Auskopplung Faserbündel

lasse_oelen · Anmeldungsdatum: 07.02.2008 Beiträge: 8

Hallo,

ich habe diesmal ein "reales" Problem und keine Aufgabe.

Ich habe ein Faserbündel an dessen einem Ende die Fasern (188 Stück, ca. 100µm Durchmesser) in einer Linie angeordnet sind, sodass die Länge der Linie ca. 2 cm beträgt. Die NA dieser Fasern beträgt 0,22.

Ich würde jetzt gerne das Licht aus diesen Fasern spektral aufspalten und auf einem CCD-Chip (ca. 8 x 8 mm) abbilden, also als Ergebnis 188 Linien die entlang der Linie das Spektrum darstellen.

Das Problem ist die Länge der Linie und die NA der Fasern. Zuerst muss ich das Licht am besten parallel kriegen, aber mit einer "normalen" Kollimatorlinse kriege ich wohl kaum das Licht aus den äußeren Fasern mit. Deshalb habe ich schon an sowas wie ein Microlinsenarray gedacht. Normalerweise koppelt man damit zwar in Fasern ein, aber es geht ja auch genau anders herum. Allerdings hab ich bisher nur ein Array gefunden mit 48 Microlinsen und ne Spezialanfertigung würde dann bestimmt verdammt teuer.

Deshalb wollte ich hier mal Fragen ob evtl. von euch noch einer ne gute Idee hat.

Vielen Dank schon mal.

Gruß

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Wenn das Mikrolinsenarray, das du da gefunden hast, wirklich prima zum Abstand deiner Faserenden passt, dann könntest du das ja nehmen, um dein Bild in 4 Schritten aufzunehmen, und während der Aufnahme eines Teils des Bildes jeweils die anderen Faserenden mit einer Maske abdecken oder vielleicht schon am Fasereingang dieser Fasern die Lichtzufuhr blockieren.

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(Eine etwas wildere, andere Idee könnte eventuell sein, das mal mit Flüssigkeitslinsen zu probieren. Das muss nicht unbedingt heißen, dass man direkt auf die Faserenden Flüssigkeit aufbringt, die aufgrund ihrer Ad- und Kohäsionskräfte eine Linsenform annimmt (Plankonvexlinse) und vielleicht sogar einen passenden Brechungsindex hat, um das Licht ausreichend gut zu kollimieren. (Dabei müsste man wohl aufpassen, dass man die Faserenden danach wieder sauber bekommen kann; wenn man das zum Beispiel mit Wasser versucht, würde man wohl destilliertes Wasser nehmen, damit sich da kein Kalk absetzt oder so)

Sondern vielleicht findet man ja auch eine Möglichkeit, eine Art dünne Plastikrinne für eine Flüssigkeit herzustellen, die passend geformt ist und dann mit Flüssigkeit gefüllt würde.)

lasse_oelen · Anmeldungsdatum: 07.02.2008 Beiträge: 8

Ok, mit dem Abdecken und in 4 Schritten aufnehmen hast du prinzipiell natürlich recht. Aber ich wollte eigentlich den Aufbau verwenden um schnelle Aufnahmen machen zu können. Deshalb wäre das leider nicht so optimal.

An sowas wie eine Flüssigkeitslinse hab ich wirklich noch nicht gedacht. Wenn man es in Form einer Rinne machen könnte (?!?) dann wäre allerdings das Problem, das man so etws wie eine Zylinderline erhält, also nur in einer Ebene fokussiert. Sowas ähnliches habe ich schon als Gradienten-Index-Linse gefunden... vielleicht wäre das tatsächlich eine Möglichkeit, aber es geht einem dabei natürlich das Licht welches senkrecht zur Fokussebene abgestrahlt wird verloren...

Mmh, ich weiß auch nicht...

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die Flüssigkeitslinse hatte ich eigentlich hauptsächlich für den "schwierigsten Teil" des Fokussierens (in Längsrichtung) gedacht.

Also in elementarster Form ein durchsichtiges "Wellblech", dessen "Wellenlänge" zum Abstand der Faserenden passt. Oder eben in fortgeschrittener Form eine Rinne mit Längsstruktur.

Die Fokussierung in "Querrichtung" dürfte tendenziell das weniger große Problem sein, denn dafür könnte man ja im Zweifelsfall eine normale Zylinderlinse nehmen, die man dann hinter das "Wellblech" packt.

lasse_oelen · Anmeldungsdatum: 07.02.2008 Beiträge: 8

tja, aber ich hätte keine Ahnung wie ich sowas herstellen sollte mit einem Faserabstand von ca. 100 µm...

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Stimmt, das kann natürlich sein, dass so etwas dann nicht mehr leichter herstellbar ist als ein normales Mikrolinsenarray.

Wenn man sich die Mühe macht, irgendeine strukturierte Plastikrinne mit optischer Qualität so herzustellen, dass man Wasser kontrolliert reinfüllen könnte, dann dürfte es fast leichter sein, statt dessen gleich ein Mikrolinsenarray aus Plastik oder aus Glas, ... herzustellen oder herstellen zu lassen.

(Selbst wenn man die Phantasie-Idee mit einer Wasserrinne als Linsenarray weiterspinnt, und sich zum Beispiel eine glatte Wasserrinne vorstellt, in der man, vielleicht mit Piezos von beiden Seiten, eine stehende Wasserwelle erzeugt, so dass man dann in einer passend getakteten stroboskopischen Aufnahme immer dann fotografiert, wenn die stehende Welle gerade einigermaßen passend fokussiert --- so gut wie ein echtes Mikrolinsenarray oder vielleicht auch einfach wie eine Abbildung mit Hilfe einer ausreichend großen Linse dürften diese "Wasser-Basteleien" wohl nicht funktionieren. )

lasse_oelen · Anmeldungsdatum: 07.02.2008 Beiträge: 8

Tja, ich denke auch das die Idee zwar interessant ist, aber die Realisierung sich doch schwierig gestalten dürfte...

grübelnd

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Wie weit bist du schon mit den andern beiden Möglichkeiten, also entweder (A) einem schicken Mikrolinsenarray, oder (B) einer großen Linse hinter dem Faserbündel?

Diese "große Linse" muss wahrscheinlich gar nicht mal so groß sein, wie du ursprünglich vermutet hattest, denn du musst ja wahrscheinlich nicht unbedingt alles Licht von jeder einzelnen Faser auffangen. Um eine schöne und ausreichend lichtstarke Abbildung zu bekommen, wird es genügen, einen guten Teil des Lichtes (wenn das mal für manche Fasern auch nur die Hälfte oder ein Drittel ist, dürfte das ja oft noch prima reichen) aus jeder Faser aufzufangen.

Magst du mal abschätzen, welcher Linsendurchmesser bei welcher Brennweite der Linse noch prima ausreichen dürfte? Und mal sagen, ob du Linsen hast oder findest, die da vernünftig passen können?

lasse_oelen · Anmeldungsdatum: 07.02.2008 Beiträge: 8

Naja, ich fürchte fast das ein Microlinsenarray dafür angefertigt werden müsste -> teuer. Aber ich stehe in Kontakt mit Linos, mal schauen was aus der Richtung so kommt....

Ich hab es zunächst einfach mit ein paar Linse probiert, die ich so hier habe. Damit hab ich es auch ganz ordentlich geschafft, ein paar spektral aufgespaltene Linien abzubilden. Allerdings hab ich bisher nur ca. 100 der 188 Fasern abgebildet gekriegt. Und an den Rändern ist die Abbildung schon deutlich schlechter... Vielleicht probiere ich es auch noch mal mit einem 10x Mikroskopobjektiv, da die NA bei ca. 0,2 liegt. Mal sehen was ich damit so drauf kriege...