DE3335579C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Einrichtung zum Beob­ achten der für Spleißzwecke zueinander justierbaren Enden von Lichtwellenleitern, insbesondere von Monomode-Licht­ wellenleitern, durch zwei Mikroskope deren optische Achsen sich in den Objektebenen senkrecht schneiden.

Eine ähnliche Einrichtung ist aus der DE 29 49 097 A1 be­ kann. Bei der dort beschriebenen Einrichtung werden die beiden Enden der Lichtwellenleiter mittels zweier optischer Systeme, die aus zwei Lichtquellen sowie zwei Linsensystemen und den dazugehörigen Spiegelsystemen be­ stehen, auf einen Porjektionsschirm abgebildet, wobei die Systemkomponenten so angeordnet sind, daß die von den beiden Lichtquellen ausgehenden Strahlen senkrecht zueinander verlaufen. Auf dem Projektionsschirm erscheinen zwei Bilder der Enden der Lichtwellenleiter die eine Justierung in zwei zueinander senkrechten Querrichtungen ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute und leicht handhabbare optische Einrichtung zum Beobachten des Justierens von Lichtwellenleitern zu schaffen, die eine Betrachtung der Spleißstelle aus zwei zueinnder senkrechten Quer­ richtungen erlaubt.

Diese Aufgabe wird bei einer optischen Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

• a) die optischen Achsen beider Mikroskope sind in einer gemeinsamen Zwischenbildebene zusammengeführt,
• b) die Spleißstelle ist durch ein gemeinsames Okular aus zwei zueinander senkrechten Querrichtungen betrachtbar.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Beob­ achtung der Spleißstelle aus zwei zueinander senkrechten Querrichtungen durch zwei völlig getrennte Mikroskope mit zwei Okularen den Justiervorgang erheblich behindern und komplizieren würde, während bei einer Beobachtung durch ein gemeinsames Okular das Auge während des gesamten Justiervorganges am Okular verbleiben kann. Außerdem er­ gibt sich durch das gemeinsame Okular ein geringerer bau­ licher Aufwand.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzen die Mikroskope in den optischen Achsen angeordnete Be­ leuchtungseinrichtungen, deren Lichtquellen wechselweise einschaltbar sind. Für die Betrachtungsrichtung mit der eingeschalteten Lichtquelle ergibt sich dann ein scharfes Bild, während für die Betrachtungsrichtung mit der ausge­ schalteten Lichtquelle nur ein schwaches Bild erscheint. Auf diese Weise können abwechselnd und den jeweiligen Er­ fordernissen des Justiervorganges entsprechend scharfe Bilder beider Betrachtungsrichtungen erzeugt werden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in die getrennten Strahlen­ gänge beider Mikroskope mindestens eine Blende wechsel­ weise einfügbar ist. Durch diese Blende wird dann das schwache Bild der jeweils anderen Betrachtungsrichtung vollständig eliminiert, d. h. es ergibt sich ein scharfes und ungestörtes Bild der Spleißstelle aus der jeweils ge­ wählten Betrachtungsrichtung.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in die Strahlengänge beider Mikroskope jeweils zwischen der Objektebene und dem Objektiv ein Umlenkspie­ gel eingefügt ist. Durch diese Umlenkspiegel werden die zunächst senkrecht zueinander verlaufenden optischen Achsen beider Mikroskope auf einen parallelen Verlauf eingestellt, wodurch eine besonders gedrängte Bauweise der optischen Einrichtung ermöglicht wird. In gleicher Weise ist es vor­ teilhaft, wenn in die Strahlengänge beider Mikroskope je­ weils zwischen dem Objektiv und der gemeinsamen Zwischen­ bildebene ein weiterer Umlenkspiegel eingefügt ist. Diese weiteren Umlenkspiegel ermöglichen mit geringem Aufwand eine raumsparende Zusammenführung der beiden optischen Achsen in der gemeinsamen Zwischenbildebene.

Eine selbsttätige Umstellung auf das für den jeweiligen Justiervorgang erforderliche Bild ergibt sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß mit einer Verstellung eines Lichtwellenleiters in einer der beiden Betrachtungsrichtungen selbsttätig ein Einfügen der Blende in den Strahlengang des der anderen Betrachtungs­ richtung zugeordneten Mikroskops auslösbar ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, daß in Höhe der Zwischenbild­ ebene zwei einander gegenüberliegende und die Elektroden­ spitzen einer Schweißeinrichtung simulierende Spitzen ange­ ordnet sind. Bei der in ein thermisches Lichtwellenleiter- Schweißgerät integrierten optischen Einrichtung kann dann auch die jeweilige Lage und Ausrichtung der Spleißstelle in bezug auf die Elektrodenspitzen beobachtet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 die Enden von zwei miteinander zu verspleißenden Lichtwellenleitern mit den einzelnen für ein genaues Justieren erforderlichen Verstellbewegungen,

Fig. 2 in Seitenansicht zwei Lichtwellenleiter im nicht ausgerichteten Zustand mit ungünstiger Lage der Bruchflä­ chen,

Fig. 3 die Lichtwellenleiteranordnung nach Fig. 2 mit entsprechend ausgerichteten Bruchflächen,

Fig. 4 in Vorderansicht zwei Lichtwellenleiter mit exzen­ trischer Lage des Kernbereichs,

Fig. 5 die Lichtwellenleiteranordnung nach Fig. 4 mit fluchtend ausgerichteten Kernbereichen,

Fig. 6 in Vorderansicht zwei Lichtwellenleiter, welche gegeneinander versetzt sind und verschiedene exzentrische Lagen der Kernbereiche aufweisen,

Fig. 7 die Lichtwellenleiteranordnung nach Fig. 6 in Seitenansicht aus einer ersten Betrachtungsrichtung,

Fig. 8 die Lichtwellenleiteranordnung nach Fig. 6 in Seitenansicht aus einer zu der ersten Betrachtungsrich­ tung nach Fig. 7 senkrechten zweiten Betrachtungsrich­ tung,

Fig. 9 in stark vereinfachter schematischer Darstellung den Aufbau einer erfindungsgemäßen optischen Einrichtung zur Beobachtung der Lichtwellenleiter und der Justiervor­ gänge entsprechend den Fig. 1 bis 8 und

Fig. 10 die Anordnung von zwei die Elektrodenspitzen einer Schweißeinrichtung simulierenden Spitzen bei der optischen Einrichtung nach Fig. 9.

In Fig. 1 sind zwei Lichtwellenleiter LW 1 und LW 2 darge­ stellt, die gespleißt, d. h. insbesondere durch Schweißen oder aber auch durch Kleben oder dgl. verbunden werden sollen. Als Bezugssystem für das Justieren der Enden ist zwischen die beiden Stirnflächen der Lichtwellenleiter LW 1 und LW 2 ein ebenes kartesisches Koordinatensystem mit x-Achse und y-Achse eingezeichnet. Für den Justiervorgang sind drei Schiebungen und eine Drehung erforderlich, wobei die entsprechenden Verstelleinrichtungen in Fig. 1 rein schematisch nur durch Pfeile angedeutet sind. Eine dem Lichtwellenleiter LW 2 zugeordnete Verstelleinrichtung VEx ermöglicht eine Verstellung des Lichtwellenleiters LW 2 in x-Richtung. Dem Lichtwellenleiter LW 1 sind Verstellein­ richtungen VEy, VEd und VEl zugeordnet, die eine Ver­ stellung in y-Richtung bzw. eine Verdrehung des Licht­ wellenleiters LW 1 um seine Längsachse bzw. eine Verstellung in Längsrichtung ermöglichen.

In Fig. 2 sind zwei Lichtwellenleiter LW 1 und LW 2 darge­ stellt, deren Bruchflächen schräg zur jeweiligen Längs­ achse verlaufen. Werden die Lichtwellenleiter in dieser Form gespleißt, dann ergibt sich eine relativ hohe Spleiß­ dämpfung. Dies ist dann nicht der Fall, wenn der Licht­ wellenleiter LW 1 mit Hilfe der Verstelleinrichtung VEd um seine Längsachse so gedreht wird, bis die beiden Stirn­ flächen entsprechend der in Fig. 3 dargestellten Lage einen möglichst geringen Spaltabstand aufweisen. Die Ver­ stellung in Längsrichtung erfolgt dabei mit Hilfe der Ver­ stelleinrichtung VEl gemäß Fig. 1.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei Lichtwellenleiter LW 1 und LW 2 vorgesehen, deren Kernbereiche mit KE 1 und KE 2 be­ zeichnet sind. Besonders bei Monomode-Lichtwellenleitern haben diese Kernbereiche sehr geringe Abmessungen in der Größenordnung von etwa 10 µm und es ergibt sich deshalb bei exzentrischer Lage der Kernbereiche KE 1 und KE 2 nach der Spleißung eine unter Umständen erhebliche Spleiß­ dämpfung. Um dies zu vermeiden, wird der Lichtwellenlei­ ter LW 1 mit Hilfe der Verstelleinrichtung VEd um seine Längsachse so gedreht, bis gemäß Fig. 5 der zugehörige Kernbereich KE 1 mit dem Kernbereich KE 2 des anderen Licht­ wellenleiters LW 2 genau fluchtend zusammenfällt. Auf diese Weise können bei zwei exzentrischen Lichtwellenleitern die Spleißdämpfungen erheblich vermindert werden, was insbe­ sondere bei den kleinen Kernbereichen der Monomode-Licht­ wellenleiter erhebliche Verbesserungen der Dämpfungswerte zur Folge hat.

Fig. 6 zeigt zwei in x-Richtung und in y-Richtung zuein­ ander versetzt dargestellte Lichtwellenleiter LW 1 und LW 2, deren zugehörige Kernbereiche KE 1 und KE 2 verschiedene Exzentrizitäten aufweisen. Diese beiden Lichtwellenleiter LW 1 und LW 2 müssen nun mit Hilfe der Verstelleinrichtungen VEx, VEy und VEd (vergleiche Fig. 1) so zueinander justiert werden, daß bei einem kleinstmöglichen Versatz der Lichtwellenleiter LW 1 und LW 2 in x-Richtung und in y-Richtung ein optimales Fluchten der Kernbereiche KE 1 und KE 2 gewährleistet ist. Bei diesem Justiervorgang muß die Spleißstelle gemäß Fig. 7 aus der y-Richtung und gemäß Fig. 8 aus der x-Richtung beobachtet werden.

Fig. 9 zeigt in stark vereinfachter schematischer Dar­ stellung eine optische Einrichtung, welche die Beobachtung einer Spleißstelle aus der x-Richtung und aus der y-Rich­ tung ermöglicht. Von der Spleißstelle ist die Stirnfläche des sich senkrecht hinter die Zeichnungsebene erstrecken­ den Lichtwellenleiters LW 1 zu erkennen, während der senk­ recht nach vorne aus der Zeichnungsebene ragende Licht­ wellenleiter LW 2 (vergleiche Fig. 1) nicht dargestellt ist. Die optische Einrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Mikroskopen Mx und My mit Beleuchtungseinrichtungen BEx und BEy, mit einer gemeinsamen Zwischenbildebene ZE und einem gemeinsamen Okular OK.

Die optische Achse Ax des Mikroskops Mx ist zunächst in Richtung der x-Achse ausgerichtet. Die Beleuchtungsein­ richtung BEx besteht aus einer Lichtquelle LQx und einem Kondensor KOx. Die Objektebene OEx des Mikroskops Mx liegt in Höhe der y-Achse senkrecht zur x-Achse. Im Strahlengang des Mikroskops Mx sind hinter der Beleuchtungseinrichtung BEx und der Objektebene OEx nacheinander ein Umlenkspiegel USx 1, ein Objektiv OBx und ein weiterer Umlenkspiegel USx 2 derart angeordnet, daß von der aus der x-Richtung gesehenen Spleißstelle in der gemeinsamen Zwischenbildebene ZE ein vergrößertes reelles Bild erzeugt wird, das man durch das gemeinsame Okular OK wie durch eine Lupe nochmals ver­ größert betrachten kann. Mit Hilfe des Mikroskops Mx kann also entsprechend Fig. 8 das Justieren in y-Richtung be­ obachtet werden.

Die optische Achse Ay des Mikroskops My ist zunächst in Richtung der y-Achse ausgerichtet. Die Beleuchtungsein­ richtung BEy besteht aus einer Lichtquelle LQy und einem Kondensor KOy. Die Objektebene OEy des Mikroskops My liegt in Höhe der x-Achse senkrecht zur y-Achse. Im Strahlengang des Mikroskops My sind hinter der Beleuchtungseinrichtung BEy und der Objektebene OEy nacheinander ein Umlenkspiegel USy 1, ein Objektiv OBy und ein weiterer Umlenkspiegel USy 2 derart angeordnet, daß von der aus der y-Richtung gesehenen Spleißstelle in der gemeinsamen Zwischenbildebene ZE ein vergrößertes reelles Bild erzeugt wird, das man durch das gemeinsame Okular OK wie durch eine Lupe nochmals ver­ größert betrachten kann. Mit Hilfe des Mikroskops My kann also entsprechend Fig. 7 das Justieren in x-Richtung be­ obachtet werden.

Die Umlenkspiegel USx 1 und USy 1 sind so angeordnet, daß die vorher senkrecht zueinander verlaufenden optischen Achsen Ax und Ay einen parallelen Verlauf erhalten und dann durch die weiteren Umlenkspiegel USx 2 und USy 2 in der gemeinsamen Zwischenbildebene ZE zusammengeführt werden. Hierdurch wird ein besonders gedrängter Aufbau der ge­ samten optischen Einrichtung ermöglicht.

Die Spleißstelle soll beim Justieren aus der x-Richtung und aus der y-Richtung wechselweise beobachtet werden können. Aus diesem Grunde ist eine Blende BL wechselweise in die getrennten Strahlengänge der beiden Mikroskope Mx und My einfügbar. In der mit einer ausgezogenen Linie dar­ gestellten Lage befindet sich die Blende BL im Strahlen­ gang des Mikroskops Mx zwischen dem Objektiv OBx und dem weiteren Umlenkspiegel USx 2. In dieser Lage der Blende BL, in der die Lichtquelle LQx ausgeschaltet ist, und die Lichtquelle LQy eingeschaltet ist, kann dann durch das ge­ meinsame Okular OK ein der Fig. 8 entsprechendes scharfes Bild der Spleißstelle aus der x-Richtung beobachtet werden. Aus dieser Lage kann die Blende BL in die mit einer strich­ punktierten Linie dargestellte Lage gebracht werden, in welcher sie sich im Strahlengang des Mikroskops My zwi­ schen dem Objektiv OBy und dem weiteren Umlenkspiegel USy 2 befindet. In dieser strichpunktiert dargestellten Lage der Blende BL, in der die Lichtquelle LQx eingeschaltet ist und die Lichtquelle LQy ausgeschaltet ist, kann dann durch das gemeinsame Okular OK ein der Fig. 7 entsprechendes scharfes Bild der Spleißstelle aus der y-Richtung beobach­ tet werden.

Die Verstellung der Blende BL kann beispielsweise durch eine Schwenkbewegung mit Hilfe eines Elektromotors vorge­ nommen werden. Die Verstellung kann dabei automatisch mit Hilfe von Berührungsschaltern vorgenommen werden, die in den Betätigunsknöpfen für die Verstelleinrichtungen VEx und VEy (vergleiche Fig. 1) angeordnet sind. Sobald dann der Betätigungsknopf für die Verstelleinrichtung VEy be­ rührt wird, schwenkt die Blende in die strichpunktiert dargestellte Lage und man kann das Justieren in y-Richtung entsprechend Fig. 8 beobachten. Dementsprechend wird bei einem Berühren des Betätigungsknopfes der Verstelleinrich­ tung VEx die Blende BL in die mit einer ausgezogenen Linie dargestellte Lage geschwenkt und man kann das Justieren in x-Richtung entsprechend Fig. 7 beobachten.

In Höhe der Zwischenbildebene ZE sind zwei einander gegen­ überliegende und die Elektrodenspitzen einer Schweißein­ richtung simulierende Spitzen angeordnet. Diese Spitzen S 1 und S 2 sind gemäß Fig. 10 in Höhe der Zwischenbildebene am Okulartubus OKT befestigt. Aus Fig. 10 ist ferner zu erkennen, daß mit Hilfe der Spitzen S 1 und S 2 beim Justie­ ren auch beobachtet werden kann, welche Lage die Licht­ wellenleiter LW 1 und LW 2 in bezug auf die Elektrodenspitzen der Schweißeinrichtung einnehmen.

Claims (7)

1. Optische Einrichtung zum Beobachten der für Spleißzwecke zueinander justierbaren Enden von Lichtwellenleitern, ins­ besondere von Monomode-Lichtwellenleitern, durch zwei Mikroskope (Mx, My) deren optische Achsen (Ax, Ay) sich in den Objektebenen (OEx, OEy) senkrecht schneiden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die optischen Achsen (Ax, Ay) beider Mikroskope (Mx, My) sind in einer gemeinsamen Zwischenbildebene (ZE) zusammengeführt,
• b) die Spleißstelle ist durch ein gemeinsames Okular (OK) aus zwei zueinander senkrechten Querrichtungen (x, y) betrachtbar.

2. Optische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mikroskope (Mx, My) in den optischen Achsen (Ax, Ay) angeordnete Beleuchtungs­ einrichtungen (BEx, BEy) besitzen, deren Lichtquellen (LQx, LQy) wechselweise einschaltbar sind.

3. Optische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die getrennten Strahlengänge beider Mikroskope (Mx, My) mindestens eine Blende (BL) wechselweise einfügbar ist.

4. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Strahlengänge beider Mikroskope (Mx, My) jeweils zwi­ schen der Objektebene (OEx, OEy) und dem Objektiv (OBx, OBy) ein Umlenkspiegel (USx 1, USy 1) eingefügt ist.

5. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Strahlengänge beider Mikroskope (Mx, MMy) je­ weils zwischen dem Objektiv (OBx, OBy) und der gemein­ samen Zwischenbildebene (ZE) ein weiterer Umlenkspiegel (USx 2, USy 2) eingefügt ist.

6. Optische Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit einer Verstellung eines Lichtwellenleiters (LW 1, LW 2) in einer der beiden Betrachtungsrichtungen (x, y) selbsttätig ein Einfügen der Blende (BL) in den Strahlengang des der anderen Betrach­ tungsrichtung (y, x) zugeordneten Mikroskops (My, Mx) aus­ lösbar ist.

7. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Höhe der Zwischenbildebene (ZE) zwei einander gegen­ überliegende und die Elektrodenspitzen einer Schweißein­ richtung simulierende Spitzen (S 1, S 2) angeordnet sind.