Für mehr Kopplungseffizienz

Infrarot-Kameras messen Genauigkeit von Laserstrahlen

Telekommunikationsverbindungen müssen eine unvorstellbare Datenmenge in Echtzeit über weite Strecken transportieren. Um die Ursprungssignale möglichst verlustfrei in die Glasfaserkabel einspeisen zu können, kontrollieren Telekommunikationsunternehmen mit Hilfe von Laser-Beam-Profilern, die mit Infrarotkameras ausgestattet sind, die Leistungswerte der Laser.
Jeder Internetnutzer, der seine Telefonleitung nutzt, um online Videos oder Fernsehen zu schauen oder andere Dienste in Anspruch zu nehmen, erwartet eine möglichst störungsfreie Bild- und Tonqualität. Um die Qualität und Stabilität des gesendeten Lasersignals sicherzustellen, nutzen Telekommunikationsunternehmen Laserstrahlanalysegeräte, sogenannte Laser-Beam-Profiler. Für den effektiven Einsatz des Lasers ist die Kontrolle und Einhaltung von Parametern wie z.B. Strahllage/-größe, oder Laserstrahlleistung/-verteilung von höchster Bedeutung. Streuverluste der Strahlung sowie verschiedene Einfallwinkeln sollen vermieden werden, wenn die Lichtsignale in das Kabel gekoppelt werden. Bei einem Durchmesser der Faser von ca. 6µm stellt es eine Herausforderung dar, den Strahl so zu bündeln und auszurichten, dass die Kopplungseffizienz, d.h. das Verhältnis vom Ursprungsstrahl zu gekoppelter Leistung, optimal ist. Live-Messungen der entscheidenden Parameter versetzen die Telekommunikationsanbieter in die Lage, kontinuierlich den Strahl zu kalibrieren und damit die Leistung zu optimieren. Die Cinogy Technologies GmbH aus Duderstadt ist ein Anbieter von hochwertigen Laserstrahlcharakterisierungssystemen. Ihre Laserstrahlanalysegeräte für den nahen Infrarotbereich, in den die Telekommunikationswellenlängen fallen, basieren auf modernen InGaAs-Sensoren (IndiumGalliumArsenid-Sensoren) und sind mit IR-Kameras von Allied Vision ausgestattet. Im kurzwelligen Infrarotbereich eignen sich Strahlanalysegeräte besonders zum Vermessen von Lasern. Da CCD- und CMOS-Sensoren für Wellenlängen nur bis max. 1.100nm verwendet werden können, erweitern Kameras auf Basis von InGaAs-Sensoren den messbaren Wellenlängenbereich bis zu 1.700nm. Je nach geforderter Auflösung setzt Cinogy die IR-Kameras Goldeye G-008 SWIR (320×256 Pixel) oder Goldeye G-033 SWIR (640×512 Pixel) zum Laser-Beam-Profiling ein. Beide Kameramodelle verfügen über einen SWIR (short wave infrared) InGaAs-FPA-Sensor und sind im Spektralbereich von 900 bis 1.700nm empfindlich. Dank einer Standard GigE-Schnittstelle mit integrierter Stromversorgung über Ethernet sowie umfangreicher Input/Output-Steuerungsoptionen lassen sich die Kameras problemlos in die komplexen Laser-Beam-Profiler integrieren, betreiben und steuern. Die gekühlten Sensoren innerhalb der Kamera ermöglichen eine Steigerung der Empfindlichkeit und ein niedriges Grundrauschen auch bei langen Belichtungszeiten.

Visualisierung des Laserprofils

Die Laserstrahlung wird direkt auf den InGaAs-Sensor geführt und kann dann analysiert werden. Die Auswertung erfolgt mit der Analysesoftware RayCi. Das Programm ermöglicht in Echtzeitmessung eine kontinuierliche Kontrolle der Strahlparameter, wie z.B. der Kopplungseffizienz. Sind unerwünschte Strukturen im Strahl, zeigt das Laserprofil die Signalverluste live im System an. Um die Stabilität der Leistung zu messen, werden Werte über einen definierten Zeitverlauf gemessen und miteinander verglichen. Visualisiert werden die entscheidenden Parameter in verschiedenen 2D-Profilen, die Form und Verteilung des Strahls wiedergeben. Farblich abgestufte Skalen heben die unterschiedlichen Ausprägungen hervor. Die Software bietet zudem eine XML-RPC-Schnittstelle zur Fernsteuerung. Diese ermöglicht eine einfache Integration der Strahlanalyse in externe Anwendungen. Das Besondere an der Schnittstelle ist die einfache Implementierung in unterschiedlichen Systemplattformen via XML-Befehle, wodurch RayCi z.B. über LabView, Skripte oder Excel gesteuert werden kann.

Anzeige

Fazit

„Mit Laserstrahlcharakterisierungssystemen auf Basis von InGaAs-Sensoren wird es Anwendern aus dem Bereich der Telekommunikation ermöglicht, Laserstrahlanalyse und -optimierung im Infrarotbereich durchzuführen, was mit Systemen auf Basis von CCD oder CMOS Sensoren nicht möglich ist“, betont Andy Kaemling, Geschäftsführer bei Cinogy Technologies die Wahl der Goldeye-Kameramodelle für die Ausstattung der Laser-Beam-Profiler. Die Infrarotkameras kommen jedoch nicht nur in komplexen Systemen zur Anwendung. „Im einfachsten Fall wird der Laser einfach auf den Sensor der Kamera ‚geschossen‘ und die Kamera wandelt das Infrarotlicht in eine sichtbare Aufnahme des Lasers um“, so Kaemling. Die Laserstrahlcharakterisierungssysteme auf Basis von InGaAs-Sensoren sind bereits weltweit im Einsatz. Derzeit entwickelt Cinogy Technologies ein neues Messsystem, das hauptsächlich für den Infrarot-Spektralbereich konzipiert ist und auf die Infrarot-Kameras von Allied Vision als festen Bestandteil des Systems setzt.

Das könnte Sie auch interessieren

Vom 19.-22. Juni findet dieses Jahr die Automatica auf dem Münchener Messegelände statt. Mittlerweile ist auch ein erstes Ausstellerverzeichnis online. Ungefähr 50 ausstellenden Firmen lassen sich dem Thema Bildverarbeitung zuzuordnen. Unter dem Motto ‚Optimize your Production‘ bietet die Messe für intelligente Automation und Robotik einen Überblick über alle Technologie- und Produkttrends.

automatica-munich.com

Anzeige

Die European Machine Vision Association (EMVA) hat Arnaud Darmont (Bild) zum neuen Standards Manager ernannt. Darmont wird künftig die europäischen Standardisierungsaktivitäten weltweit vorantreiben sowie den Entwicklungsprozess von Bildverarbeitungsstandards koordinieren. Er bringt langjährige Bildverarbeitungserfahrung sowohl im technischen als auch im Führungs- und Marketingbereich mit und hat unter anderem an der Entwicklung des EMVA-1288-Standards mitgewirkt.

www.emva.org

Notavis hat eine Smart Kamera mit der Notavis WebApp-Software im Portfolio. Basierend auf dem Portfolio intelligenter Kameras von Vision Components mit Auflösungen bis 4,2MP und einer auf Halcon basierende Software mit ID-, Presence/Absence- und Patternmatching-Werkzeugen erfüllt diese Anwendungen in den Bereichen Logistik, Automatisierung und Robotik. Hervorstechendes Merkmal der Kamera ist deren einfache Konfiguration über einen Webbrowser (auch WLAN) auf allen Devices (PC, Tablet, Smartphone). Es besteht zudem die Möglichkeit der individuellen Anpassung und Erstellung eigener Werkzeugsets.

www.notavis.com

Notavis bietet ein komplettes Portfolio an hochwertigen industrietauglichen Machine Vision Kameras des Premiumpartner Huaray (Dahua Technology). Das Bildverarbeitungsportfolio von Dahua umfasst Flächen-, Zeilen- und Smartkameras mit Auflösungen von 0,3 bis 50MP. Als Schnittstellen bieten die Kameras GigE, USB 3.0, CoaXPress und Camera Link an. Zusätzlich sind auch 3D-Kameras und Objektive im Programm des chinesischen Kameraherstellers.

 

www.notavis.com

Am 1. März lädt das Unternehmen Hexagon Manufacturing Intelligence zum Aicon 3D Forum in die Maschinenhalle des Steigenberger Parkhotels in Braunschweig ein. Die Veranstaltung findet bereits zum 18. Mal statt und dreht sich um die aktuellen Trends und Applikationen in der optischen 3D-Messtechnik. Eröffnungsredner ist Carsten Struve, CTO von Hexagon Manufacturing Intelligence, der in seiner Keynote über ‚Hexagon Smart Quality in der vernetzten Fabrik‘ sprechen wird.

www.aicon3dforum.de

Timken stellt Lager, Getriebe, Antriebsriemen und Ketten zur Fertigung verschiedener Produkte her. Als führender Anbieter im Bereich Kegelrollenlager produziert die Firma die Lager sowie Komponenten für andere Rollenlager an Standorten in aller Welt, beispielsweise auch bei Timken India Limited.‣ weiterlesen

www.teledynedalsa.com

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige