Elements auch einseitig oder beidseitig an der Außenfläche des ersten Gehäusemantels umgesetzt und genutzt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist wenigstens die Eintrittsfläche des optischen Elements, vorzugsweise sind alle Außenflächen des optischen Elements außer der Austrittfläche des optischen Elements, optisch angeraut ausgebildet und vorzugsweise wenigstens die Austrittfläche des optischen Elements, vorzugsweise genau die Austrittfläche des optischen Elements, ist mit optisch glatter Oberflächenqualität ausgebildet. Eine optisch angeraute Oberfläche kann beispielsweise mittels einer Bearbeitung mit einem mechanischen Werkzeug wie zum Beispiel durch Schleifen aber auch mittels eines Laserstrahls als Werkzeug erfolgen. Eine optisch glatt ausgebildete Oberfläche kann ebenfalls mittels einer Bearbeitung mit einem mechanischen Werkzeug wie zum Beispiel durch Polieren aber auch mittels eines Laserstrahls als Werkzeug erfolgen. Eine optisch glatte Oberflächenqualität ist gegeben, wenn bei der entsprechenden Wellenlänge bzw. bei dem entsprechenden Wellenlängenbereich der Signallichtstrahlung die notwendigen optischen Eigenschaften beim Austritt über die Austrittsfläche für die jeweilige Anwendung größtenteils erhalten werden können bzw. eine entsprechende optische Beschichtung fachgerecht aufgebracht werden kann. Häufig wird zur Bewertung der Oberflächenqualität unter anderem die Scratch-Dig-Spezifikation der Norm MIL-PRF-13830B herangezogen.

Eine optisch angeraute Oberfläche des optischen Elements kann für dessen Außenflächen außer der Austrittsfläche vorteilhaft sein, um Störstrahlungen aus dem optischen Element austreten zu lassen und hierdurch im Volumen des optischen Elements zu reduzieren sowie vorzugsweise diffus in die Umgebung oder in das erste Gehäuse abzugeben. Ein derartiges Störlicht kann Mantel licht aus dem Mantel der Glasfasern sein. Auch kann es an den Seitenflächen des optischen Elements zu Reflexion der Signalstrahlungen kommen. Außerdem kann Signallichtstrahlung im optischen Element an der Austrittsfläche oder an der Anti-Reflektionsbeschichtung-Beschichtung des optischen Elements teilweise in Form von Störlicht reflektiert werden. Ferner kann Signallichtstrahlung durch Reflexion von außen, zum Beispiel vom Bearbeitungs- oder Anwendungsort der Signallichtstrahlung sowie von nachgeschalteten Optiken, erneut ins optische Element gelangen. Zur Reduzierung der genannten Störlichtstrahlungen im optischen Element und damit zur Gewährleistung eines sicheren Betriebszustandes kann wie bereits erwähnt eine optisch angeraute Oberfläche vorteilhaft sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Austrittfläche des optischen Elements zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollflächig, eine optische Beschichtung, vorzugsweise eine optische Anti- Reflektionsbeschichtung, und bzw. oder eine Mehrzahl von Mikrolinsen, vorzugsweise eine Mikrolinse pro Glasfaser und der Glasfaser direkt gegenüberliegend, auf. Dabei können die Mikrolinsen auch die Anti-Reflexionsbeschichtung aufweisen.

Insbesondere kann durch eine optische Anti-Reflektionsbeschichtung an der Austrittsfläche des optischen Elements die reflektierte Signallichtstrahlung an der Austrittsfläche (Grenzfläche Glas-Luft) reduziert bzw. minimiert werden. Die Anti-Reflexionsbeschichtung kann vorzugsweise auf die Wellenlängen bzw. den Wellenlängenbereich der Signallichtstrahlung ausgelegt bzw. optimiert sein. Dies kann das Maß von Störstrahlung innerhalb des optischen Elements bzw. des umgebenden ersten Gehäuses, ggfs. und bzw. oder zweiten Gehäuses, siehe weiter unten, reduzieren. Hierbei kann eine minimale Absorption der Signallichtstrahlung in einer Beschichtung, vorzugsweise Anti- Reflexionsbeschichtung, am optischen Element zu einer Erwärmung der Beschichtung führen, welche über Wärmeleitung an das optische Element und ggf. an das erste Gehäuse übertragen werden kann.

Durch die zusätzliche oder alternative Verwendung bzw. Ausbildung von Mikrolinsen, welche auch zusammen als Mikrolinsenarray bezeichnet werden können, kann eine entsprechende optische Beeinflussung der austretenden Signallichtstrahlung erfolgen z.B. die Kollimation der Signallichtstrahlen. Dabei vorzugsweise eine Mikrolinse pro Glasfaser und der Glasfaser direkt gegenüberliegend vorzusehen kann es ermöglichen, dass die Signallichtstrahlung jeder Glasfaser bzw. dessen Kerns geradlinig durch das optische Element hindurch die jeweilige Mikrolinse erreichen kann, so dass die Mikrolinse auf genau die Signallichtstrahlung der ihr zugeordneten Glasfaser bzw. dessen Kerns wirken kann. Die Ausrichtung der Mikrolinse erfolgt somit an der optischen Achse der jeweiligen Signallichtstrahlung.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umschließen das erste Gehäuse und das optische Element den ersten Gehäuseraum fluiddicht, wobei der erste Gehäuseraum fluidgefüllt ist. Das Fluid kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein. In jedem Fall kann hierdurch die Ausbreitung der Störstrahlungen innerhalb des ersten Gehäuseraums beeinflusst werden. Insbesondere kann das Fluid so gewählt werden, dass innerhalb des ersten Gehäuseraums das Streuverhalten der Störstrahlung verstärkt und bzw. oder das Absorptionsverhalten der Störstrahlung und bzw. oder die Wärmeleitung angepasst wird. Alternativ können Schutzgase oder „trockene" Luft in den ersten Gehäuseraum eingefüllt werden, um z.B. bei Anwendungen mit starken Temperaturschwankungen (z.B. Luftfahrt-und Weltraumanwendungen) eine Kondensatbildung zu unterbinden Hierauf kann durch die Wahl des Fluid und bei einem Gas auch durch den Innendruck innerhalb des ersten Gehäuseraums Einfluss genommen werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der erste Gehäuseraum zumindest abschnittsweise materialgefüllt, vorzugsweise mit mehreren losen Glaskörpern gefüllt. Es kann ein Material oder mehrere Materialien gemeinsam verwendet werden. Die Materialien können vorzugsweise für die Störstrahlung optisch transparent oder reflektierend sein. Dies kann zusätzlich oder alternativ zu einer Fluidfüllung des ersten Gehäuseraums erfolgen, da wenigstens ein materialfreier Abschnitt des ersten Gehäuseraums mit einem Fluid gefüllt sein kann. Dies gilt insbesondere für die Zwischenräume von losen Glaskörpern, welche Platz für ein Fluid bieten können. Der erste Gehäuseraum kann aber auch vollständig von einem Material bzw. von unterschiedlichen Materialen gemeinsam gefüllt sein, so dass in diesem Fall kein Platz mehr für ein Fluid sein kann. In jedem Fall kann durch das Füllmaterial wie beispielsweise lose Glaskörper, vorzugsweise in Form von Mikroglaskugeln oder von Quarzglaskugeln, eine Ablenkung von Störstrahlungen und eine somit homogenere Verteilung der Störstrahlung in alle Richtungen im ersten Gehäuseinnenraum erfolgen. Im Fall eines optisch reflektierenden Materials, z.B. bei metallbeschichteten Mikrokugeln, kann die räumliche Verteilung der Störstrahlung im inneren Gehäuse über Mehrfachreflexionen der Störstrahlung erfolgen.

Auch kann das Material und insbesondere die losen Glaskörper wie Mikroglaskugeln oder Quarzglaskugeln an den Mänteln der Glasfasern anliegen und dort als Cladding Light Stripper fungieren, d.h. Signallichtstrahlung bzw. Störstrahlung oder verbleibende Pumplichtstrahlung aus einem Laser- bzw. Verstärkersystem aufnehmen und somit die an den Glasfasern angebundenen Lasersysteme und die dem optischen Element nachfolgenden Strahlengänge vor störender Lichtstrahlung aus den Mänteln der Glasfasern zu schützen.. Für Cladding Light Stripper eignen sich Materialien mit gleichen oder höheren Brechungsindex wie die Mäntel der Glasfasern. Der Brechungsindex der eingebrachten Materialien kann entsprechend entlang der Mäntel der Glasfasern variieren, um das Licht möglichst homogen über eine bestimmte Strecke aus dem Mantel der Faser zu extrahieren.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Faseraustrittselement ferner wenigstens ein Zwischenelement auf, welches zwischen dem optischen Element und dem Faserdurchführungselement, vorzugsweise parallel zum Faserdurchführungselement, angeordnet ist, wobei die Glasfasern, vorzugsweise senkrecht, lose geführt oder feststehend verbunden durch das Zwischenelement verlaufen und wobei das Zwischenelement zumindest abschnittsweise optisch reflektierend, optisch absorbierend und bzw. oder als optischer Diffusor ausgebildet ist. Somit kann mittels des Zwischenelements, welches vergleichbar dem Faserdurchführungselement ausgebildet sein kann, ein zusätzliches Element innerhalb des ersten Gehäuses bzw. innerhalb des ersten Gehäuseraums vorgesehen werden, um die Glasfasern wie zuvor hinsichtlich des Faserdurchführungselements beschrieben zusätzlich zu führen bzw. zu halten und bzw. oder um zusätzlich Störstrahlungen wie zuvor hinsichtlich des Faserdurchführungselements beschrieben zusätzlich zu reflektieren und bzw. zu absorbieren. Ferner können die Störstrahlungen im Falle eines Diffusors verteilt und hierdurch in ihrer Intensität reduziert werden.

Für alle Wirkungen kann es vorteilhaft sein, das Zwischenelement parallel zum Faserdurchführungselement und bzw. oder das Zwischenelement etwa auf der halben Strecke zwischen dem optischen Element und dem Faserdurchführungselement anzuordnen. Es kann auch vorteilhaft sein, das Zwischenelement im Bereich der Glasfasern anzuordnen, wo die Mäntel der Glasfasern keine Beschichtung aufweisen, so dass die Störstrahlungen von den Beschichtungen der Glasfasern, welche aus der Richtung des optischen Elements hinter dem Zwischenelement angeordnet sind, ferngehalten werden können.

Dass dabei vorzugsweise das Zwischenelement ein Material mit einer vergleichsweise geringen Wärmeausdehnung aufweist, vorzugsweise hieraus besteht, kann auch die entsprechenden Eigenschaften und Vorteile des zuvor beschriebenen Faserdurchführungselement hier zur Anwendung bringen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umschließen der erste Gehäusemantel abschnittsweise, das optische Element und das Zwischenelement gemeinsam einen Teilbereich des ersten Gehäuseraums fluiddicht, wobei der Teilbereich des ersten Gehäuseraums fluidgefüllt ist. Hierdurch können die zuvor beschriebenen entsprechenden Aspekte des ersten Gehäuseraums auf den Teilbereich des ersten Gehäuseraums angewendet werden. Gleichzeitig kann der Aufwand aufgrund des reduzierten Volumens des Teilbereichs gegenüber dem ganzen ersten Gehäuseraum entsprechend geringgehalten werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umschließen der erste Gehäusemantel abschnittsweise, das optische Element und das Zwischenelement gemeinsam einen Teilbereich des ersten Gehäuseraums, wobei der Teilbereich des ersten Gehäuseraums zumindest abschnittsweise materialgefüllt, vorzugsweise mit mehreren losen Glaskörpern gefüllt, ist. Hierdurch können die zuvor beschriebenen entsprechenden Aspekte des ersten Gehäuseraums auf den Teilbereich des ersten Gehäuseraums angewendet werden. Gleichzeitig kann der Aufwand aufgrund des reduzierten Volumens des Teilbereichs gegenüber dem ganzen ersten Gehäuseraum entsprechend geringgehalten werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Faseraustrittselement ferner wenigstens ein zweites Gehäuse auf, welches mit dem optischen Element und bzw. oder mit dem ersten Gehäuse verbunden ist und gemeinsam mit dem optischen Element und mit dem ersten Gehäuse einen zweiten Gehäuseraum bildet, welcher das optische Element und das erste Gehäuse zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig bis auf die Austrittsfläche, umschließt, wobei das zweite Gehäuse einen zweiten Gehäusemantel aufweist, welcher zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise genau, parallel zu dem ersten Gehäusemantel verläuft und zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, optisch absorbierend ausgebildet ist, wobei das zweite Gehäuse ein eintrittsseitiges Abschlusselement aufweist, welches zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise genau, parallel zu dem ersten Gehäusemantel verläuft und zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, optisch absorbierend ausgebildet ist und bzw. oder wobei das zweite Gehäuse ein austrittsseitiges Abschlusselement aufweist, welches zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise genau, parallel zu dem optischen Element, vorzugsweise zu dessen Austrittsfläche, verläuft und zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, optisch absorbierend ausgebildet ist. Der zweite Gehäuseraum kann auch als Gehäuseaußenraum bezeichnet werden.

Erfindungsgemäß kann auf diese Art und Weise um das erste Gehäuse zumindest im Wesentlichen herum ein zweites Gehäuse angeordnet werden, um die Möglichkeiten der Reduzierung der Erwärmung des optischen Elements weiter zu erhöhen. Das erste Gehäuse kann entsprechend auch als inneres Gehäuse und das zweite Gehäuse auch als äußeres Gehäuse bezeichnet werden. Das erste, innere Gehäuse und das zweite, äußere Gehäuse können gemeinsam auch als Gesamtgehäuse bzw. als Korpus des Faseraustrittselements bezeichnet werden. Beispielsweise kann im Falle eines transparenten ersten Gehäusemantels die Störstrahlung, nachdem sie durch den transparenten ersten Gehäusemantel hindurchgetreten ist, vom zweiten, äußeren Gehäuse absorbiert und somit aufgenommen werden. Aufgrund des Abstands des zweiten, äußeren Gehäuses gegenüber dem optischen Element kann die dort aufgenommene bzw. absorbierte Störstrahlung vom optischen Element ferngehalten werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umschließen das zweite Gehäuse, das optische Element und das erste Gehäuse den zweiten Gehäuseraum fluiddicht und das zweite Gehäuse, vorzugsweise das eintrittsseitige Abschlusselement des zweiten Gehäuses, weist einen Fluideinlass und einen Fluidauslass auf, so dass ein Fluid durch den Fluideinlass hindurch in den zweiten Gehäuseraum strömen und durch den Fluidauslass wieder aus dem zweiten Gehäuseraum austreten kann. Auf diese Art und Weise kann es ermöglicht werden, den zweiten Gehäuseraum von einem Fluid wie insbesondere von einer Kühlflüssigkeit durchströmen zu lassen, um Wärme sowohl vom ersten, inneren Gehäuse als auch vom zweiten, äußeren Gehäuse mit dem Fluid abzutransportieren. Auch kann im Falle eines transparenten ersten Gehäusemantels direkt Störstrahlung in das Fluid gelangen, dort absorbiert und somit dessen Wärme direkt vom Fluid abtransportiert werden. In jedem Fall kann dies eine aktive Möglichkeit zur Wärmeabfuhr bzw. zur Kühlung des optischen Elements schaffen. Entsprechende Fluidleitungen wie beispielsweise Schläuche und Fluidförderer wie beispielsweise eine Pumpe können außerhalb des erfindungsgemäßen Faseraustrittselements vorgesehen und mit diesem verbunden werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das zweite Gehäuse, vorzugsweise der zweite Gehäusemantel, dem zweiten Gehäuseraum abgewandt und bzw. oder in den zweiten Gehäuseraum hineinragend wenigstens einen Kühlkörper, vorzugweise eine Mehrzahl von Kühlrippen, auf. Ein derartiger Kühlkörper kann hinsichtlich seines Materials vergleichsweise gut wärmeleitend ausgebildet sein, damit sich Wärme innerhalb des Kühlkörpers möglichst schnell bzw. gut gleichmäßig verteilen und hierdurch über die Oberfläche an die Umgebung abgegeben werden kann, was eine entsprechende Kühlung des Kühlkörpers bewirken kann. Den Kühlkörper dabei in Form von Kühlrippen auszubilden bzw. mit Kühlrippen zu versehen kann die Oberfläche deutlich vergrößern, welche seitens des Kühlkörpers mit der Umgebung in Kontakt stehen kann. Dies kann die Abgabe von Wärme an ein Fluid der Umgebung wie beispielsweise Luft bzw. Umgebungsluft außerhalb des zweiten, äußeren Gehäuseraums und bzw. oder eine Kühlflüssigkeit innerhalb des zweiten, äußeren Gehäuseraums begünstigen. Dies kann alternativ oder in Kombination miteinander vorgesehen werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das optische Element außerhalb des ersten Gehäuseraums, vorzugsweise und innerhalb des zweiten Gehäuseraums, wenigstens einen Kühlkörper, vorzugweise eine Mehrzahl von Kühlrippen, auf. Hierdurch können die entsprechenden zuvor beschriebenen Aspekte auf das optische Element selbst übertragen werden. Statt Kühlrippen können beispielsweise auch Mikrokanäle odermantelseitige Bohrungen verwendet werden. Dabei kann der Kühlkörper des optischen Elements separat ausgebildet und, vorzugsweise seitlich, an dem optischen Element angeordnet sein. Vorzugsweise kann das optische Element bzw. dessen optischer Körper bzw. dessen Seitenfläche als eine Mehrzahl von Kühlrippen ausgebildet sein, sodass die entsprechend zuvor beschriebenen Eigenschaften hier genutzt werden können. Gleichzeitig kann der Aufwand vergleichsweise geringgehalten werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das optische Element außerhalb des ersten Gehäuseraums, vorzugsweise und innerhalb des zweiten Gehäuseraums, eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen zur Durchströmung mit einem Fluid und bzw. oder eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen auf, welche zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, mit einem Material mit einer vergleichsweise guten Wärmeleitfähigkeit gefüllt sind. Dies kann mittels einstückig, d.h. integral, vom Material des optischen Elements umgebener Durchgangsöffnungen erfolgen, welche beispielsweise durch Bohren, Schweißen, Ätzen und dergleichen in das optische Element eingebracht worden sein können. Auch kann das optische Element einzelne optische Teilelemente aufweisen bzw. hieraus bestehen, wobei die optischen Teilelemente so angeordnet sein können, dass zwischen den optischen Teilelementen ein Fluid zur Kühlung durchströmen kann. Hierzu können beispielsweise rechteckige optische Elemente in einer gestapelten Anordnung mit gewissen Abständen verwendet werden.

In jedem Fall kann ein derartiges Fluid die Luft der Umgebung sein, dass insbesondere dann die Umsetzung ermöglichen bzw. vereinfachen kann, falls lediglich das erste Gehäuse verwendet wird. Ist ein fluidgefüllter zweiter Gehäuseraum vorhanden, so kann das Fluid das optische Element nicht nur umströmen sondern auch dessen Durchgangsöffnungen durchströmen, was die Wärmeabgabe vom optischen Element bzw. dessen optischen Körper an das Fluid erhöhen kann. Das Fluid kann beispielsweise die Umgebungsluft oder auch eine Flüssigkeit sein. Insbesondere kann hierdurch eine vergleichsweise bzw. möglichst gleichmäßige Abkühlung des optischen Elements bzw. dessen optischen Körpers erfolgen.

Alternativ oder zusätzlich können die Durchgangsöffnungen auch mit einem Material mit einer vergleichsweise guten Wärmeleitfähigkeit wie beispielsweise Kupfer gefüllt sein, so dass die Wärme vom Material des optischen Elements auf das Füllmaterial der Durchgangsöffnungen übergehen und sich dort schneller ausbreiten kann, um vom Inneren des optischen Elements zu dessen Randbereich geleitet zu werden, was die Abgabe von Wärme an die Umgebung begünstigen kann.

Vorzugsweise kann das Füllmaterial auch über die äußere Kontur des optischen Materials hinausragen, insbesondere in Form von Rippen oder dergleichen, um die Kontaktfläche des Füllmaterials mit der fluidgefüllten Umgebung zu vergrößern und hierdurch die Wärmeabgabe an das Fluid zu verbessern. Das Fluid kann beispielsweise die Umgebungsluft oder ein anderes Gas oder auch eine Flüssigkeit sein.

Wird dabei das optische Element aus optischen Teilelementen gebildet, wie zuvor beschrieben, so können die Elemente des Füllmaterials auch als Abstandshalter der optischen Teilelemente dienen.

Werden die Durchgangsöffnungen abschnittsweise mit einem Material mit einer vergleichsweise guten

Wärmeleitfähigkeit gefüllt und bleiben abschnittsweise materialfrei und somit für das Fluid durchströmbar, so kann das Füllmaterial vorzugsweise zumindest abschnittsweise als Auskleidung der Durchgangsöffnungen umgesetzt werden, um in einem flächigen Kontakt mit der Innenseite bzw. Innenfläche der Durchgangsöffnung zu sein und hierdurch einen Wärmeübergang vom Material des optischen Elements zum Füllmaterial hin zu begünstigen. Gleichzeitig kann dann, neben der Wärmeleitung entlang der länglichen Erstreckung des Füllmaterials wie zuvor beschrieben, eine Wärmeübertragung zum Fluid erfolgen, was die Wärmeabfuhr vom optischen Element weg weiter verbessern kann. Die Umsetzung kann bei zylindrischen Durchgangsöffnungen beispielsweise mittels röhrenförmiger Elemente des Füllmaterials erfolgen. Auch in diesem Fall kann die Oberfläche des Füllmaterials beispielsweise durch Rippen gegenüber dem Fluid vergrößert werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Austrittsfläche des optischen Elements größer als die Eintrittsfläche des optischen Elements ausgebildet, wobei das optische Element vorzugsweise trapezförmig oder kegelförmig ausgebildet ist. Dies kann die Fläche erhöhen, über welche Wärme seitens des optischen Elements an die Umgebung abgegeben werden kann, was ebenfalls die Wärmeabfuhr verbessern kann. Weiterhin kann solch eine trapezförmige Ausführung des optischen Elements an die Divergenz der Signallichtstrahlung angepasst werden, um die äußere Kühlung möglichst nahe an die Wärmequellen zu bringen. Hierzu kann das optische Element im Falle einer viereckigen flächigen Kontur einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Ist das optische Element kreisrund ausgebildet, so kann dies mittels eines kegelförmigen Querschnitts umgesetzt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist wenigstens eine Glasfaser, vorzugweise weisen mehrere Glasfasern, besonders vorzugsweise alle Glasfasern, eine Beschichtung, vorzugsweise aus einem Polymer, auf, welche abschnittsweise im ersten Gehäuseraum angeordnet ist, wobei die Beschichtung zumindest innerhalb des ersten Gehäuseraums zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, von einem nicht-transparenten, vorzugsweise reflektierenden und bzw. oder temperaturbeständigen, Material umschlossen wird. Hierdurch können eine Abdeckung und damit ein Schutz vor Störstrahlung gezielt hinsichtlich der Beschichtung von Glasfasern erfolgen.

Mehrere Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren rein schematisch dargestellt und näher erläutert. Darin zeigt:

Figur 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Figur 2 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Figur 3 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; Figur 4 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;

Figur 5 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;

Figur 6 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel;

Figur 7 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel;

Figur 8 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem achten Ausführungsbeispiel;

Figur 9 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel;

Figur 10 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel;

Figur 11 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem elften Ausführungsbeispiel;

Figur 12 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel;

Figur 13 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel;

Figur 14 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel;

Figur 15 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel;

Figur 16 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem sechszehnten Ausführungsbeispiel;

Figur 17 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel;

Figur 18 einen horizontalen Schnitt eine Detailansicht des erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel;

Figur 19 eine Alternative zur Darstellung der Figur 18;

Figur 20 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel;

Figur 21 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel; und Figur 22 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements gemäß einem zwansigten

Ausführungsbeispiel.

Die o.g. Figuren werden in kartesischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsrichtung X, welche auch als Tiefe X oder als Länge X bezeichnet werden kann. Senkrecht zur Längsrichtung X erstreckt sich eine Querrichtung Y, welche auch als Breite Y bezeichnet werden kann. Senkrecht sowohl zur Längsrichtung X als auch zur Querrichtung Y erstreckt sich eine vertikale Richtung Z, welche auch als Höhe Z bezeichnet werden kann und der Richtung der Schwerkraft entspricht. Die Längsrichtung X und die Querrichtung Y bilden gemeinsam die Horizontale X, Y, welche auch als horizontale Ebene X, Y bezeichnet werden kann.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Faseraustrittselement 1, 2, 3 weist eine Mehrzahl von Glasfasern 1 auf, welche jeweils einen Kern 10 besitzen, welcher jeweils von einem Mantel 11 und der Mantel 11 von einer Beschichtung 12 zylindrisch umschlossen wird. Die Querschnitte bzw. die Konturen der Kerne 10, der Mäntel 11 und der Beschichtungen 12 sind jeweils kreisförmig. In ihrer länglichen Erstreckungsrichtung enden die Glasfasern 1 in der vertikalen Richtung Z auf einer gemeinsamen gleichen Höhe mit jeweils einem offenen Ende (nicht bezeichnet). Dabei erstrecken sich die Kerne 10 und die Mäntel 11 der Glasfasern 1 gleichweit und enden gemeinsam an dem jeweiligen offenen Ende. Die Beschichtungen 12 sind jeweils in der vertikalen Richtung Z auf gleicher Höhe zu den offenen Enden der Glasfasern 1 beabstandet.

Das Faseraustrittselement 1, 2, 3 weist auch ein optisches Element 2 auf, welches auch als optisches Fenster 2, als optische Linse 2, als optischer Strahlteiler 2 oder als optisches Prisma 2 bezeichnet werden kann bzw. hiervon gebildet wird. Ein optischer Grundkörper 20 des optischen Elements 2 in Form eines Glaskörpers 20 ist beispielsweise gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der Figur 1 quaderförmig mit beispielsweise Kantenlängen im Bereich von 5 mm bis 80 mm ausgebildet und weist in der vertikalen Richtung Z nach unten zeigend eine Eintrittsfläche 21 und gegenüberliegend nach oben zeigend eine Austrittsfläche 22 auf. Die vier Seiten des quaderförmigen optischen Elements 2 werden von den Seitenflächen 23 gebildet. An der Austrittsfläche 22 des optischen Elements 2 ist eine optische Beschichtung 24 in Form einer Anti-Reflektionsbeschichtung 24 flächendeckend aufgebracht, welche dem optischen Element 2 zugerechnet werden kann.

Die offenen Enden der Kerne 10 und der Mäntel 11 der Glasfasern 1 sind dabei mit einer Eindringtiefe (nicht dargestellt) gegenüber der Eintrittsfläche 21 des optischen Elements 2 innerhalb des Materials des optischen Elements 2 angeordnet. Die Materialien der Kerne 10 und der Mäntel 11 der Glasfasern 1 sind hierzu mit dem Material des optischen Elements 2 verschmolzen worden. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass Signallichtstrahlungen A zum Beispiel in Form von Laserlichtstrahlungen A möglichst störungsfrei und vollständig in das optische Element 2 eingeleitet werden können. Die in das optische Element 2 eingeleiteten Signallichtstrahlungen A können dieses durchlaufen und als Austrittsstrahlungen A über die Austrittsfläche 22 des optischen Elements 2 nach außen austreten. Auch kann hierdurch die mechanische Stabilität der stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Glasfasern 1 und dem optischen Element 2 verbessert werden.

Das Faseraustrittselement 1, 2, 3 weist ferner ein erstes Gehäuse 30 auf, welches auch als erste Einhausung 30 bezeichnet werden kann. Das erste Gehäuse 30 besteht aus einem ersten Gehäusemantel 30a, welcher die Glasfasern 1 entlang ihrer länglichen Erstreckungsrichtung vollständig umgibt, wozu je nach Ausgestaltung bzw. Anordnung der Glasfasern 1 der erste Gehäusemantel 30a beispielsweise zylindrisch oder viereckig ausgebildet sein kann. Das erste Gehäuse 30 besteht ferner aus einem Faserdurchführungselement 30b, welche auch als Faserhalterung 30b bezeichnet werden kann. Das Faserdurchführungselement 30b ist entsprechend beispielsweise kreisrund oder viereckig ausgebildet, korrespondierend zur Ausgestaltung des ersten Gehäusemantels 30a. Der erste Gehäusemantel 30a und das Faserdurchführungselement 30b umschließen gemeinsam mit dem optischen Element 2 bzw. dessen optischem Körper 20 einen ersten Gehäuseraum C, in welchem die Eintrittsfläche 21 des optischen Elements 2 samt der dort angeschlossenen offenen Enden der Glasfasern 1 angeordnet sind. Der erste Gehäuseraum C kann auch als innerer Gehäuseraum C oder als Gehäuseinnenraum C bezeichnet werden.

In jedem Fall werden die Glasfasern 1 im Bereich ihrer Beschichtung 12 von entsprechenden Durchgangsöffnungen (nicht bezeichnet) des Faserdurchführungselements 30b in der vertikalen Richtung Z aufgenommen und dort stoffschlüssig gehalten bzw. fixiert. Das Faserdurchführungselement 30b seinerseits ist feststehend mit dem ersten Gehäusemantel 30a verbunden, was ebenfalls stoffschlüssig erfolgen kann. An seinem in der vertikalen Richtung Z gegenüberliegenden Ende ist der erste Gehäusemantel 30a feststehend mit dem optischen Element 2 bzw. dessen optischem Körper 20 verbunden, was ebenfalls stoffschlüssig erfolgt. Mittels des ersten Gehäuses 30 kann somit eine mechanisch definierte und stabile Anordnung bzw. Befestigung der Glasfasern 1 gegenüber dem optischen Element 2 bzw. dessen optischem Körper 20 erfolgen, was die Verwendung, die Montage, die Handhabung bzw. den Transport des Faseraustrittselements 1, 2, 3 begünstigen bzw. überhaupt erst ermöglichen kann.

Gleichzeitig kann durch die Ausgestaltung des ersten Gehäuses 30 das thermische Verhalten des optischen Elements 2 bzw. dessen optischem Körper 20 beeinflusst bzw. dessen Erwärmung reduziert werden, indem Störstrahlungen B von dem optischen Element 2 bzw. dessen optischem Körper 20 ferngehalten werden können. Hierzu können sowohl der erste Gehäusemantel 30a als auch das Faserdurchführungselement 30b optisch absorbierend ausgebildet sein, was beispielsweise mittels metallischer oder keramischer Materialien erfolgen kann, welche vorzugsweise dem ersten Gehäuseraum C zugewandt optisch matt bzw. schwarz ausgebildet sein können. Diese Art und Weise können Störstrahlungen B vom ersten Gehäuse 30 möglichst vollständig absorbiert und somit von dem optischen Element 2 bzw. dessen optischem Körper 20 ferngehalten werden. Um dabei die mechanische Spannung an der Verbindung zwischen den Glasfasern 1 und dem optischen Element 2 zu reduzieren bzw. zu minimieren, kann vorzugsweise der Gehäusemantel 30a aus einem Material mit einem vergleichbaren Wärmeausdehnungskoeffizient wie die Glasfasern 1 ausgeführt sein.

Alternativ kann der erste Gehäusemantel 30a vollständig optisch transparent und das Faserdurchführungselement 30b an seiner dem ersten Gehäuseraum C zugewandten Innenseite 30c vollständig optisch reflektierend ausgebildet sein, sodass in diesem Fall die Störstrahlungen B möglichst vollständig direkt durch den ersten Gehäusemantel 30a oder ggf auch durch das optische Element 2 nach außerhalb des ersten Gehäuses 30 austreten können. Dies gilt ebenso für Störstrahlungen B, welche zunächst auf die Innenseite 30c des Faserdurchführungselements 30b treffen und von dort mittels dessen Reflektionen möglichst vollständig zum ersten Gehäusemantel 30a hin abgelenkt werden. Hierdurch kann auch eine Erwärmung des ersten Gehäusemantels 30a sowie des Faserdurchführungselements 30b vermieden bzw. reduziert werden. Auch können Störstrahlungen B von den Abschnitten der Glasfasern 1 ferngehalten werden, welche außerhalb des ersten Gehäuses 30 angeordnet sind, da die Störstrahlungen B das üblicherweise polymere Material der Beschichtungen 12 der Glasfasern 1 beschädigen können. Auch ist es möglich, die zuvor beschriebenen Varianten miteinander zu kombinieren. Aus den zuvor beschriebenen Gründen kann auch in diesem Fall der Gehäusemantel 30a mit einem Material mit einem der Glasfasern 2 ähnlichen bzw. entsprechenden Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgeführt sein.

In jedem Fall können Störstrahlungen B möglichst davon abgehalten werden, das optische Element 2 bzw. dessen optischem Körper 20 erneut zu erreichen und dort in Form von Absorptionsverlusten zu dessen Erwärmung beizutragen. Außerdem sollte in der Praxis aus sicherheitsrelevanten Gründen üblicherweise sichergestellt werden, dass die Störstrahlungen B ausreichend abgefangen bzw. abgeführt werden. Durch die Wahl des Absorptions- bzw. Reflexionsgrades des Gehäusemantels 30a bzw. der Innenseite 30c des Faserdurchführungselementes 30b kann der Ort der Umwandlung der Störlichtstrahlung B in Wärme entsprechend gestaltet werden. Somit kann das erste Gehäuse 30 für die jeweilige Anwendung thermisch angemessen ausgeführt und die Störstrahlungen B sicher abgeführt werden.

Um die Signallichtstrahlung A möglichst optisch verlustfrei über die Austrittsfläche 22 des optischen

Elements 2 nach außen austreten zu lassen, kann auf die Austrittsfläche 22 des optischen Elements 2 eine optische Beschichtung 24 in Form einer Antireflexionsbeschichtung 24 für die entsprechende Wellenlänge bzw. Wellenlängenbereich für die Signallichtstrahlung aufgebracht sein.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall verläuft die dem Gehäuseraum C zugewandte Seite des Faserdurchführungselements 30b, d. h. dessen Innenseite 30c, vollständig winkelig zu den Glasfasern 1. Hierdurch ist die Innenseite 30c des Faserdurchführungselements 30b auch winkelig gegenüber der Eintrittsfläche 21 des optischen Elements 2 bzw. dessen optischem Körper 20 ausgerichtet, sodass Störstrahlungen B insbesondere dann möglichst zum ersten Gehäusemantel 30a hin abgelenkt werden können, falls die Störstrahlungen B im Wesentlichen parallel bzw. mit einem sehr kleinen bzw. spitzen Winkel zu den Glasfasern 1 und damit etwa parallel zum ersten Gehäusemantel 30a gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Figur 1 verlaufen. Signallichtstrahlung A, welche mit einem kleinen Öffnungswinkel aus der Glasfaser austritt (kleine NA), ist in der Praxis zum Beispiel bei Single-Mode und Large-Mode Area Glasfasern relevant.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall weist die dem Gehäuseraum C zugewandte Seite des Faserdurchführungselements 30b, d. h. dessen Innenseite 30c, zwei Abschnitte auf, welche winkelig zueinander und zu den Glasfasern 1 verlaufen. Hierdurch können die zuvor beschriebenen Aspekte der schrägen Ablenkung von Störstrahlungen B derart umgesetzt werden, dass Störstrahlungen B in der Querrichtung Y zu beiden Seiten abgelenkt werden können. Ist das Faseraustrittselement 1, 2, 3 insgesamt zylindrisch ausgebildet, so kann das Faseraustrittselement 30b mit einer kegelförmigen Innenseite 30c umgesetzt werden.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall verläuft die dem Gehäuseraum C zugewandte Seite des Faserdurchführungselements 30b, d. h. dessen Innenseite 30c, vollständig gekrümmt zu den Glasfasern 1. Dies kann eine alternative Möglichkeit der Umsetzung der zuvor beschriebenen Aspekte der Erfindung darstellen. Dabei die Beschichtungen 12 der Glasfasern 1 innerhalb des Faserdurchführungselements 30b und somit außerhalb des ersten Gehäuseraums C enden zu lassen, kann das üblicherweise polymere Material der Beschichtungen 12 der Glasfasern 1 vor den Störstrahlungen B schützen.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. In diesem Fall ist zum einen die Eintrittsfläche 21 des optischen Elements 2 vollständig optisch angeraut ausgebildet. Zum anderen ist der erste Gehäusemantel 30a auf der dem Gehäuseraum C abgewandten Seite vollständig optisch angeraut ausgebildet. Hierdurch können die jeweils austretenden Störstrahlungen B diffus nach außerhalb abgegeben werden, wodurch die Intensität der Störstrahlungen B reduziert werden kann. Dies kann die Entstehung von Wärme dort, wo die diffusen Störstrahlungen B auftreffen, reduzieren. In anderen Worten kann der punktuelle Strahl einer Störstrahlung B in eine diffus ausgedehnte Fläche überführt und somit ggf eine effizientere Kühlung realisiert werden. Somit kann auch das Risiko der Schädigung von Materialien, z.B. der Beschichtung 12 der Glasfasern 1, reduziert werden.

Figur 6 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall ist der erste Gehäusemantel 30a auf der dem ersten Gehäuseraum C zugewandten Seite vollständig optisch angeraut ausgebildet. Hierdurch können die Störstrahlungen B diffus nach innen, falls der innere Gehäusemantel 30a optisch absorbierend ausgebildet ist, oder diffus nach außenabgegeben werden, falls der innere Gehäusemantel 30a optisch transparent ausgebildet ist, wodurch die Intensität der Störstrahlungen B reduziert werden kann. Die Ausführungsbeispiele der Figuren 5 und 6 können dabei auch in Kombination umgesetzt werden.

Figur 7 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel. Das siebte Ausführungsbeispiel der Figur 7 geht dabei vom ersten Ausführungsbeispiel der Figur 1 aus, wobei der erste Gehäuseraum C vollständig mit Material in Form von Mikroglaskugeln 28 gefüllt ist. Somit kann die Störstrahlung B von den Mikroglaskugeln 28 abgelenkt und hierdurch diffus verteilt werden, was die Intensität der Störstrahlung B reduzieren kann. Auch können die Mikroglaskugeln an den Mänteln 11 der Glasfasern 1 anliegen und dort als Cladding Light Stripper fungieren, d.h. Störstrahlungen B aus den Mänteln 11 der Glasfasern 1 aufnehmen und so von den Kernen 10 der Glasfasern 1 und dem optischen Element 2 fernhalten.

Alternativ oder zusätzlich wäre es auch möglich, den ersten Gehäuseraum C fluiddicht abzudichten bzw. zu umschließen und mit einem Fluid in Form einer Flüssigkeit oder eines Gases, insbesondere bei einem vorbestimmten Druck, zu füllen. Hierdurch könnten, in Abhängigkeit des verwendeten Fluids, die Absorptionsverluste innerhalb des ersten Gehäuseraums C reduziert bzw. minimiert werden, um auch auf diesem Wege Wärme möglichst vom optischen Element 2 fernzuhalten. Dabei kann das Fluid auch die Zwischenräume der Mikroglaskugeln 28 füllen.

Figur 8 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel. Auch das achte Ausführungsbeispiel der Figur 8 geht vom ersten Ausführungsbeispiel der Figur 1 aus, wobei in diesem Fall ein Zwischenelement 29 quer im ersten Gehäuseraum C angeordnet ist. Das Zwischenelement 29 kann dabei vergleichbar dem Faserdurchführungselement 30b reflektierend oder absorbierend ausgebildet sein, um wie dort beschrieben die Störstrahlungen B umzulenken oder aufzunehmen. Das Faserdurchführungselement 30b kann jedoch auch als Diffusor ausgebildet sein, um die Störstrahlungen B passieren zu lassen und hierbei zu verteilen, um die Störstrahlungen B in ihrer Intensität zu schwächen. TI

Dabei ist das Zwischenelement 29 parallel zum optischen Element 2 bzw. dessen optischen Körper 20 sowie parallel zum Faserdurchführungselement 30b angeordnet. Dies erfolgt in einem Bereich der Glasfasern 1, wo lediglich die Kerne 10 mit Mänteln 11 vorliegen, d.h. die Beschichtung 12 nicht vorhanden ist, so dass die Beschichtung 12 der Glasfasern 1 vom Zwischenelement 29 vor den Störstrahlungen B geschützt werden können. Die Glasfasern 1 bzw. deren Kerne 10 mit Mänteln 11 werden dabei durch Durchgangsöffnungen (nicht bezeichnet) des Zwischenelements 29 geführt, wie hinsichtlich des Faserdurchführungselements 30b zuvor beschrieben.

Figur 9 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall werden die Ausführungsbeispiele der Figuren 7 und 8 miteinander kombiniert, indem ein Teilbereich des ersten Gehäuseraums C mittels des Zwischenelements 29 abgetrennt wird, so dass das Zwischenelement 29 auch als Trennelement 29 bezeichnet werden kann. Dieser Teilbereich des ersten Gehäuseraums C wird dann mit den Mikroglaskugeln 28 und bzw. oder mit dem Fluid gefüllt, wie anhand des siebten Ausführungsbeispiels der Figur 7 zuvor beschrieben. Somit können die jeweiligen Eigenschaften und Vorteile miteinander kombiniert werden. Gleichzeitig kann der Aufwand reduziert werden, da lediglich der Teilbereich des ersten Gehäuseraums C gefüllt werden muss.

Figur 10 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall weist das optische Element 2 bzw. dessen optischer Körper 20 außerhalb des ersten Gehäuseraums C wenigstens einen Kühlkörper 25 in Form einer Mehrzahl von Kühlrippen 25 auf. Hierdurch kann die Oberfläche der Seitenflächen 23 des optischen Elements 2 bzw. dessen optischen Körpers 20 vergrößert werden, was die Abgabe von Wärme mittels Wärmestrahlung sowie Konvektion erhöhen bzw. verbessern kann.

Figur 11 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem elften Ausführungsbeispiel. In diesem Fall weist das optische Element 2 bzw. dessen optischer Körper 20 außerhalb des ersten Gehäuseraums C eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 26 zur Durchströmung mit einem Fluid auf. Das Fluid kann beispielsweise Umgebungsluft sein, welche selbstständig, d. h. ohne gefördert zu werden, durch die Durchgangsöffnungen 26 hindurchströmen und hierdurch die Abgabe von Wärme mittels Konvektion erhöhen bzw. verbessern kann.

Figur 12 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel. In diesem Fall ist das optische Element 2 trapezförmig oder kegelförmig ausgebildet, je nach Ausgestaltung des Faseraustrittselements 1, 2, 3 in eckiger oder zylindrischer Form, sodass die Austrittsfläche 22 des optischen Elements 2 größer als die Eintrittsfläche 21 des optischen Elements 2 ausgebildet ist. Dies kann die Fläche der Austrittsfläche 22 erhöhen, um hierdurch die Abgabe von Wärme mittels Wärmestrahlung sowie Konvektion dort zu erhöhen bzw. zu verbessern. Figur 13 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall werden die Beschichtungen 12 der Glasfasern 1, welche jeweils aus einem Polymer ausgebildet sind, innerhalb des ersten Gehäuseraums C vollständig von jeweils einem Schutzelement 13 umschlossen, wobei die Schutzelemente 13 jeweils von einem zumindest nicht transparenten und vorzugsweise reflektierenden Material gebildet werden. Hierdurch können Störstrahlungen B gezielt von den polymeren Beschichtungen 12 der Glasfasern 1 ferngehalten werden, welche von den Störstrahlungen B geschädigt werden könnten. Die Schutzelemente 13 können hierzu jeweils einen Schutzmantel 13a, welcher die Glasfasern 1 bzw. deren Beschichtungen 12 jeweils entlang der vertikalen Richtung Z, vorzugsweise zylindrisch, umgibt, sowie eine Schutzkappe 13b aufweisen, welche stirnseitig an der Beschichtung 12 der jeweiligen Glasfaser 1 angeordnet ist und von dem jeweiligen Kern 10 samt Mantel 11 durchdrungen wird.

Figur 14 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel, welches auf dem ersten Ausführungsbeispiel der Figur 1 beruht mit der Ergänzung, dass die Austrittsfläche 22 nach außen zeigend, d.h. dem ersten Gehäuseraums C abgewandt, eine Mehrzahl von Mikrolinsen 27 aufweist, welche gemeinsam auch als Mikrolinsenarray 27 bezeichnet werden können. Dabei ist pro Glasfaser 1 jeweils genau eine Mikrolinse 27 vorgesehen und der Glasfaser 1 jeweils direkt gegenüberliegend, d.h. in der geradlinigen Ausbreitung der jeweiligen Signallichtstrahlung A, angeordnet. Mittels der Mikrolinsen 27 können die Signallichtstrahlungen A beim Austritt beeinflusst werden, z.B. zur Kollimation der Signallichtstrahlen. Die Austrittsfläche 22 samt Mikrolinsen 27 wird von der Antireflexionsbeschichtung 24 überzogen.

Figur 15 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall weist das Faseraustrittselement 1, 2, 3 ferner ein zweites Gehäuse 31 auf , welches mit dem optischen Element 2 bzw. dessen optischem Körper 20 und mit dem ersten Gehäuse 30 verbunden ist und gemeinsam mit dem optischen Element 2 bzw. dessen optischem Körper 20 und mit dem ersten Gehäuse 30 einen zweiten Gehäuseraum D bildet, welcher das optische Element 2 und das erste Gehäuse 30 vollständig bis auf die Austrittsfläche 22 umschließt. Der zweite Gehäuseraum D kann auch als äußerer Gehäuseraum D oder als Gehäuseaußenraum D bezeichnet werden. Das erste Gehäuse 30 kann somit auch als inneres Gehäuse 30 bzw. als innere Einhausung 30 mit einem inneren Gehäusemantel 30a bezeichnet werden. Entsprechend kann das zweite Gehäuse 31 als äußeres Gehäuse 31 mit einem äußeren Gehäusemantel 31a bezeichnet werden. Das erste, innere Gehäuse 30 und das zweite, äußere Gehäuse 31 können gemeinsam als Gesamtgehäuse 3 bzw. als Korpus 3 des Faseraustrittselements 1, 2, 3 bezeichnet werden. Entsprechend kann der erste Gehäuseraum C als innere Gehäuseraum C und der zweite Gehäuseraum D als äußerer

Gehäuseraum D bezeichnet werden. Das zweite Gehäuse 31 weist hierzu einen zweiten Gehäusemantel 31a auf, welcher genau parallel zu dem ersten Gehäusemantel 30a verläuft und vollständig optisch absorbierend ausgebildet ist. Das zweite Gehäuse 31 weist auch ein eintrittsseitiges Abschlusselement 31b auf, welches genau parallel zu dem Faserdurchführungselement 30b verläuft und vollständig optisch absorbierend ausgebildet ist. Ferner weist das zweite Gehäuse 31 ein austrittsseitiges Abschlusselement 31c aufweist, welches genau parallel zu dem optischen Element 2 bzw. dessen Austrittsfläche 22 verläuft und ebenfalls vollständig optisch absorbierend ausgebildet ist. Hierdurch können die Störstrahlungen B, welche durch den transparenten ersten Gehäusemantel 30a des ersten Gehäuses 30 nach außerhalb in den zweiten Gehäuseraum D hindurchtreten, von dem zweiten Gehäuse 31 möglichst vollständig absorbiert werden.

Dabei umschließen das zweite Gehäuse 31, das optische Element 2 und das erste Gehäuse 30 den zweiten Gehäuseraum D fluiddicht bis auf einen Fluideinlass 31d und einen Fluidauslass 31e des eintrittsseitigen Abschlusselements 31b, durch welche hindurch ein Fluid wie beispielsweise ein flüssiges Kühlmittel als Fluidströmung E durch den Fluideinlass 31d hindurch in den zweiten Gehäuseraum D strömen und durch den Fluidauslass 31e wieder aus dem zweiten Gehäuseraum D austreten kann. Das Kühlmittel kann dabei mittels einer Fluidfördereinrichtung (nicht dargestellt) wie beispielsweise einer Pumpe in Richtung der Fluidströmung E gefördert und über Fluidleitungen (nicht dargestellt) wie beispielsweise Schläuche dem zweiten, äußeren Gehäuseraum D zugeführt sowie von dort abgeführt werden. Hierdurch kann die Abfuhr von Wärme aus dem zweiten Gehäuseraum D bzw. insbesondere vom zweiten Gehäuse 31erhöht bzw. verbessert werden, sodass die Erwärmung des optischen Elements 2 bzw. dessen optischem Körper 20 reduziert und die Störstrahlung sicher abgeführt werden kann.

Um zusätzlich Wärme mittels Wärmestrahlung sowie Konvektion an die Umgebung bzw. an die Umgebungsluft abzugeben, kann das zweite Gehäuse 31 bzw. dessen zweiter Gehäusemantel 31a dem zweiten Gehäuseraum D abgewandt einen Kühlkörper 31f in Form von einer Mehrzahl von Kühlrippen 31f aufweist.

Figur 16 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall weist das Faseraustrittselement 1, 2, 3 gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der Figur 15 zusätzlich die Kühlrippen 25 des optischen Elements 2 bzw. dessen optischen Körpers 20 auf, wie bereits zuvor anhand des zehnten Ausführungsbeispiels der Figur 10 erläutert. Hierdurch kann die Oberfläche des optischen Elements 2 bzw. dessen optischen Körpers 20 vergrößert werden, welche von der Fluidströmung E des Kühlmittels erreicht werden kann, was die Wärmeabfuhr über das strömende Fluid weiter verbessern kann.

Figur 17 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel. Figur 18 zeigt einen horizontalen Schnitt einer Detailansicht des erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel. Figur 19 zeigt eine Alternative zur Darstellung der Figur 18. In diesem Fall weist das Faseraustrittselement 1, 2, 3 gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der Figur 15 zusätzlich die Durchgangsöffnungen 26 bzw. die Strömungskanäle 26 des optischen Elements 2 bzw. dessen optischen Körpers 20 auf, wie bereits zuvor anhand des elften Ausführungsbeispiels der Figur 11 erläutert. Auch auf diese Art und Weise kann zusätzlich oder alternativ die Oberfläche des optischen Elements 2 bzw. dessen optischen Körpers 20 vergrößert werden, welche von der Fluidströmung E des Kühlmittels erreicht werden kann, was die Wärmeabfuhr über das strömende Fluid verbessern kann. Dabei können die Reihen von Glasfasern 1 jeweils zwischen sich eine Durchgangsöffnung 26 aufweisen, vergleiche Figur 13, oder es kann lediglich mittig eine einzige Durchgangsöffnung 26 innerhalb der horizontalen Ebene X, Y vorhanden sein, vergleiche Figur 14. Dies kann vom jeweiligen Anwendungsfall und insbesondere von der geometrischen Ausgestaltung des optischen Elements 2 bzw. dessen optischen Körpers 20 abhängen.

Figur 20 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall weist das Faseraustrittselement 1, 2, 3 gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der Figur 15 zusätzlich das trapezförmige bzw. kegelförmige optische Element 2 bzw. dessen optischem Körper 20 auf, wie bereits zuvor anhand des zwölften Ausführungsbeispiels der Figur 12 erläutert. Hierdurch kann die Oberfläche des optischen Elements 2 bzw. dessen optischen Körpers 20, welche von der Fluidströmung E des Kühlmittels erreicht werden kann, auch gegenüber dem zweiten Gehäuseraum D vergrößert werden, was die Wärmeabfuhr über das strömende Fluid verbessern kann.

Figur 21 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall weist das Faseraustrittselement 1, 2, 3 gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der Figur 15 zusätzlich die Schutzelemente 13 der Glasfasern 1 auf, wie bereits zuvor anhand des dreizehnten Ausführungsbeispiels der Figur 13 erläutert. Hierdurch können die entsprechenden dort beschriebenen Aspekte der Erfindung auch auf das erfindungsgemäße Faseraustrittselement 1, 2, 3 gemäß dem neunzehnten Ausführungsbeispiel übertragen werden.

Figur 22 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Faseraustrittselements 1, 2, 3 gemäß einem zwanzigsten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall weist das Faseraustrittselement 1, 2, 3 gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der Figur 15 zusätzlich die Mikrolinsen 27 der Austrittsfläche 22 des optischen Elements 2 auf, wie bereits zuvor anhand des vierzehnten Ausführungsbeispiels der Figur 14 erläutert. Hierdurch können die entsprechenden dort beschriebenen Aspekte der Erfindung auch auf das erfindungsgemäße Faseraustrittselement 1, 2, 3 gemäß dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel übertragen werden. Auch die Merkmale der sechsten bis neunten Ausführungsbeispiele der Figuren 6 bis 9 lassen sich insbesondere auf das Faseraustrittselement 1, 2, 3 gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der Figur 15 übertragen.

BEZUGSZEICHENLISTE (Teil der Beschreibung)

A Signallichtstrahlungen; Laserlichtstrahlungen; Austrittsstrahlungen

B Störstrahlungen

C erster, innerer Gehäuseraum; Gehäuseinnenraum

D zweiter, äußerer Gehäuseraum; Gehäuseaußenraum

E Fluidströmung

X Längsrichtung; Tiefe; Länge

Y Querrichtung; Breite

Z vertikale Richtung; Höhe

X, Y Horizontale; horizontale Ebene

1, 2, 3 Faseraustrittselement; Signallichtstrahlungsausgang; Faseraustrittsoptik; Faserarray

1 Glasfasern

10 Kerne der Glasfasern 1

11 Mäntel der Glasfasern 1

12 Beschichtung der Glasfasern 1

13 Schutzelemente der Glasfasern 1

13a Schutzmantel der Schutzelemente 13

13b Schutzkappen der Schutzelemente 13

2 optisches Element; optisches Fenster; optische Linse, optischer Strahlteiler; optisches Prisma

20 optischer Körper; Glaskörper

21 Eintrittsfläche des optischen Elements 2 bzw. des optischen Körpers 20

22 Austrittsfläche des optischen Elements 2 bzw. des optischen Körpers 20

23 Seitenflächen des optischen Elements 2 bzw. des optischen Körpers 20

24 optische Beschichtung bzw. Anti-Reflektionsbeschichtung der Austrittsfläche 22

25 Kühlkörper bzw. Kühlrippen des optischen Elements 2 bzw. des optischen Körpers 20

26 Durchgangsöffnungen bzw. Strömungskanäle des optischen Elements 2 bzw. des optischen Körpers 20

27 Mikrolinsen; Mikrolinsenarray

28 lose Glaskörper; Mikroglaskugeln; Quarzglaskugeln

29 Zwischenelement; Trennelement 3 Gesamtgehäuse; Korpus

30 erstes, inneres Gehäuse; erste, innere Einhausung

30a erster, innerer Gehäusemantel des ersten, inneren Gehäuses 30

30b Faserdurchführungselement bzw. Faserhaltung des ersten, inneren Gehäuses 30 30c Innenseite des Faserdurchführungselements 30b des ersten, inneren Gehäuses 30

31 zweites, äußeres Gehäuse; zweite, äußere Einhausung

31a zweiter, äußerer Gehäusemantel des zweiten, äußeren Gehäuses 31

31b eintrittsseitiges Abschlusselement des zweiten, äußeren Gehäuses 31

31c austrittsseitiges Abschlusselement des zweiten, äußeren Gehäuses 31 31d Fluideinlass des zweiten, äußeren Gehäuses 31

31e Fluidauslass des zweiten, äußeren Gehäuses 31

31f Kühlkörper bzw. Kühlrippen des zweiten, äußeren Gehäuses 31