Umgang mit Lichtwellenleiter-Kommunikations-Systemen (LWKS) (bisher: BGI 5031)
Abschnitt 5.2 – 5.2 Wichtige Eigenschaften von Lichtwellenleitern für die Gefährdungsermittlung
Das folgende Bild stellt schematisch für verschiedene Fasertypen die Strahlprofile nach Austritt aus der Faser dar.
Bild 1: Strahlprofile nach Austritt aus verschiedenen Fasertypen
Die nachfolgende Tabelle 1 gibt den Kerndurchmesser ØKern, die typische numerische Apertur NA, den Strahldurchmesser Ø100 im Abstand von 100 mm und den maximalen in das Auge gelangenden Leistungsanteil η in % für die folgenden Fasertypen an:
SM = Einmodenfaser
MM = Mehrmodenfaser mit Gradientenindex-Profil
PCS = polymer-clad silica = Polymermantel-Quarzfaser
PMMA-POF = Polymethylmethacrylat-Plastikfaser.
Tabelle 1:
Kerndurchmesser, numerische Apertur, Strahldurchmesser und in das Auge gelangender Leistungsanteil
| øKern in µm | typ. NA | ø100 in mm | η in % | |
| SM1: | 8 | 0,1 | 11/13 | 33/25 |
| MM Grad. index: | 50 | 0,2 | 24 | 8,2 |
| MM Grad. index: | 62,5 | 0,28 | 34 | 4,2 |
| MM Grad. index: | 100 | 0,3 | 37 | 3,5 |
| PCS: | 200 | 0,35 | 44 | 2,5 |
| PMMA-POF: | 1000 | 0,47 | 63 | 1,2 |
Für eine geführte Wellenlänge 1,3 µm oder 1,55 µm
Die Kennzahlen in Tabelle 1 sind wie folgt definiert:
- a)
Kerndurchmesser ØKern = der geometrische Durchmesser des Faserkerns
- b)
Numerische Apertur NA = der Sinus des halben Öffnungswinkels α, definiert auf der Basis des Strahlradius, an dem die Leistungsdichte auf 5 % des Maximums gefallen ist (siehe Anhang 2)
- c)
Strahldurchmesser im Abstand von 100 mm Ø100 = minimaler Akkomodationsabstand, definiert auf der Basis des Radius, an dem die Leistungsdichte auf 37 % des Maximums gefallen ist. Die zugehörige Kreisfläche schließt 63 % der Gesamtstrahlungsleistung ein.
Die jeweils berechneten Strahldurchmesser (mit je 63 % der Gesamtstrahlungsleistung) im minimalen Akkommodationsabstand von 100 mm zeigen die starke Abhängigkeit der Gefährdung vom Fasertyp. Strahlung im Wellenlängenbereich von 400 bis 1400 nm aus den am häufigsten verwendeten Lichtwellenleitern mit einem Kerndurchmesser von bis zu 100 µm wird auf einen Punkt auf der Netzhaut abgebildet (Punktlichtquelle).
Anmerkung:
Bei Abständen von weniger als 100 mm kann das Auge nicht mehr fokussieren. Deshalb heißt es in Abschnitt A2.5.1 des Anhangs 2 der BG-Information "Betrieb von Lasereinrichtungen" (BGI 832):
"Für Bestrahlung der Augen im Wellenlängenbereich von 302,5 nm bis 4000 nm ist ein minimaler Messabstand von 100 mm zu verwenden".
Für den optischen Strahlenschutz muss natürlich nur der Strahlungsanteil berücksichtigt und mit den MZB-Werten verglichen werden, der in das Auge gelangen kann.
In der Lichtwellenleitertechnik ist allgemein die Angabe der geführten Gesamtstrahlungsleistung in dBm (siehe Anhang 2) üblich.