Infrarot-Kameras messen Genauigkeit von Laserstrahlen

Für mehr Kopplungseffizienz

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.

Darstellung eines Strahlprofils (Bild: Cinogy Technologies GmbH)

Darstellung eines Strahlprofils (Bild: Cinogy Technologies GmbH)


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.

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.

Für mehr Kopplungseffizienz
Bild: Cinogy Technologies GmbH


Das könnte Sie auch interessieren

Vertriebskooperation zwischen Tattile und Framos

Die beiden Unternehmen Tattile und Framos haben eine gemeinsame Zusammenarbeit bekannt gegeben. Die Vertriebskooperation umfasst die gesamte Palette an Hardware- und Softwareprodukten (Vision Controller, Industriekameras etc.) des Unternehmens Tattile, die zukünftig über das Framos-Vertriebsnetz in Europa und Nordamerika erhältlich sein wird.

www.tattile.com

Robotics & Automation 2017

Die neue ‚Robotics & Automation‘-Messe findet vom 11. bis 12. Oktober in der Arena MK in Milton Keynes, Großbritannien, statt. Die Messe richtet sich vor allem an Kunden aus den Bereichen Manufacturing, Automotive, Distribution, Warehouse, Einzelhandel sowie an pharmazeutische Kunden und beinhaltet neben Messe-Ständen auch Vorträge und Live-Applikationen.

www.roboticsandautomation.co.uk

Anzeige
Schneider-Kreuznach mit neuem Vertriebsleiter

Seit 1. Mai ist Dr. Raimund Lassak neuer Vertriebsleiter der Jos. Schneider Optische Werke GmbH. Der 52-jährige gelernte Ingenieur bringt weitreichende Erfahrungen aus verschiedenen Managementpositionen bei Technologie-Unternehmen mit sich. Er verantwortet bei Schneider-Kreuznach nun sämtliche globalen Vertriebsaktivitäten.

www.schneiderkreuznach.com

VDMA: Deutsche Bildverarbeitung mit +9%

Die deutsche industrielle Bildverarbeitung hat im Jahr 2016 ein Umsatzplus von 9% gegenüber dem Vorjahr erwirtschaftet. Dabei stieg das Inlandsgeschäft um 3%, das Auslandsgeschäft um 14%. Laut Prognose des VDMA Robotik + Automation rechnet man für 2017 mit einem Umsatzplus von 10% auf dann 2,4Mrd. Euro.

ibv.vdma.org

Anzeige
3. Fachkonferenz ML4CPS

Die dritte Fachkonferenz ‚Maschinelles Lernen in der Produktion‘ findet vom 25. bis 26. Oktober in der SmartFactoryOWL in Lemgo statt. An beiden Konferenztagen geben verschiedene Vorträge und Networking-Veranstaltungen Einblick in das Thema ‚Machine Learning for Cyber Phisical Systems‘ (ML4PCS). Die Konferenz ist eine Kooperation zwischen dem Fraunhofer IOSB-INA und SV-Veranstaltungen.

www.sv-veranstaltungen.de

80% Zeitersparnis dank Deep learning

Das IBM Cognitive Visual Inspection (CVI) Systen macht über Ultra-HD-Kameras Videoaufnahmen von Werkstücken in der Fabrik. Die intelligente Lösung lernt dabei ständig dazu, basierend auf der Klassifikation der gefundenen Qualitätsmängel durch die sie bedienenden Mitarbeiter. Die integrierte künstliche Intelligenz Watson hilft Fehler schneller zu erkennen und zu klassifizieren. Tests ergaben, dass bei einem acht Tage dauernden Produktionszyklus bis zu 80% der ursprünglich für die Prüfung veranschlagten Zeit eingespart werden konnte.

www.ibm.com

Anzeige