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.

Anzeige

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

Die neue Generation der prismabasierten Multi-CMOS-Sensor Flächenkameraserie Apex hebt die Farbabbildung auf eine neues Niveau. Mit einem optimierten dichroitischen Prisma und der neuen Sony Pregius CMOS Generation mit Global Shutter Technologie ist die Kameraserie auf dem modernsten Stand der Farbbildgebung.

Anzeige

www.jai.com

Anzeige

Die Messsoftware Metrolog 3D erfasst und analysiert systemübergreifend Daten und visualisiert anschließend alle Arten von 3D-Messungen. Die neue Version X4 wurde entwickelt, um mit einer einzigen Softwareplattform mit jeder Art von System und Technologie der Messtechnik arbeiten zu können.‣ weiterlesen

www.metrologicgroup.fr

Für einige ist künstliche Intelligenz (KI) ein Segen, für andere ein Fluch. Wo Sie sich dabei einordnen, hängt in hohem Maß davon ab, ob Sie der Angst ausgesetzt sind, in Kürze Ihren Job an einen modernen C-3PO zu verlieren. Trotzdem müssen wir alle der Realität ins Auge blicken – eine Realität, die keine menschliche Interaktion erfordert.‣ weiterlesen

www.teledynedalsa.com

Anzeige

Das ADLVIS-1700-System unterstützt zwei CXP-6-Ports (1.250MB/s) oder einen vierkanaligen Camera Link-Port (bis zu 680MB/s). Mit bis zu vier wechselbaren 2,5″ SATA 6Gb/s SSDs und RAID-0/1/5/10-Support kombiniert es einen IPC mit wechselbaren CXP- oder CL-Bildverarbeitungskarten und einem großen und schnellen Massenspeicher. Dadurch werden hohe Schreib- und Lesegeschwindigkeiten erzielt und die einfache Entnahme der Laufwerke im Betrieb ermöglicht. Das Schnittstellenangebot umfasst in der Standard-Ausstattung zwei Gigabit-LAN-, zwei USB2.0- und zwei COM-Ports. Über den internen PCIe/104-Bus bestehen Erweiterungsmöglichkeiten, u.a. vier Gigabit-LANs, vier USB3.0-Ports und vier mPCIe-Carrier.

www.adl-europe.com

Anzeige

Die für den Dauereinsatz geeigneten IR-Linienkameras Pyroline ermöglichen Messgeschwindigkeiten bis zu 2.000 Linien/sec bei simultaner Messung aller Messpunkte und dies für Messtemperaturen von 600 bis 3.000°C. Neben der Standardvariante Pyroline 512N mit 256 Zeilen/sec gibt es auch die Variante HS 512N mit 2.000 Zeilen/sec. Als Kameragehäuse werden zwei Versionen angeboten. Bei der Variante compact+ kommt ein IP54-Aluminiumgehäuse zum Einsatz. In der Version protection befindet sich die Kamera in einem IP65-Industrieschutzgehäuse aus Edelstahl mit Luftspülung, Wasserkühlung und Schutzfenster, so dass Umgebungstemperaturen von bis zu 150°C möglich sind.

www.dias-infrared.de

Stromsparend, kompakt und vielseitig erweiterbar – drei Eigenschaften, die den Embedded Box PC Tank-870e-H110 ausmachen. Der IPC überzeugt mit performanten Quad C Intel Quad Core i7- oder i5-Prozessoren (max. 32GB DDR4 SO-DIMM Arbeitsspeicher) und ist dank max. 35W TDP stromsparend. Eingebettet in ein lüfterloses Aluminiumgehäuse mit den Maßen 132x255x190mm ist er standardmäßig mit drei Erweiterungsslots ausgestattet. Große Erweiterungsvielfalt bieten drei Backplane Varianten mit PCIe x4, PCIe x16, PCI und zwei Fullsize PCIe Mini Card Slots. Die an der Front herausgeführten I/O- Schnittstellen umfassen vier USB3.0, zwei isolierte RS-232/422/485, zwei RJ-45 GbE LAN und Audio.

www.icp-deutschland.de

Anzeige