Brechnungsindexmodifikation in perfluorierten Polymerfasern mit ultravioletter Laserstrahlung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 214451058

Optische, perfluorierte Polymerfasern sind wegen ihrer hohen Transparenz über einen weiten Spektralbereich vom Ultravioletten bis zum Infraroten und auch wegen ihrer chemischen Beständigkeit für viele sensorische Anwendungen besser geeignet als Fasern aus Polymethylmethacrylat. Faser-Bragg-Gitter (FBG) konnten in dieser Faserklasse trotz nachgewiesener Photosensitivität bei der Wellenlänge von 355 nm bisher nicht realisiert werden. Sensorkonzepte, die auf FBG basieren, sind daher dieser Faserklasse bislang verwehrt. Ausgehend von der Arbeitshypothese, dass bei Wellenlängen kleiner als 355 nm aufgrund der höheren Photonenenergien eine effizientere Brechungsindexmodulation und daher die Herstellung von FBG möglich ist, ergibt sich als Ziel des Vorhabens, die Photosensitivität bei den Excimerlaserwellenlängen von 193 nm und 248 nm grundlegend zu erforschen. In Abhängigkeit von den Bestrahlungsparametern sollen die erreichbaren Brechzahlmodifikationen sowie die chemischen und physikalischen Veränderungen in dem Polymermaterial der Faser ermittelt werden. In die Untersuchungen werden eine Vorbehandlung der Faser mit Sauerstoff und eine Temperung der Faser nach der Bestrahlung zur gezielten Steuerung der Brechzahländerung mit einbezogen. Aus den Erkenntnissen soll ein Modell der zur Brechzahlmodifikation führenden Mechanismen gebildet werden, das es erlaubt, Verfahren aufzuzeigen, mit denen Bragg-Gitter reproduzierbar und effizient in perfluorierten Polymerfasern herstellbar sind. So sollen dieser Faserklasse Anwendungen mit FBG eröffnet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen