EP2279397A1 - Device for spatially resolved temperature measurement - Google Patents

Device for spatially resolved temperature measurement

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Publication number
EP2279397A1
EP2279397A1 EP09745482A EP09745482A EP2279397A1 EP 2279397 A1 EP2279397 A1 EP 2279397A1 EP 09745482 A EP09745482 A EP 09745482A EP 09745482 A EP09745482 A EP 09745482A EP 2279397 A1 EP2279397 A1 EP 2279397A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polarization
optical fiber
laser light
light
light source
Prior art date
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Ceased
Application number
EP09745482A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wieland Hill
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luna Innovations Germany GmbH
Original Assignee
Lios Technology GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Lios Technology GmbH filed Critical Lios Technology GmbH
Publication of EP2279397A1 publication Critical patent/EP2279397A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to a device for spatially resolved temperature measurement according to the preamble of claim 1.
  • a device of the aforementioned type is known, for example, from EP 0 692 705 A1.
  • Fiber optic temperature measuring systems
  • DTS distributed Temperature Sensing - DTS
  • the effect of Raman scattering can be used.
  • the radiation of a narrow-band source of electromagnetic radiation eg that of a laser
  • the radiation of a narrow-band source of electromagnetic radiation is inelastic in the
  • Fiber material scattered The ratio of the intensities of the scattered radiation with shorter wavelength than the excitation (anti-Stokes scattered radiation) and the scattered radiation at longer wavelength (Stokes scattered radiation) is temperature-dependent and can be used for temperature determination.
  • Optical Frequency techniques Optical Frequency Domain Reflectometry - OFDR
  • pulse techniques Optical Time Domain Reflectometry - OTDR
  • temperature measuring systems can be used, for example, for fire monitoring in tunnels and canals, for monitoring power cables and pipelines, and in oil and gas production.
  • a DTS device In addition to the corresponding coupling optics, a DTS device generally contains the following essential optical components:
  • a laser light source A laser light source,
  • a spectral divider for coupling the light of the laser light source in the optical fiber used for the measurement and for separating the Raman scattered light components of the laser light scattered back from the optical fiber
  • a DTS device can be largely constructed as a free-form optic.
  • fiber optic structures are often used.
  • a problem of spatially resolved temperature measurement in optical fibers is the change in polarization along the fiber. This occurs especially, but not exclusively, in single-mode fibers.
  • the stimulating radiation is usually polarized. Since the Raman scattering can also be polarized, the Raman scattered light components returning from the fiber can also be polarized. Detection of Raman scattered light may be accomplished using spectral splitters, filters, and others polarization-dependent components. The result of the measurement can thus depend on the polarization.
  • the plane of polarization can be rotated or the polarization otherwise altered by effects such as stress birefringence.
  • the measurement signals depend not only in the desired manner on the local temperature, but also on the local polarization at the measuring point or the
  • the problem underlying the present invention is to provide a device of the type mentioned, with a higher temperature resolution and / or spatial resolution can be achieved.
  • the device comprises means for reducing polarization-related effects.
  • the influence of the polarization effects described can be reduced such that the temperature resolution and / or the
  • the means for reducing polarization-related effects comprise a polarization modifier which can at least partially depolarize the light of the at least one laser light source prior to coupling into the optical fiber or temporally and / or spatially change the polarization state of the light prior to the coupling.
  • the polarization modifier should influence the polarization of the laser light or possibly also of the scattered light in such a way that the polarization dependence of components such as spectral divider and
  • the desired polarization independence of detection does not necessarily require actual depolarization. Rather, it is also possible to use polarization modifiers which temporally and / or spatially change the polarization state and thus lead to an averaging of different polarization components in the detection.
  • Polarization modifier works as follows:
  • Delay distance must be greater than the coherence length so as not to get back polarized light behind the depolarizer. Since large delay lines affect spatial resolution, there may be limitations in using in high-resolution devices. For high-resolution devices other solutions come, for example using rotating optically active disks (half-wavelength plates), electroactive cells for changing the polarization or mechanically stressed optical fibers in question, which can cause a change in the polarization due to the mechanical stress due to induced birefringence.
  • a polarization modifier can be largely constructed as a free-beam optic.
  • Reduction of polarization-related effects comprise at least one filter whose properties, in particular with regard to its transmission, differ by less than 10%, in particular less than 5%, preferably less than 1%, for two or for each two mutually perpendicular polarization directions.
  • the means for reducing polarization-related effects comprise at least one spectral divider whose properties, in particular with regard to its transmission and / or its reflection, are perpendicular to one another or to each other
  • Polarization directions differ by less than 10%, in particular less than 5%, preferably less than 1%.
  • Spectral splitters and other wavelength-selective filters can be used in your
  • One way to reduce the polarization dependence of thin film filters is to use special layer designs that have very similar characteristics for both wavelengths at the wavelengths in question.
  • Another way is to use small angles of incidence.
  • the filters work polarization independent.
  • polarization effects may be sufficiently small to permit accurate measurement of the temperature with a device according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic view of a first embodiment of a device according to the invention
  • Fig. 2 shows an exemplary embodiment of a polarization modifier
  • FIG. 3 shows a detail of a schematic view of a second embodiment of a device according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic view of a third embodiment of a device according to the invention.
  • the device comprises a laser light source 2 controlled by drive means 1.
  • the light 3 of the laser light source 2 passes through a polarization modifier 4, which can depolarize the light 3 or temporally and / or spatially change the polarization state of the light 3. After passing through the polarization modifier 4, which can depolarize the light 3 or temporally and / or spatially change the polarization state of the light 3. After passing through the polarization modifier 4, which can depolarize the light 3 or temporally and / or spatially change the polarization state of the light 3.
  • Polarisationsver the light 3 via coupling means comprising a spectral divider 5 and, for example, a lens 6, coupled into an optical fiber 7 used for temperature measurement.
  • the lens 6 and the spectral divider 5 also serve as decoupling means and can scatter the backscattered in the optical fiber 7 parts of from the laser light source 2 generated light 3 schematically indicated evaluation 8 perform.
  • the evaluation means 8 comprise for example a spectral divider 9 for the laser wavelength and the Raman radiation and two detectors 10, 1 1 for the Stokes and the anti-Stokes scattered radiation, in front of which non-imaged filters are arranged.
  • the evaluation means 8 additionally comprise a measurement electronics 12.
  • the filters may have a structure that provides similar transmission characteristics for mutually perpendicular linear polarizations.
  • the transmission can differ by less than 1%, for example, for a Raman wavelength to be detected for two or for each two mutually perpendicular polarization directions. This minimizes the polarization-dependent influence of the filters on the temperature measurement.
  • the spatially resolved temperature measurement in the optical fiber 7 can be effected by a method which corresponds to the OFDR method as described in EP 0 692 705 A1.
  • the light 3 of the laser light source 2 can be frequency-modulated and a Fourier transformation can be carried out in the evaluation means 8.
  • a connection 34 between the drive means 1 of the laser light source 2 and the measuring electronics 12 can be seen. This connection is used to synchronize laser light source 2 and measuring electronics 12.
  • a polarization modifier 4 comprises a polarization beam splitter 13 and two Faraday mirrors 14, 15, each consisting of a mirror and a polarization rotator.
  • Polarization rotors may be a 45 ° Faraday rotator or a quarter wavelength plate.
  • the light 3 of the laser light source 2 strikes the polarization beam splitter 13 from the left in FIG. 2.
  • the light 2 should have a linear polarization 16 which is at an angle of 45 ° to the parallel and to the vertical polarization or to a vertical direction in FIG 2 is aligned.
  • a first portion 17 of the light 3 is reflected upward.
  • This first portion 17 has a polarization 18 which corresponds to a parallel polarization.
  • a second portion 19 of the light 3 is allowed to pass unimpeded by the polarization beam splitter 13.
  • This second portion 19 has a polarization 20 which corresponds to a vertical polarization.
  • the first portion 17 is reflected downward in Fig. 2, wherein its polarization is rotated by 90 ° so that it is present as a perpendicular polarization 21.
  • the second portion 19 is reflected to the left in Fig. 2, wherein its polarization is also rotated by 90 °, so that it is present as a parallel polarization 22.
  • the two parts 17, 19 are in the renewed impact on the
  • Polarization beam splitter 13 of this unites and step down in Fig. 2 from this.
  • the optical path of the first portion 17 of the polarization beam splitter 13 via the first Faraday mirror 14 back to the Polarization beam splitter 13 is shorter than the optical path of the second portion 19 of the polarization beam splitter 13 via the second Faraday mirror 15 back to the polarization beam splitter 13. This is in particular a greater distance between the polarization beam splitter 13 and the second Faraday mirror
  • the resulting optical path difference of the components 17, 19 should be greater than the coherence length of the light 3.
  • Beam splitter 13 emerging light 23 (see also Fig. 1) both a portion of vertical polarization 24 and a proportion of parallel polarization 25, which are not coherent to each other. This results in the ideal case, a depolarization of the light 23rd
  • the polarization modifier 4 shown in FIG. 2 is one of many possible examples. These and other examples of useful polarization modifiers are disclosed in US 2007/0297054.
  • FIG. 3 shows a spectral divider 26 which can be used, for example, instead of the spectral divider 5 in FIG.
  • the spectral divider 26 can be used, for example, instead of the spectral divider 5 in FIG.
  • the spectral divider 26 can be used, for example, instead of the spectral divider 5 in FIG.
  • the spectral divider 26 can be used, for example, instead of the spectral divider 5 in FIG.
  • the spectral divider 26 is tilted at an angle ⁇ of less than 10 ° with respect to the vertical 27 in FIG. As a result, the angle of incidence at which the light 3 impinges on the spectral divider 26 is smaller than 10 °.
  • the portions 28 of the light 3 scattered back from the optical fiber 6 are reflected by the spectral divider 26 at an angle 2 ⁇ and coupled into an optical fiber 29, which can supply the components to be detected 28 to the evaluation means 8. Due to the almost perpendicular incidence on the spectral divider 26, this latter functions largely independent of polarization.
  • the from Fig. 4 apparent embodiment of a device according to the invention comprises in addition to a first laser light source 2, a second laser light source 30, which is also controlled by the drive means 1.
  • the two laser light sources 2, 30 have a different polarization, in particular a mutually perpendicular linear polarization and are not coherent with each other.
  • the light 3, 31 of the laser light sources 2, 30 is brought together by a polarization coupler 32 and via the spectral divider
  • the evaluation means 8 comprise, for example, a filter
  • the filter 33 for the Raman radiation and a detector 10 for the Stokes scattered radiation is designed as a replaceable filter, so that the two channels (Stokes and anti-Stokes scattered radiation) are measured successively.
  • the evaluation means 8 additionally comprise a measurement electronics 12.
  • connection 34 between the drive means 1 of the laser light sources 2, 30 and the measuring electronics 12 can be seen. This connection is used to synchronize the laser light sources 2, 30 with the measuring electronics 12.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

The invention relates to a device for spatially resolved temperature measurement, comprising at least one optical fiber (6) for the spatially resolved temperature measurement and at least one laser light source (2), the light (3, 23) thereof being able to be coupled into the optical fiber (6), wherein part of the light (3, 23) scattered back within the optical fiber (6) can be coupled out of the optical fiber (6) and evaluated. The device further comprises means for reducing polarization effects, wherein, for example, said means can be a polarization modifier (4) that can at least partially depolarize the light (3).

Description

"Vorrichtung zur ortsaufgelösten Temperaturmessung" "Device for spatially resolved temperature measurement"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur ortsaufgelösten Temperaturmessung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .The present invention relates to a device for spatially resolved temperature measurement according to the preamble of claim 1.
Eine Vorrichtung der vorgenannten Art ist beispielsweise aus der EP 0 692 705 A1 bekannt. Faseroptische TemperaturmesssystemeA device of the aforementioned type is known, for example, from EP 0 692 705 A1. Fiber optic temperature measuring systems
(Distributed Temperature Sensing - DTS) können optische Effekte in Lichtleitfasern zur ortsaufgelösten Temperaturmessung nutzen. Beispielsweise kann der Effekt der Raman-Streuung genutzt werden. Hierbei wird die Strahlung einer schmalbandigen Quelle elektromagnetischer Strahlung (z. B. die eines Lasers) inelastisch im(Distributed Temperature Sensing - DTS) can use optical effects in optical fibers for spatially resolved temperature measurement. For example, the effect of Raman scattering can be used. In this case, the radiation of a narrow-band source of electromagnetic radiation (eg that of a laser) is inelastic in the
Fasermaterial gestreut. Das Verhältnis der Intensitäten der Streustrahlung mit kürzerer Wellenlänge als die Anregung (anti- Stokes-Streustrahlung) und der Streustrahlung bei längerer Wellenlänge (Stokes-Streustrahlung) ist temperaturabhängig und kann zur Temperaturbestimmung verwendet werden. Durch Nutzung vonFiber material scattered. The ratio of the intensities of the scattered radiation with shorter wavelength than the excitation (anti-Stokes scattered radiation) and the scattered radiation at longer wavelength (Stokes scattered radiation) is temperature-dependent and can be used for temperature determination. By use of
Frequenztechniken (Optical Frequency-Domain Reflectometry - OFDR), wie sie in der EP 0 692 705 A1 und in der EP 0 898 151 A2 beschrieben sind, oder von Pulstechniken (Optical Time-Domain Reflectometry - OTDR) kann die Temperatur entlang der Faser ortsaufgelöst bestimmt werden. Derartige Temperaturmesssysteme können beispielsweise zur Brandüberwachung in Tunneln und Kanälen, zur Überwachung von Energiekabeln und Pipelines sowie bei der Öl- und Gasförderung eingesetzt werden.Frequency techniques (Optical Frequency Domain Reflectometry - OFDR), as described in EP 0 692 705 A1 and in EP 0 898 151 A2, or of pulse techniques (Optical Time Domain Reflectometry - OTDR), the temperature along the fiber can be spatially resolved be determined. Such temperature measuring systems can be used, for example, for fire monitoring in tunnels and canals, for monitoring power cables and pipelines, and in oil and gas production.
Ein DTS-Gerät enthält im Allgemeinen neben den entsprechenden Koppeloptiken folgende wesentlichen optischen Komponenten:In addition to the corresponding coupling optics, a DTS device generally contains the following essential optical components:
Eine Laserlichtquelle,A laser light source,
einen Spektralteiler zur Kopplung des Lichts der Laserlichtquelle in die zur Messung verwendete Lichtleitfaser und zur Abtrennung der aus der Lichtleitfaser zurück gestreuten Raman-Streulichtanteile des Laserlichts,a spectral divider for coupling the light of the laser light source in the optical fiber used for the measurement and for separating the Raman scattered light components of the laser light scattered back from the optical fiber,
eine zur Messung verwendete Lichtleitfaser,an optical fiber used for the measurement,
einen Spektralteiler zur Trennung von Stokes- und Anti-Stokes Streulicht,a spectral divider for the separation of Stokes and anti-Stokes scattered light,
Filter für das Stokes- und das anti-Stokes-Streulicht,Filter for Stokes and anti-Stokes scattered light,
Detektoren für das Stokes- und das anti-Stokes-Streulicht.Detectors for Stokes and anti-Stokes scattered light.
Anstelle zweier Filter für das Stokes- und das anti-Stokes-Streulicht können veränderbare beziehungsweise auswechselbare Filter vorgesehen sein. Bei Verwendung derartiger auswechselbarer Filter werden beide Kanäle nacheinander gemessen. Das ist von der Messzeit her nachteilig, kann aber Kostenvorteile bringen und auch Genauigkeitsvorteile durch die Verwendung der gleichen Kanäle für beide Signale.Instead of two filters for the Stokes and the anti-Stokes scattered light changeable or interchangeable filters can be provided. When using such interchangeable filters both channels are measured sequentially. This is detrimental to the measurement time, but can bring cost advantages and also accuracy advantages through the use of the same channels for both signals.
Ein DTS-Gerät kann grundsätzlich weitgehend als Freistrahloptik aufgebaut sein. Aus verschiedenen praktischen Gründen (Effizienz, Stabilität) werden jedoch häufig faseroptische Aufbauten eingesetzt.In principle, a DTS device can be largely constructed as a free-form optic. For various practical reasons (efficiency, stability), however, fiber optic structures are often used.
Ein Problem der ortsaufgelösten Temperaturmessung in Lichtleitfasern ist die Änderung der Polarisation entlang der Faser. Dies tritt vor allem, aber nicht ausschließlich bei Single-Mode-Fasern auf. Die anregende Strahlung ist in der Regel polarisiert. Da die Raman-Streuung auch polarisiert erfolgen kann, können die aus der Faser zurückkommenden Raman-Streulichtanteile ebenfalls polarisiert sein. Der Nachweis des Raman-Streulichts erfolgt unter Verwendung von Spektralteilern, Filtern und anderen möglicherweise polarisationsabhängigen Bauteilen. Das Ergebnis der Messung kann somit von der Polarisation abhängen .A problem of spatially resolved temperature measurement in optical fibers is the change in polarization along the fiber. This occurs especially, but not exclusively, in single-mode fibers. The stimulating radiation is usually polarized. Since the Raman scattering can also be polarized, the Raman scattered light components returning from the fiber can also be polarized. Detection of Raman scattered light may be accomplished using spectral splitters, filters, and others polarization-dependent components. The result of the measurement can thus depend on the polarization.
In Multimode-Fasern breiten sich verschiedene Moden mit geringfügig unterschiedlicher Geschwindigkeit aus und die Einflüsse der Faser auf die Polarisation sind auch modenabhängig. Über längere Strecken bildet sich daher ein mehr oder weniger homogenes Gemisch verschiedener Polarisationszustände aus. Das Problem der Polarisationseffekte in Messungen mit DTS besteht somit vorrangig in Single-Mode-Fasern und bei der Messung von Multimode-Fasern mit wenigen Moden oder kurzen Längen.In multimode fibers, different modes propagate at slightly different speeds, and the effects of the fiber on polarization are also mode-dependent. Over longer distances, therefore, forms a more or less homogeneous mixture of different polarization states. The problem of polarization effects in measurements with DTS is therefore primarily in single-mode fibers and in the measurement of multimode fibers with few modes or short lengths.
In der Faser kann die Polarisationsebene gedreht oder die Polarisation anderweitig verändert werden durch Effekte wie Spannungsdoppelbrechung. Damit hängen die Messsignale nicht nur in gewünschter Weise von der lokalen Temperatur, sondern auch von der lokalen Polarisation an der Messstelle beziehungsweise derIn the fiber, the plane of polarization can be rotated or the polarization otherwise altered by effects such as stress birefringence. Thus, the measurement signals depend not only in the desired manner on the local temperature, but also on the local polarization at the measuring point or the
Änderung der Polarisation auf dem Weg durch die Faser ab. Die Polarisationseffekte können, selbst wenn sie die Messgrößen nur wenig beeinflussen, bereits deutlichen Einfluss auf die Temperaturbestimmung haben und beispielsweise mehrere 0C betragen. Damit können derartige Effekte die Temperaturauflösung von DTS-Geräten begrenzen. Insbesondere in Geräten, die mit Single-Mode-Fasern arbeiten, werden Modulationen auf den Temperaturkurven mit einer Amplitude von mehreren 0C und einer Wellenlänge von einigen m bis zu einigen 10m beobachtet. Diese sind auf Drehungen der Polarisationsebenene durch spannungsinduzierteChange in polarization on the way through the fiber. The polarization effects, even if they affect the measured variables only slightly, already have a significant influence on the temperature determination and, for example, be several 0 C. Thus, such effects can limit the temperature resolution of DTS devices. Especially in devices that work with single-mode fibers, modulations are observed on the temperature curves with an amplitude of several 0 C and a wavelength of several m to several 10m. These are due to voltage-induced rotations of the polarization planes
Doppelbrechung im Fasermaterial zurückzuführen.Attributed to birefringence in the fiber material.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, mit der eine höhere Temperaturauflösung und/oder Ortsauflösung erreicht werden kann.The problem underlying the present invention is to provide a device of the type mentioned, with a higher temperature resolution and / or spatial resolution can be achieved.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.This is inventively achieved by a device of the type mentioned above with the characterizing features of claim 1. The subclaims relate to preferred embodiments of the invention.
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Vorrichtung Mittel zur Verringerung polarisationsbedingter Effekte umfasst. Durch diese Mittel kann der Einfluss der beschriebenen Polarisationseffekte derart verringert werden, dass die Temperaturauflösung und/oder dieAccording to claim 1 it is provided that the device comprises means for reducing polarization-related effects. By these means, the influence of the polarization effects described can be reduced such that the temperature resolution and / or the
Ortsauflösung der Vorrichtung verbessert werden kann.Spatial resolution of the device can be improved.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Mittel zur Verringerung polarisationsbedingter Effekte einen Polarisationsveränderer umfassen, der das Licht der mindestens einen Laserlichtquelle vor der Einkopplung in die Lichtleitfaser zumindest teilweise depolarisieren oder den Polarisationszustand des Lichts vor der Einkopplung zeitlich und/oder räumlich verändern kann.It may, for example, be provided that the means for reducing polarization-related effects comprise a polarization modifier which can at least partially depolarize the light of the at least one laser light source prior to coupling into the optical fiber or temporally and / or spatially change the polarization state of the light prior to the coupling.
Der Polarisationsveränderer soll die Polarisation des Laserlichts oder eventuell auch des Streulichts so beeinflussen, dass die Polarisationsabhängigkeit von Komponenten wie Spektralteiler undThe polarization modifier should influence the polarization of the laser light or possibly also of the scattered light in such a way that the polarization dependence of components such as spectral divider and
Filter nicht mehr ins Gewicht fällt.Filter is no longer significant.
Ein idealer Polarisationsveränderer würde die Polarisation des Lichts aufheben und somit als Depolarisator wirken. Dies ist aber nicht unter allen Umständen möglich beziehungsweise mit erheblichem Aufwand verbunden. Insbesondere ist kohärente Strahlung immer polarisiert und lässt sich nur in ihrem Polarisationszustand (linear, zirkulär, elliptisch, Polarisationsachsen) beeinflussen.An ideal polarization modifier would cancel the polarization of the light and thus act as a depolarizer. However, this is not possible under any circumstances or requires considerable effort. In particular, coherent radiation is always polarized and can only be influenced in its polarization state (linear, circular, elliptical, polarization axes).
Andererseits ist für die gewünschte Polarisationsunabhängigkeit der Detektion nicht unbedingt eine tatsächliche Depolarisation erforderlich. Vielmehr sind auch Polarisationsveränderer einsetzbar, die den Polarisationszustand zeitlich und/oder räumlich verändern und so zu einer Mittelung verschiedener Polarisationsanteile in der Detektion führen.On the other hand, the desired polarization independence of detection does not necessarily require actual depolarization. Rather, it is also possible to use polarization modifiers which temporally and / or spatially change the polarization state and thus lead to an averaging of different polarization components in the detection.
Ein für eine erfindungsgemäße Vorrichtung besonders geeigneterA particularly suitable for a device according to the invention
Polarisationsveränderer arbeitet folgendermaßen:Polarization modifier works as follows:
- Aufspaltung des Lichts in zwei ähnlich starke Anteile,- splitting the light into two similar proportions,
- Drehung der Polarisationsebene eines Anteils um 90°,Rotation of the plane of polarization of a component by 90 °,
- Verzögerung eines Anteils um eine Strecke, die größer ist als die Kohärenzlänge der mindestens einen Laserlichtquelle, aber kleiner als die gewünschte Ortsauflösung der Vorrichtung,Delaying a portion by a distance which is greater than the coherence length of the at least one laser light source but less than the desired spatial resolution of the apparatus,
- Kopplung beider Anteile in die zur Temperaturmessung genutzte Lichtleitfaser.- Coupling of both shares in the used for temperature measurement optical fiber.
Diese Anordnung kommt ohne bewegliche Teile aus, braucht keine Energiezufuhr und lässt sich kostengünstig realisieren. DieThis arrangement does not require any moving parts, needs no power supply and can be realized cost-effectively. The
Verzögerungsstrecke muss größer als die Kohärenzlänge sein, um nicht hinter dem Depolarisator wieder polarisiertes Licht zu erhalten. Da sich große Verzögerungsstrecken auf die Ortsauflösung auswirken, gibt es möglicherweise Einschränkungen bei der Nutzung in hochauflösenden Vorrichtungen. Für hochauflösende Vorrichtungen kommen andere Lösungen, beispielsweise unter Einsatz rotierender optisch aktiver Scheiben (Halbwellenlängenplatten), elektroaktiver Zellen zur Änderung der Polarisation oder mechanisch beanspruchter Lichtleitfasern in Frage, die durch die mechanische Beanspruchung aufgrund induzierter Doppelbrechung eine Änderung der Polarisation hervorrufen können.Delay distance must be greater than the coherence length so as not to get back polarized light behind the depolarizer. Since large delay lines affect spatial resolution, there may be limitations in using in high-resolution devices. For high-resolution devices other solutions come, for example using rotating optically active disks (half-wavelength plates), electroactive cells for changing the polarization or mechanically stressed optical fibers in question, which can cause a change in the polarization due to the mechanical stress due to induced birefringence.
Ein Polarisationsveränderer kann grundsätzlich weitgehend als Freistrahloptik aufgebaut sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, einen faseroptischen Aufbauten des Polarisationsve ränderers vorzusehen .In principle, a polarization modifier can be largely constructed as a free-beam optic. However, it is also possible to provide a fiber optic structures of the polarization waveguide.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Mittel zurAlternatively or additionally, it can be provided that the means for
Verringerung polarisationsbedingter Effekte mindestens einen Filter umfassen , dessen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich seiner Transmission, sich für zwei oder für jede zwei zueinander senkrechte Polarisationsrichtungen um weniger als 10%, insbesondere weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 1 % unterscheiden.Reduction of polarization-related effects comprise at least one filter whose properties, in particular with regard to its transmission, differ by less than 10%, in particular less than 5%, preferably less than 1%, for two or for each two mutually perpendicular polarization directions.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Mittel zur Verringerung polarisationsbedingter Effekte mindestens einen Spektralteiler umfassen, dessen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich seiner Transmission und/oder seiner Reflexion, sich für zwei oder für jede zwei zueinander senkrechteAlternatively or additionally, it can be provided that the means for reducing polarization-related effects comprise at least one spectral divider whose properties, in particular with regard to its transmission and / or its reflection, are perpendicular to one another or to each other
Polarisationsrichtungen um weniger als 10%, insbesondere weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 1 % unterscheiden.Polarization directions differ by less than 10%, in particular less than 5%, preferably less than 1%.
Durch beide Maßnahmen wird der Einfluss polarisationsbedingter Effekte auf die Temperaturmessung verringert.Both measures reduce the influence of polarization-related effects on the temperature measurement.
Spektralteiler und andere wellenlängenselektive Filter können in IhrerSpectral splitters and other wavelength-selective filters can be used in your
Funktion deutlich von der Polarisation abhängen. Diese Polarisationsabhängigkeit entsteht beispielsweise durch die polarisationsabhängige Reflexion und Brechung bei schrägem Lichteinfall.Function clearly depend on the polarization. This polarization dependence arises, for example, through the Polarization-dependent reflection and refraction at oblique incidence of light.
Ein Weg, die Polarisationsabhängigkeit bei Dünnschichtfiltern zu verringern ist der Einsatz spezieller Schichtdesigns, die bei den betreffenden Wellenlängen für beide Polarisationsanteile sehr ähnliche Eigenschaften haben.One way to reduce the polarization dependence of thin film filters is to use special layer designs that have very similar characteristics for both wavelengths at the wavelengths in question.
Ein anderer Weg ist die Verwendung kleiner Einfallswinkel. Bei senkrechtem Einfall arbeiten die Filter polarisationsunabhängig. Bei kleinen Einfallswinkeln, beispielsweise unter 10°, können Polarisationseffekte hinreichend klein sein, um eine genaue Messung der Temperatur mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu ermöglichen. Another way is to use small angles of incidence. At normal incidence, the filters work polarization independent. At low angles of incidence, for example below 10 °, polarization effects may be sufficiently small to permit accurate measurement of the temperature with a device according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigenFurther features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Show in it
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ;Fig. 1 is a schematic view of a first embodiment of a device according to the invention;
Fig. 2 eine beispielhafte Ausführungsform eines Polarisationsveränderers;Fig. 2 shows an exemplary embodiment of a polarization modifier;
Fig. 3 ein Detail einer schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;3 shows a detail of a schematic view of a second embodiment of a device according to the invention;
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.Fig. 4 is a schematic view of a third embodiment of a device according to the invention.
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.
Die in Fig. 1 abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemäßenThe illustrated in Fig. 1 embodiment of an inventive
Vorrichtung umfasst eine von Ansteuermitteln 1 angesteuerte Laserlichtquelle 2. Das Licht 3 der Laserlichtquelle 2 tritt durch einen Polarisationsveränderer 4 hindurch, der das Licht 3 depolarisieren oder den Polarisationszustand des Lichts 3 zeitlich und/oder räumlich verändern kann. Nach dem Hindurchtritt durch denThe device comprises a laser light source 2 controlled by drive means 1. The light 3 of the laser light source 2 passes through a polarization modifier 4, which can depolarize the light 3 or temporally and / or spatially change the polarization state of the light 3. After passing through the
Polarisationsveränderer 4 wird das Licht 3 über Einkoppelmittel, die einen Spektralteiler 5 und beispielsweise eine Linse 6 umfassen , in eine zur Temperaturmessung verwendete Lichtleitfaser 7 eingekoppelt.Polarisationsveränderer 4, the light 3 via coupling means comprising a spectral divider 5 and, for example, a lens 6, coupled into an optical fiber 7 used for temperature measurement.
Die Linse 6 und der Spektralteiler 5 dienen auch als Auskoppelmittel und können die in der Lichtleitfaser 7 zurück gestreuten Anteile des von der Laserlichtquelle 2 erzeugten Lichts 3 schematisch angedeuteten Auswertemitteln 8 zuführen. Die Auswertemittel 8 umfassen beispielsweise einen Spektralteiler 9 für die Laserwellenlänge und die Ramanstreustrahlung sowie zwei Detektoren 10, 1 1 für die Stokes- und die anti-Stokes-Streustrahlung, vor denen nicht abgebildete Filter angeordnet sind. Weiterhin umfassen die Auswertemittel 8 zusätzlich noch eine Messelektronik 12. Weiterhin kann eventuell auch ein Detektor für die Rayleigh- Wellenlänge vorgesehen sein.The lens 6 and the spectral divider 5 also serve as decoupling means and can scatter the backscattered in the optical fiber 7 parts of from the laser light source 2 generated light 3 schematically indicated evaluation 8 perform. The evaluation means 8 comprise for example a spectral divider 9 for the laser wavelength and the Raman radiation and two detectors 10, 1 1 for the Stokes and the anti-Stokes scattered radiation, in front of which non-imaged filters are arranged. Furthermore, the evaluation means 8 additionally comprise a measurement electronics 12. Furthermore, it may also be possible to provide a detector for the Rayleigh wavelength.
Die Filter können einen Aufbau aufweisen, der für zueinander senkrechte lineare Polarisationen ähnliche Durchlasscharakteristiken ergibt. Insbesondere kann sich die Transmission beispielsweise bei einer nachzuweisenden Raman-Wellenlänge für zwei beziehungsweise für jede zwei zueinander senkrechte Polarisationsrichtungen um weniger als 1 % unterscheiden. Dadurch wird der polarisationsabhängige Einfluss der Filter auf die Temperaturmessung minimiert.The filters may have a structure that provides similar transmission characteristics for mutually perpendicular linear polarizations. In particular, the transmission can differ by less than 1%, for example, for a Raman wavelength to be detected for two or for each two mutually perpendicular polarization directions. This minimizes the polarization-dependent influence of the filters on the temperature measurement.
Die ortsaufgelöste Temperaturmessung in der Lichtleitfaser 7 kann dabei durch ein Verfahren erfolgen, das dem OFDR-Verfahren, wie es in der EP 0 692 705 A1 beschrieben wird, entspricht. Insbesondere kann dabei das Licht 3 der Laserlichtquelle 2 frequenzmoduliert und in den Auswertemitteln 8 eine Fouriertransformation durchgeführt werden.The spatially resolved temperature measurement in the optical fiber 7 can be effected by a method which corresponds to the OFDR method as described in EP 0 692 705 A1. In particular, the light 3 of the laser light source 2 can be frequency-modulated and a Fourier transformation can be carried out in the evaluation means 8.
Aus Fig. 1 ist weiterhin eine Verbindung 34 zwischen den Ansteuermitteln 1 der Laserlichtquelle 2 und der Messelektronik 12 ersichtlich. Diese Verbindung dient der Synchronisation von Laserlichtquelle 2 und Messelektronik 12. Aus Fig. 2 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Polarisationsveränderers 4 ersichtlich. Der abgebildete Polarisationsveränderer 4 umfasst einen Polarisations-Strahlteiler 13 sowie zwei Faraday-Spiegel 14, 15, die jeweils aus einem Spiegel und einem Polarisationsdreher bestehen. Als Polarisationsdreher kommt ein 45°-Faraday-Rotator oder ein Viertelwellenlängenplättchen in Betracht.From Fig. 1 is further a connection 34 between the drive means 1 of the laser light source 2 and the measuring electronics 12 can be seen. This connection is used to synchronize laser light source 2 and measuring electronics 12. From Fig. 2, an exemplary embodiment of a polarization modifier 4 can be seen. The illustrated polarization modifier 4 comprises a polarization beam splitter 13 and two Faraday mirrors 14, 15, each consisting of a mirror and a polarization rotator. Polarization rotors may be a 45 ° Faraday rotator or a quarter wavelength plate.
Das Licht 3 der Laserlichtquelle 2 trifft von links in Fig. 2 auf den Polarisations-Strahlteiler 13. Das Licht 2 soll eine lineare Polarisation 16 aufweisen, die unter einem Winkel von 45° zur parallelen und zur senkrechten Polarisation beziehungsweise zu einer vertikalen Richtung in Fig. 2 ausgerichtet ist. Von dem Polarisations-Strahlteiler 13 wird ein erster Anteil 17 des Lichts 3 nach oben reflektiert. Dieser erste Anteil 17 weist eine Polarisation 18 auf, die einer parallelen Polarisation entspricht. Ein zweiter Anteil 19 des Lichts 3 wird von dem Polarisations-Strahlteiler 13 ungehindert hindurch gelassen. Dieser zweite Anteil 19 weist eine Polarisation 20 auf, die einer senkrechten Polarisation entspricht.The light 3 of the laser light source 2 strikes the polarization beam splitter 13 from the left in FIG. 2. The light 2 should have a linear polarization 16 which is at an angle of 45 ° to the parallel and to the vertical polarization or to a vertical direction in FIG 2 is aligned. From the polarization beam splitter 13, a first portion 17 of the light 3 is reflected upward. This first portion 17 has a polarization 18 which corresponds to a parallel polarization. A second portion 19 of the light 3 is allowed to pass unimpeded by the polarization beam splitter 13. This second portion 19 has a polarization 20 which corresponds to a vertical polarization.
Von dem ersten Faraday-Spiegel 14 wird der erste Anteil 17 nach unten in Fig. 2 reflektiert, wobei dessen Polarisation um 90° gedreht wird, so dass sie als senkrechte Polarisation 21 vorliegt. Von dem zweiten Faraday-Spiegel 15 wird der zweite Anteil 19 nach links in Fig. 2 reflektiert, wobei dessen Polarisation ebenfalls um 90° gedreht wird, so dass sie als parallele Polarisation 22 vorliegt. Die beiden Anteile 17, 19 werden bei dem erneuten Auftreffen auf denFrom the first Faraday mirror 14, the first portion 17 is reflected downward in Fig. 2, wherein its polarization is rotated by 90 ° so that it is present as a perpendicular polarization 21. From the second Faraday mirror 15, the second portion 19 is reflected to the left in Fig. 2, wherein its polarization is also rotated by 90 °, so that it is present as a parallel polarization 22. The two parts 17, 19 are in the renewed impact on the
Polarisations-Strahlteiler 13 von diesem vereint und treten nach unten in Fig. 2 aus diesem aus.Polarization beam splitter 13 of this unites and step down in Fig. 2 from this.
Der optische Weg des ersten Anteils 17 von dem Polarisations- Strahlteiler 13 über den ersten Faraday-Spiegel 14 zurück zu dem Polarisations-Strahlteiler 13 ist dabei kürzer als der optische Weg des zweiten Anteils 19 von dem Polarisations-Strahlteiler 13 über den zweiten Faraday-Spiegel 15 zurück zu dem Polarisations-Strahlteiler 13. Dies wird insbesondere über einen größeren Abstand zwischen dem Polarisations-Strahlteiler 13 und dem zweiten Faraday-SpiegelThe optical path of the first portion 17 of the polarization beam splitter 13 via the first Faraday mirror 14 back to the Polarization beam splitter 13 is shorter than the optical path of the second portion 19 of the polarization beam splitter 13 via the second Faraday mirror 15 back to the polarization beam splitter 13. This is in particular a greater distance between the polarization beam splitter 13 and the second Faraday mirror
15 im Vergleich zu dem Abstand zwischen dem Polarisations- Strahlteiler 13 und dem ersten Faraday-Spiegel 14 erreicht. Die daraus resultierende optische Wegdifferenz der Anteile 17, 19 soll größer als die Kohärenzlänge des Lichts 3 sein.15 compared to the distance between the polarization beam splitter 13 and the first Faraday mirror 14 achieved. The resulting optical path difference of the components 17, 19 should be greater than the coherence length of the light 3.
In diesem Fall weist das nach unten in Fig. 2 aus dem Polarisations-In this case, this points downwards in FIG. 2 from the polarization
Strahlteiler 13 austretende Licht 23 (siehe auch Fig. 1 ) sowohl einen Anteil mit senkrechter Polarisation 24 als auch einen Anteil mit paralleler Polarisation 25 auf, die nicht kohärent zueinander sind. Dadurch ergibt sich im Idealfall eine Depolarisation des Lichts 23.Beam splitter 13 emerging light 23 (see also Fig. 1) both a portion of vertical polarization 24 and a proportion of parallel polarization 25, which are not coherent to each other. This results in the ideal case, a depolarization of the light 23rd
Der in Fig. 2 abgebildete Polarisationsveränderer 4 ist eines von vielen möglichen Beispielen. Dieses und weitere Beispiele für verwendbare Polarisationsveränderer sind in der US 2007/0297054 offenbart.The polarization modifier 4 shown in FIG. 2 is one of many possible examples. These and other examples of useful polarization modifiers are disclosed in US 2007/0297054.
Fig. 3 zeigt einen Spektralteiler 26, der beispielsweise anstelle des Spektralteilers 5 in Fig. 1 verwendet werden kann. Der SpektralteilerFIG. 3 shows a spectral divider 26 which can be used, for example, instead of the spectral divider 5 in FIG. The spectral divider
26 ist unter einem Winkel α von weniger als 10° gegenüber der Vertikalen 27 in Fig. 3 gekippt. Dadurch ist auch der Einfallswinkel, unter dem das Licht 3 auf den Spektralteiler 26 auftrifft, kleiner als 10°. Die aus der Lichtleitfaser 6 zurück gestreuten Anteile 28 des Lichts 3 werden von dem Spektralteiler 26 unter einem Winkel 2α reflektiert und in eine Lichtleitfaser 29 eingekoppelt, die die zu detektierenden Anteile 28 den Auswertemitteln 8 zuführen kann. Aufgrund des beinahe senkrechten Einfalls auf den Spektralteiler 26 funktioniert d ieser weitgehend polarisationsunabhängig .26 is tilted at an angle α of less than 10 ° with respect to the vertical 27 in FIG. As a result, the angle of incidence at which the light 3 impinges on the spectral divider 26 is smaller than 10 °. The portions 28 of the light 3 scattered back from the optical fiber 6 are reflected by the spectral divider 26 at an angle 2α and coupled into an optical fiber 29, which can supply the components to be detected 28 to the evaluation means 8. Due to the almost perpendicular incidence on the spectral divider 26, this latter functions largely independent of polarization.
Die aus Fig . 4 ersichtliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst neben einer ersten Laserlichtquelle 2 eine zweite Laserlichtquelle 30, die ebenfalls von den Ansteuermitteln 1 angesteuert wird. Dabei weisen die beiden Laserlichtquellen 2, 30 eine unterschiedliche Polarisation, insbesondere eine zueinander senkrechte Linearpolarisation auf und sind nicht kohärent zueinander. Das Licht 3, 31 der Laserlichtquellen 2, 30 wird von einem Polarisationskoppler 32 zusammengeführt und über den SpektralteilerThe from Fig. 4 apparent embodiment of a device according to the invention comprises in addition to a first laser light source 2, a second laser light source 30, which is also controlled by the drive means 1. In this case, the two laser light sources 2, 30 have a different polarization, in particular a mutually perpendicular linear polarization and are not coherent with each other. The light 3, 31 of the laser light sources 2, 30 is brought together by a polarization coupler 32 and via the spectral divider
5 und die Linse 6 in die Lichtleitfaser 7 eingekoppelt. Die in der Lichtleitfaser 7 zurück gestreuten Anteile des von den Laserlichtquellen 2, 30 erzeugten Lichts 3, 31 wird über die Linse 6 und den Spektralteiler 5 schematisch angedeuteten Auswertemitteln 8 zugeführt. Die Auswertemittel 8 umfassen beispielsweise einen Filter5 and the lens 6 is coupled into the optical fiber 7. The light scattered back into the optical fiber 7 portions of the light 3, 31 generated by the laser light sources 2, 30 is supplied via the lens 6 and the spectral divider 5 schematically indicated evaluation means 8. The evaluation means 8 comprise, for example, a filter
33 für die Ramanstreustrahlung sowie einen Detektor 10 für die Stokes-Streustrahlung. Der Filter 33 ist dabei als auswechselbarer Filter ausgeführt, so dass die beide Kanäle (Stokes- und anti-Stokes- Streustrahlung) nacheinander gemessen werden. Weiterhin umfassen die Auswertemittel 8 zusätzlich noch eine Messelektronik 12.33 for the Raman radiation and a detector 10 for the Stokes scattered radiation. The filter 33 is designed as a replaceable filter, so that the two channels (Stokes and anti-Stokes scattered radiation) are measured successively. Furthermore, the evaluation means 8 additionally comprise a measurement electronics 12.
Aufgrund der Tatsache, dass das in der Lichtleitfaser 6 zurück gestreute Licht 3, 31 Anteile mit zueinander senkrechter Linearpolarisation aufweist, die nicht kohärent zueinander sind, werden die aus dem Stand der Technik bekannten polarisationsabhängigen Effekte weitgehend vermieden.Due to the fact that the backscattered in the optical fiber 6 light 3, 31 shares with mutually perpendicular linear polarization, which are not coherent to each other, the known from the prior art polarization-dependent effects are largely avoided.
Aus Fig. 4 ist weiterhin eine Verbindung 34 zwischen den Ansteuermitteln 1 der Laserlichtquellen 2, 30 und der Messelektronik 12 ersichtlich. Diese Verbindung dient der Synchronisation der Laserlichtquellen 2, 30 mit der Messelektronik 12. From Fig. 4 is further a connection 34 between the drive means 1 of the laser light sources 2, 30 and the measuring electronics 12 can be seen. This connection is used to synchronize the laser light sources 2, 30 with the measuring electronics 12.

Claims

Patentansprüche: claims:
1 . Vorrichtung zur ortsaufgelösten Temperaturmessung , umfassend1 . Device for spatially resolved temperature measurement, comprising
mindestens eine Lichtleitfaser (6) für die ortsaufgelöste Temperaturmessung,at least one optical fiber (6) for the spatially resolved temperature measurement,
mindestens eine Laserlichtquelle (2, 30), deren Licht (3, 23, 31 ) in die Lichtleitfaser (6) eingekoppelt werden kann, wobei die in der Lichtleitfaser (6) zurück gestreuten Anteile des von der Laserlichtquelle (2, 30) erzeugten Lichts (3, 23, 31 ) aus der Lichtleitfaser (6) ausgekoppelt werden können,at least one laser light source (2, 30), the light (3, 23, 31) of which can be coupled into the optical fiber (6), wherein the portions of the light generated by the laser light source (2, 30) scattered back in the optical fiber (6) (3, 23, 31) can be coupled out of the optical fiber (6),
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zur Verringerung polarisationsbedingter Effekte umfasst.characterized in that the device comprises means for reducing polarization-related effects.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verringerung polarisationsbedingter Effekte einen Polarisationsveränderer (4) umfassen, der das Licht (3) der mindestens einen Laserlichtquelle (2) vor der Einkopplung in die Lichtleitfaser (6) zumindest teilweise depolarisieren oder den Polarisationszustand des Lichts (3) vor der Einkopplung zeitlich und/oder räumlich verändern kann.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the means for reducing polarization-related effects comprise a polarization modifier (4), at least partially depolarize the light (3) of the at least one laser light source (2) prior to coupling into the optical fiber (6) or can change the polarization state of the light (3) temporally and / or spatially before the coupling.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisationsveränderer (4) einen Polarisationsstrahlteiler (13) umfasst, der das Licht (3) in zwei Anteile (17, 19) mit unterschiedlicher Polarisation ( 18, 20) aufteilen kann.3. Device according to claim 2, characterized in that the polarization modifier (4) comprises a polarization beam splitter (13), which can divide the light (3) into two parts (17, 19) with different polarization (18, 20).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisationsveränderer (4) derart gestaltet ist, dass die beiden Anteile (17, 19) mit unterschiedlicher Polarisation (18, 20) in dem Polarisationsveränderer (4) einen unterschiedlich langen optischen Weg zurücklegen bevor sie wieder miteinander kombiniert werden.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the polarization modifier (4) is designed such that the two portions (17, 19) with different polarization (18, 20) in the polarization modifier (4) travel a different length optical path before being combined again.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verringerung polarisationsbedingter Effekte mindestens einen Filter (33) umfassen, dessen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich seiner Transmission, sich für zwei oder für jede zwei zueinander senkrechte Polarisationsrichtungen um weniger als 10%, insbesondere weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 1 % unterscheiden.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means for reducing polarization-related effects comprise at least one filter (33) whose properties, in particular with regard to its transmission, for less than or two for each two mutually perpendicular polarization directions 10%, in particular less than 5%, preferably less than 1% differ.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verringerung polarisationsbedingter Effekte mindestens einen Spektralteiler (5, 9, 26) umfassen, dessen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich seiner Transmission und/oder seiner Reflexion, sich für zwei oder für jede zwei zueinander senkrechte Polarisationsrichtungen um weniger als 10%, insbesondere weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 1 % unterscheiden.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the means for reducing polarization-related effects comprise at least one spectral divider (5, 9, 26) whose properties, in particular with regard to its transmission and / or its reflection, for two or more for each two mutually perpendicular directions of polarization differ by less than 10%, in particular less than 5%, preferably less than 1%.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spektralteiler (26) derart in der Vorrichtung angeordnet ist, dass das Licht (3) und/oder die aus der Lichtleitfaser (6) zurück gestreuten Anteile (28) des Lichts (3) unter einem Winkel (α) kleiner als 20°, insbesondere kleiner als 10° auf den Spektralteiler (26) auftreffen.7. The device according to claim 6, characterized in that the spectral divider (26) is arranged in such a way in the device that the light (3) and / or from the optical fiber (6) back scattered portions (28) of the light (3) at an angle (α) less than 20 °, in particular less than 10 ° incident on the spectral divider (26).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verringerung polarisationsbedingter Effekte eine zweite Laserlichtquelle (30) umfassen, deren Licht (31 ) zusätzlich zu dem einer ersten Laserlichtquelle (2) in die Lichtleitfaser (6) eingekoppelt werden kann, wobei die in der Lichtleitfaser (6) zurück gestreuten Anteile des von der zweiten Laserlichtquelle (30) erzeugten Lichts (31 ) ebenfalls aus der Lichtleitfaser (6) ausgekoppelt werden können, und wobei das in die Lichtleitfaser (6) eingekoppelte Licht (31 ) der zweiten Laserlichtquelle (30) eine Polarisation aufweist, die sich von der des in die Lichtleitfaser (6) eingekoppelten Lichts (3) der ersten Laserlichtquelle (2) unterscheidet.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the means for reducing polarization-related effects, a second laser light source (30) in which the light (31) can be coupled into the optical fiber (6) in addition to that of a first laser light source (2), wherein the portions of the light (31) generated by the second laser light source (30) scattered back in the optical fiber (6) likewise be coupled out of the optical fiber (6), and wherein the light (31) of the second laser light source (30) coupled into the optical fiber (6) has a polarization which differs from that of the light coupled into the optical fiber (3) ) of the first laser light source (2).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Laserlichtquellen (2, 30) nicht kohärent zueinander sind.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the two laser light sources (2, 30) are not coherent with each other.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorrichtung das Verhältnis der10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the device, the ratio of
Intensität der Stokes-Streustrahlung zur Intensität der anti- Stokes-Streustrahlung des in die Lichtleitfaser (6) eingekoppelten Lichts (3, 23, 31 ) der mindestens einen Laserlichtquelle (2, 30) zur Temperaturmessung genutzt wird. Intensity of the Stokes scattered radiation to the intensity of the anti-Stokes scattered radiation of the coupled into the optical fiber (6) light (3, 23, 31) of the at least one laser light source (2, 30) is used for temperature measurement.
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