DE3900406C2 - Verfahren zur Überprüfung der gegenseitigen Ausrichtung von nebeneinander angeordneten Enden von Glasfasern von Bandfaserkabeln - Google Patents
Verfahren zur Überprüfung der gegenseitigen Ausrichtung von nebeneinander angeordneten Enden von Glasfasern von BandfaserkabelnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der
gegenseitigen Ausrichtung der jeweils näherungsweise in einer
Ebene nebeneinander angeordneten Enden von Glasfasern eines
Paares von stirnseitig einander gegenüberliegenden
Bandfaserkabeln.
Aus der DE 33 35 579 A1 ist bereits eine optische Ein
richtung zum Beobachten des Justierens von Lichtwellen
leitern bekannt, insbesondere von sogenannten Monomode-
Lichtwellenleitern. Bei dieser bekannten optischen Ein
richtung sind zwei Mikroskope mit sich in den Objekt
ebenen senkrecht schneidenden optischen Achsen vorge
sehen, wobei die optischen Achsen beider Mikroskope in
einer gemeinsamen Zwischenbildebene zusammengeführt sind
und wobei die Spleißstelle durch ein gemeinsames Okular
aus zwei zueinander senkrechten Querrichtungen betrachtet
werden kann. Durch eine in die getrennten Strahlengänge
beider Mikroskope wechselweise einfügbare Blende kann
dann die Spleißstelle wechselweise aus den beiden zuein
ander senkrechten Betrachtungsrichtungen beobachtet wer
den. Durch diese getrennte Betrachtung können insbeson
dere die Kernbereiche von Monomode-Lichtwellenleitern
exakt fluchtend zueinander ausgerichtet werden. Diese
bekannte optische Einrichtung gibt jedoch keinen Hinweis, wie
die Glasfasern eines Bandfaserkabels jeweils
miteinander auszurichten sind bzw. die Ausrichtung zu über
prüfen ist.
Aus der DE 32 16 910 A1 ist eine Anordnung zum gleich
zeitigen Betrachten von Lichtleitfaserenden aus zwei zu
einander senkrechten Blickwinkeln bekannt. Dabei werden
die Strahlenbündel aus zwei Blickwinkeln durch Umlenk
spiegel parallel auf eine gemeinsame Vergrößerungsoptik
geführt. Die optischen Weglängen sind durch eine plan
parallele Glasplatte in einem der Strahlengänge derart
abgeglichen, daß die Objektebenen für die Betrachtung aus
beiden Blickwinkeln in gleicher Entfernung zu liegen
scheinen.
Aus der EP 0 215 145 A1 ist ein Verfahren zum thermischen
Spleißen optischer Fasern bekannt, gemäß welchem der
Abstand zwischen den Achsen der optischen Fasern, die
einem thermischen Spleißen unterzogen werden sollen, gemessen
wird. Wenn die Kerne der optischen Fasern zentriert sind,
wird eine Lichtbogenentladungszeit abhängig von den Meß
ergebnissen des genannten Abstandes festgelegt. Es wird
dann auf der Grundlage dieser festgelegten Lichtbogenent
ladungszeit eine Lichtbogenverschweißung vorgenommen.
Schließlich ist aus der DE 34 09 043 A1 eine Methode zur
Sichtbarmachung der Kerne von Lichtwellenleitern bekannt.
Die räumliche Lage des Kernes eines Lichtwellenleiters
kann gemäß dieser bekannten Methode dadurch genau beob
achtet werden, daß der Lichtwellenleiter in zwei zueinan
der senkrechten Richtungen von parallelem Licht bestrahlt
wird, das anschließend durch je eine Stablinse in eine
Umlenkoptik fällt. Mittels der Umlenkoptik werden zwei
nebeneinanderliegende Bilder des Lichtwellenleiters und
seines Kernes erzeugt. Mittels einer solchen Anordnung
lassen sich in einfacher Weise die Kerne von zwei mitein
ander zu verbindenden Lichtwellenleitern optisch aufein
ander ausrichten.
Auch diese bekannten Methoden geben nicht an, wie
die Glasfasern eines Bandfaserkabels an ihren
Enden exakt auszurichten sind.
Wenn ein Paar von Bandfaserkabeln miteinander verbunden
werden soll, wird die Schutzumhüllung an Abschnitten der op
tischen Fasern der optischen Kabel, benachbart zu den zu
verbindenden Endflächen der optischen Fasern entfernt, so
daß die Glasabschnitte, d. h. die Glasfasern, freigelegt
werden. Diese Glasfasern werden in V-förmige Nuten eines
Paares von Blöcken eingepaßt, die jeweils die gleiche
Anzahl von V-förmigen Nuten wie die der Glasfasern in
jedem der Kabel aufweisen, so daß die in die V-förmigen
Nuten eines Blocks eingepaßten Glasfasern eines Faser
kabels ihren paarweise zugeordneten Glasfasern in den
anderen Faserkabeln, die in die V-förmigen Nuten des
anderen Blocks eingepaßt sind, gegenüberliegen. Es wird
dann festgestellt, ob die Glasfasern in einem Faserkabel
mit jenen in dem anderen Faserkabel ausgerichtet sind
oder nicht, und danach werden sie dann miteinander ver
bunden.
Im Falle einer einzigen optischen Faser wird überlicher
weise die Überprüfung so durchgeführt, daß man eine Ab
bildung beobachtet, die man erhält, wenn man den Aus
richtzustand der Glasfasern des Faserkabels in einer
Richtung betrachtet, oder indem man die Abbildungen beob
achtet, die man erhält, wenn man in zwei zueinander senk
rechten Richtungen sieht.
Das übliche Verfahren der Beobachtung der Abbildung in
einer Richtung kann auf Bandfaserkabel angewendet werden.
Es kann mit einer gewissen Genauigkeit mit diesem Ver
fahren festgestellt werden, wie die paarweise zugeordne
ten Glasfasern hinsichtlich ihrer Achse verschoben sind,
längs der sie in einer Richtung senkrecht zu der opti
schen Achse des beleuchtenden in sie einfallenden Lichts
ausgerichtet sein sollten, wobei allerdings die Verschie
bung von der Achse in der gleichen Richtung wie der Rich
tung der optischen Achse des beleuchtenden Lichts mit
einem großen Fehler erfaßt wird. Dies macht es schwierig,
das übliche Verfahren anzuwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Überprüfung der gegenseitigen Ausrichtung der jeweils
näherungsweise in einer Ebene nebeneinander angeordneten
Enden von Glasfasern eines Paares von stirnseitig einander
gegenüberliegenden Bandfaserkabeln anzugeben, das ein
möglichst genaues und effektives Ausrichten der
Glasfaserenden ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach
dem Patentanspruch 1 gelöst.
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die optischen
Achsen zweier lichtempfangsseitig erhaltenen
Abbildungen zueinander parallel gemacht werden und diese
zwei Abbildungen äußerst nahe beieinander für eine Beob
achtung gehalten werden. Die Strecke, längs der ein Auf
nahmesystem bewegt werden muß, kann daher kurz gehalten
werden. Hierdurch erhält man ein kleines Gesamtsystem und
auch eine kurze Bildverarbeitungszeit. Auch braucht das
in dem Aufnahmesystem verwendete Objektiv nur eine ge
ringe Vergrößerung aufzuweisen. Da weiter die Abbildungen
aller Glasfasern auf einmal auf einem Bildschirm beob
achtet werden können, kann die Scharfeinstellung des
optischen Systems relativ zu den Glasfasern einmal durch
geführt werden, wenn sie in jeder der zwei Richtungen
beobachtet werden. Weiter kann die Verschiebung der Glasfasern von der
Achse, längs der sie ausgerichtet werden sollen, mit ho
her Genauigkeit erfaßt werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im
folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 zwei sich stirnseitig gegenüberliegende
Bandfaserkabel mit jeweils in einer Ebene
nebeneinander angeordneten Enden von Glasfasern in
der Ansicht,
Fig. 2 die Anordnung von im Querschnitt dargestellten
Glasfasern eines Bandfaserkabels vor einem Spiegel
im Strahlengang von ersten und zweiten
Lichtstrahlenbündeln zur Durchführung eines ersten
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens,
Fig. 3 geometrische Einzelheiten hinsichtlich der Anordnung
der Glasfasern im Strahlengang eines
Lichtstrahlenbündels,
Fig. 4 eine Abbildung der Glasfasern eines Paares von
stirnseitig einander gegenüberliegenden
Bandfaserkabeln mit Darstellung von Meßlinien,
Fig. 5 ein Kurvendiagramm zur Darstellung der auf einem
Bildschirm erzeugten Kurve der Helligkeitsverteilung
von Meßlicht bei einer Helligkeitsmessung längs
einer Meßlinie gemäß Fig. 4,
Fig. 6 Strahlengänge zur Erzeugung der Abbildung von
Glasfasern entsprechend der Darstellung in Fig. 4,
Fig. 7 den Strahlengang eines Lichtstrahlenbündels in Bezug
auf zwei nebeneinander angeordnete Glasfasern eines
Bandfaserkabels zur Erläuterung der Beziehungen
zwischen Glasfaserabstand und Einfallswinkel des
Lichtstrahlenbündels,
Fig. 8 die Anordnung von im Querschnitt dargestellten
Glasfasern eines Bandfaserkabels vor einem Spiegel
im Strahlengang von ersten und zweiten
Lichtstrahlenbündeln zur Durchführung eines weiteren
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens,
Fig. 9 die Anordnung von im Querschnitt dargestellten
Glasfasern eines Bandfaserkabels vor einem Spiegel
im Strahlengang von ersten und zweiten
Lichtstrahlenbündeln zur Durchführung eines weiteren
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens und
Fig. 10 die Anordnung von im Querschnitt dargestellten
Glasfasern eines Bandfaserkabels vor einem Spiegel
im Strahlengang von ersten und zweiten
Lichtstrahlenbündeln zur Durchführung eines weiteren
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Fig. 1 zeigt zwei stirnseitig gegenüberliegend angeordnete
Bandfaserkabel F, F′ in der Ansicht. Sie weisen jeweils fünf
dünne Glasfasern f1 bis f5 bzw. f′1 bis f′5 auf, die jeweils
miteinander verbunden werden sollen. Die Glasfasern sind
jeweils in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Es bedarf
keiner besonderen Erwähnung, daß die Anzahl der in jedem
Bandfaserkabel F bzw. F′ vorhandenen Glasfasern nicht auf fünf
beschränkt sein muß.
In Fig. 2 sind der Einfachheit halber nur die Glasfasern f₁
bis f₅ des einen Bandfaserkabels F dargestellt. Jedoch ist die
Anordnung der dort nicht dargestellten Glasfasern f′₁ bis f′₅
des einen Bandfaserkabels F analog.
Die in Fig. 2 im Querschnitt gezeigten Glasfasern sind vor
einem benachbarten Spiegel 1 derart angeordnet, daß eine
gemeinsame Ebene dieser Glasfasern senkrecht zur
Reflexionsebene des Spiegels 1 verläuft. Ferner zeigt Fig. 2,
daß die Glasfasern f₁ bis f₅ von zwei parallelen
Lichtstrahlenbündeln l₁, l₂ beleuchtet werden, die in bezug
auf die Normale, welche auf der durch die Glasfasern
gebildeten Ebene senkrecht steht, einen Einfallswinkel von
beispielsweise 45° bilden. Dadurch ergibt sich bei diesem
Beispiel auch zwischen der Einfallsrichtung der
Lichtstrahlenbündel l₁, l₂ und der Ebene des Spiegels 1 ein
Winkel von θ = 45°, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Die beiden Lichtstrahlenbündel l₁, l₂ sind einfallsseitig
derart gegeneinander versetzt, daß das erste
Lichtstrahlenbündel l₁ zuerst auf den Spiegel 1 einfällt und
erst nach Reflexion durch den Spiegel 1 die Glasfasern f₁ bis
f₅ beleuchtet, um bei Durchtritt durch die Ebene der
Glasfasern hiervon ein Schattenbild X zu erzeugen. Hingegen
trifft das zweite Lichtstrahlenbündel l₂ zuerst auf die
Glasfasern f₁ bis f₅, um diese zu beleuchten, und fällt erst
nach Durchtritt durch deren Ebene auf den Spiegel 1, um nach
Reflexion durch den Spiegel 1 unter Bildung eines
Schattenbildes Y von den Glasfasern f₁ bis f₅ die
Austrittsseite zu erreichen. Die obige Anordnung ermöglicht
somit eine Beleuchtung und Beobachtung der Glasfasern in zwei
unterschiedlichen Richtungen.
Die Schattenbilder X und Y werden durch ein Mikroskop
betrachtet, das im Strahlengang des ersten
Lichtstrahlenbündels l₁ austrittsseitig in der Position x und
im Strahlengang des zweiten Lichtstrahlenbündels l₂
austrittsseitig in der Position y angeordnet wird. Zur
Aufnahme der Schattenbilder kann auch ein anderes
Aufnahmesystem, z. B. eine Fernsehkamera, vorgesehen werden.
Ist das Objektiv des Mikroskops oder eines anderen
Aufnahmesystems in einer dieser Positionen x bzw. y
angeordnet, so ist die Position, in welcher das Objektiv
jeweils auf eine der Glasfasern f₁ bis f₅ fokussiert ist, von
Glasfaser zu Glasfaser trotzdem unterschiedlich.
In Fig. 3 sind die Glasfasern f₁ bis f₅ für sich allein
dargestellt, wobei der Durchmesser einer jeden Glasfaser mit
d, der Abstand zwischen den Mittelachsen jeweils zweier
benachbarter Glasfasern mit P, der Abstand zwischen den an den
äußersten Rändern des Bandbaserkabels F angeordneten
Glasfasern f₁ und f₅ mit L und der Einfallswinkel des
Lichtstrahlenbündels l₁ bzw. l₂, bezogen auf die Normale auf
der durch die Glasfasern gebildeten Ebene, mit θ angegeben
sind. Dann ist der Abstand der Fokussierungspositionen für
jeweils zwei benachbarte Glasfasern durch die Formel P sinθ
bestimmt, während der Abstand der Fokussierungspunkte für die
zwei äußersten Glasfasern des Bandfaserkabels durch den
Audruck L sinθ bestimmt ist.
Fig. 4 zeigt die mit einem Mikroskop erzeugten Abbildungen f₁
bis f₅ und f′₁ bis f′₅ der Glasfasern f₁ bis f₅ und f′₁ bis
f′₅. Werden die Helligkeitswerte in diesen Abbildungen der
Glasfasern f₁ bis f₅ längs einer Meßlinie C1 gemessen, so
ergibt sich die in Fig. 5 dargestellte Meßkurve, welche die
Helligkeitsverteilung in den Abbildungen längs der Meßlinie C1
wiedergibt. Die Punkte A bis J, in denen die Helligkeitskurve
in Fig. 5 die Linie 2 eines Schwellenwertes, z. B. die Linie
eines mittleren Helligkeitswertes kreuzt, entsprechen den
Meßpunkten A bis J in Fig. 4, die jeweils auf dem äußeren Rand
der Abbildung einer jeden Glasfaser liegen. Dabei entspricht
der Abstand zwischen den Punkten der Punktepaare A und B, C
und D, . . . I und J auf der Meßkurve von Fig. 5 dem Durchmesser
einer jeweiligen Glasfaser, woraus auch die Positionen der
Mittelpunkte der ermittelten Glasfaserdurchmesser, d. h. die
Positionen der Mittelachsen der Glasfasern auf der Meßlinie C1
bestimmt werden können.
In ähnlicher Weise wird die Helligkeitsverteilung in den
Abbildungen für die Glasfasern f′₁ bis f′₅ längs der Meßlinie
C4 ermittelt. Ferner können für beide Gruppen von Glasfasern
entsprechende Messungen beispielsweise längs der weiteren
Meßlinien C2 bzw. C3 durchgeführt werden.
Aufgrund der ermittelten Daten der Positionen der Mittelpunkte
der Durchmesser der abgebildeten Glasfasern f₁ bis f₅ auf der
Meßlinie C1 sowie aufgrund der ermittelten Daten der
Positionen der Mittelpunkte der Durchmesser der abgebildeten
Glasfasern f′₁ bis f′₅ auf der Meßlinie C4 werden die
Positionen der Mittellinien, d. h. die Positionen der
Mittelachsen der Glasfasern f₁ bis f₅ und f′₁ bis f′₅
bestimmt, so daß eine Aussage darüber erhalten werden kann, ob
und wie die Mittelachsen der paarweise einander
gegenüberliegenden Glasfasern der Glasfasergruppen f₁ bis f₅
und f′₁ bis f′₅ jeweils gegeneinander versetzt sind. Zu dieser
Bestimmung können auch die jeweils entsprechenden Meßpunkte
auf den Meßlinien C2 bzw. C3 und ggf. auf weiteren Meßlinien
pro Glasfasergruppe herangezogen werden.
Die im ausgangsseitigen Lichtstrahlenbündel l₁ in den
Schattenbildern X gemessene Versetzung der Mittelpunkte bzw.
Mittelachsen der einander jeweils zugeordneten Glasfasern f₁
bis f₅ und f′₁ bis f′₅ wird mit ΔX₁ bis ΔX₅ angegeben.
Entsprechend wird die im ausgangsseitigen Lichtstrahlenbündel
l₂ in den Schattenbildern Y gemessene Versetzung der
Mittelpunkte bzw. Mittelachsen der einander jeweils
zugeordneten Glasfasern f₁ bis f₅ und f′₁ bis f′₅ mit ΔY₁ bis
ΔY₅ bezeichnet. Damit wird die gesamte gegenseitige
Verschiebung Di der Mittelachsen der jeweils zugeordneten
Glasfasern fi nach folgender Formel berechnet:
mit i = 1 bis 5.
Dabei ist zu beachten, daß die bei Abfahren z. B. der Meßlinien C4
bzw. C3 gewonnenen Meßpunkte aus den Abbildungen Y der
einzelnen Glasfasern f₁ bis f₅ bzw. f′₁ bis f′₅ auf dem gemäß
Fig. 5 vorgesehenen Bildschirm in umgekehrter Reihenfolge,
d. h. in der Reihenfolge f₅ bis f₁ angezeigt werden, wie die Meßpunkte
aus den Abbildungen X z. B. beim Abfahren der Meßlinien C1 bzw.
C2, wie sich dies aus der Anordnung nach Fig. 2 ergibt.
Bei Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens können die
Mittelpunktsverschiebungen der Glasfasern f₁ bis f₅ gegenüber
den jeweils zugeordneten Glasfasern f′₁ bis f′₅ in den jeweils
aus mehreren Fasern bestehenden Bandfaserkabeln F bzw. F′
durch Fokussierung des Objektivs eines Mikroskops oder eines
anderen Aufnahmesystems jeweils auf die im Lichtstrahlengang
erzeugten Abbildungen X und Y für die einzelnen Glasfasern
bestimmt werden.
Statt dessen kann eine mehrfache Fokussierung des
Aufnahmeobjektivs auf die Abbildungen der einzelnen Glasfasern
auch unterbleiben und eine einmal gewählte Fokussierung für
alle Glasfasern des jeweiligen Glasfaserkabels beibehalten
werden.
Dazu wird im folgenden anhand von Fig. 6 näher erläutert, wie
die in Fig. 4 dargestellten Abbildungen der einzelnen
Glasfasern f₁ bis f₅ und f′₁ bis f′₅ zustandekommen. In Fig. 6
ist eine beliebige Glasfaser aus der Gruppe der Glasfasern f₁
bis f₅ im Querschnitt vergrößert dargestellt. Aus einem in
Fig. 6 von links kommenden Lichtstrahlenbündel passieren die
Lichtstrahlen Eo die Glasfaser beidseitig tangential, um
anschließend in ein Objektiv 3 eines Mikroskops oder eines
anderen Aufnahmesystems einzutreten. Hingegen werden
dazwischen verlaufende Lichtstrahlen Ew beim Eintritt in und
beim Wiederaustritt aus der Glasfaser an den Grenzflächen
Luft/Glas und Glas/Luft zweimal gebrochen und dadurch quer zu
den Tangentiallichtstrahlen Eo abgelenkt. Bei hinreichend
großem Durchmesser des Objektivs 3, jedoch bei entsprechender
Begrenzung seines Bildfeldwinkels werden bei Fokussierung des
Objektivs 3 auf die in Fig. 6 dargestellte Ebene Q nur dieStrahlen innerhalb des Teilabschnittes der Ebene Q vom
Objektiv erfaßt und zum Bildung bzw. Aufnahme eines hellen
Abbildungsbereiches verwendet, während die Strahlen, welche
die Ebene Q innerhalb der Abschnitte und durchdringen,
vom Objektiv 3 nicht erfaßt werden, weshalb die den
Abschnitten und entsprechenden Teilbereiche in der
Abbildung der jeweiligen Glasfaser dunkel bleiben, wie dies in
Fig. 4 durch Schraffur dieser Teilbereiche dargestellt ist.
Die genaue Position des Mittelpunktes des Durchmessers jeder
Glasfaser wird durch Ermittlung der Position der Endpunkte des
Durchmessers der jeweiligen Glasfaser, z. B. der Endpunkte A
und B der in Fig. 4 dargestellten Abbildung der Glasfaser f₁,
aus der Helligkeitskurve von Fig. 5 unter Berücksichtigung der
Fokussierungseinstellung ermittelt.
Die beiden Endpunkte A und B des Durchmessers der Abbildung
der Glasfaser f₁ liegen in dem in Fig. 6 dargestellten
Fokkussierungsbereich f′. Wird der Durchmesser einer jeden
Glasfaser durch die Strecke d und die Öffnung des Objektivs
durch den Winkel Φ angegeben, so kann dieser
Fokkussierungsbereich f′ ausgedrückt werden durch
f′ = d/tanΦ (1)
Der Achsabstand L zwischen den beiden randseitigen Glasfasern
der im Bandfaserkabel nebeneinander angeordneten Glasfasern
der Anzahl n berechnet sich bei einem gegenseitigen Abstand P
der Mittelachsen zweier jeweils benachbarter Glasfasern nach
der Formel
L = (n - 1)P (2)
Unter Berücksichtigung des in Fig. 3 angegebenen
Einfallswinkels θ beträgt der Abstand zwischen den
Fokussierungspositionen der Abbildungen jeweils zweier
benachbarter Glasfasern in der Richtung des
Lichtstrahlenbündels P sinθ. Der Gesamtabstand f der
Positionen, in denen die Abbildungen der Glasfasern fokussiert
sind, errechnet sich unter Berücksichtigung des in Fig. 3
angegebenen Einfallswinkels θ für ein auf die Glasfasern f₁
bis f₅ auftreffendes Lichtstrahlenbündel nach der Formel
f = (n - 1)P sin θ (3)
Um die genaue Lage der Endpunkte des Durchmessers einer jeden
Glasfaser aus den in einer jeweiligen Position fokussierten
Abbildungen zu ermitteln, ist die Einhaltung folgender
Bedingungen erforderlich:
f f′ (4)
und dementsprechend
tan Φ < d/{(n - 1)P sin θ} (5)
Wird bespielsweise angenommen, daß θ = 45°, n = 5, P 250 µm und
d = 125 µm ist, so ist tan Φ 0,176. Demzufolge beträgt die
Öffnung des gemäß Fig. 6 vorgesehenen Objektivs NA 0,173.
Versuchsweise wurde ein Objektiv mit NA = 0,1 verwendet. Dabei
konnte der Mittelpunkt des Durchmessers einer jeden Glasfaser
f₁ bis f₅ durch Festlegung der Fokussierungsstellung ihrer
Abbildungen ermittelt werden.
Der Einfallswinkel θ, das ist der Winkel, den die
Lichtstrahlen des auf die Glasfasern f₁ bis f₅ einfallenden
Lichtstrahlenbündels mit dem Lot auf die von den Glasfasern
gebildete Ebene einschließen, muß kleiner sein als ein
kritischer Winkel θo, bei dem die Position der Durchmesser
zweier jeweils benachbarter Glasfasern gerade noch ermittelt
werden kann, bei dem also ein an einer Glasfaser tangential
vorbei führender Lichtstrahl die benachbarte Glasfaser
passiert, ohne auf sie aufzutreffen. Demnach gilt:
0 < θ < θo
Die Breite g eines Teillichtbündels, das bei einem
Einfallswinkel θ mit seinem einen Randstrahl die eine von
jeweils zwei benachbarten Glasfasern und mit seinem anderen
Randstrahl die andere dieser beiden Glasfasern gerade streift,
wie dies in Fig. 7 veranschaulicht ist, errechnet sich nach
der Formel
g = P cos θ - 2r (7)
worin r den Radius einer jeden Glasfaser bedeutet, wie dies in
Fig. 7 ebenfalls zum Ausdruck kommt.
Nimmt der Einfallswinkel θ den kritischen Wert θo an, so ist
g = 0. Aus (7) ergibt sich dann für den kritischen
Einfallswinkel θo:
cosθo = 2r/P (8)
Wird beispielsweise davon ausgegangen, daß r = 62,5 µm und
P = 250 µm ist, so ist cos θo = 0,5, was einen kritischen
Winkel θo = 600 ergibt. Bei dem angenommenen Beispiel ist also
für den Einfallswinkel θ die Bedingung 0 < θ < 60° maßgebend.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 ist der reflektierende Spiegel
1 senkrecht zu der durch die Glasfasern f₁ bis f₅ gebildeten
Ebene und somit parallel zur Normalen auf diese Ebene
angeordnet, wobei der Spiegel 1 parallel zu der Richtung
verläuft, in welcher sich die Glasfasern mit ihren Längsachsen
erstrecken.
Statt dessen kann der Spiegel 1 aber auch parallel zu der durch
die Glasfasern f₁ bis f₅ gebildeten Ebene und somit senkrecht
zur Normalen auf diese Ebene angeordnet sein, wobei der
Spiegel 1 wiederum parallel zu der Richtung verläuft, in
welcher sich die Glasfasern mit ihren Längsachsen erstrecken.
Eine derartige Anordnung zeigt Fig. 8. Wie beim ersten
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 werden auch beim zweiten
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 die beiden
Lichtstrahlenbündel l₁ und l₂ so geführt, daß das eine
Lichtstrahlenbündel l₁ die Glasfasern f₁ bis f₅ erst nach
Reflexion durch den Spiegel 1 passiert, während das andere
Lichtstrahlenbündel l₂ die Glasfasern zuerst passiert und erst
danach vom Spiegel 1 reflektiert wird. Auch bei diesem zweiten
Ausführungsbeispiel werden also die Glasfasern in
unterschiedlichen Richtungen beleuchtet und beobachtet.
Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 und Fig. 8 weisen beide
den Vorteil auf, daß die beiden Lichtstrahlenbündel l₁ und l₂,
die parallel zueinander verlaufen, vergleichsweise nahe
nebeneinander angeordnet sind. Somit können die beiden
Lichtstrahlenbündel leicht aus einer gemeinsamen, in den
vorgenannten Abbildungen nicht dargestellten Lichtquelle
gespeist werden. Dies führt zu einer einfachen und
raumsparenden Bauweise der beschriebenen Vorrichtung.
Dies ist aber nicht unbedingt notwendig. Fig. 9 und 10 zeigen
weitere Ausführungsbeispiele, die im Prinzip mit den
Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und Fig. 8 übereinstimmen,
jedoch hiervon in der Weise abweichen, daß das
Lichtstrahlenbündel l₂ einfallsseitig nicht parallel zum
Lichtstrahlenbündel l₁, sondern unter einem Winkel hierzu
verläuft, wozu es am Spiegel 1 vorbeigeführt wird und auf die
Glasfasern f₁ bis f₅ auftrifft, ohne vorher am Spiegel 1
reflektiert worden zu sein. In diesem Fall wird das
Lichtstrahlenbündel l₁ vom Spiegel 1 überhaupt nicht
reflektiert, so daß dieser nur das Lichtstrahlenbündel l₁
reflektiert. Trotzdem werden aber auch in diesem Fall die
Glasfasern f₁ bis f₅ in zwei unterschiedlichen Richtungen mit
Lichtstrahlenbündeln l₁ und l₂ beaufschlagt, so daß die
Positionen der Glasfasern aus unterschiedlichen
Betrachtungsrichtungen genau ermittelt werden können.
Alle oben beschriebenen Ausführungsbeispiele haben den
Vorteil, daß die beiden Lichtstrahlenbündel l₁ und l₂
ausfallsseitig parallel zueinander und vergleichsweise nahe
beieinander verlaufen, so daß das Hin- und Herfahren eines
Mikroskops oder einer anderen Aufnahmeeinrichtung zwischen den
beiden Lichtstrahlenbündeln auf der Ausfallsseite
verhältnismäßig leicht möglich ist. Dies führt zu einer
kostengünstigen kompakten Bauweise der Vorrichtung.
Die Erläuterungen, die oben anhand von Fig. 3 bis 7 in
Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 gemacht
wurden, gelten in gleicher Weise auch für die
Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 8 bis 10.
Claims (4)
1. Verfahren zur Überprüfung der gegenseitigen Ausrichtung
der jeweils näherungsweise in einer Ebene nebeneinander
angeordneten Enden von Glasfasern (f₁ bis f₅, f′₁ bis
f′₅) eines Paares von stirnseitig einander
gegenüberliegenden Bandfaserkabeln (F, F′), bei dem
- (a) die Enden der beiden Bandfaserkabel (F, F′) in Gegenüberstellung vor der Ebene eines Spiegels (1) in der Weise positioniert werden, daß die Ebene der Enden der Glasfasern (f₁ bis f₅, f′₁ bis f′₅) der Bandfaserkabel (F′ F′) zur Spiegelebene senkrecht oder parallel verläuft,
- (b) erste und zweite Lichtstrahlenbündel (l₁, l₂) auf
die Bandfaserkabel (F′ F′) und zumindest eines der
beiden Lichtstrahlenbündel (l₁, l₂) auch auf den
Spiegel (1) gerichtet werden in der Weise, daß
eines der ersten und zweiten Lichtstrahlenbündel
(l₁, l₂) nach Durchgang durch die Bandfaserkabel
(F, F′) vom Spiegel (1) reflektiert wird und die
ersten und zweiten Lichtstrahlenbündel (l₁, l₂)
jeweils Schattenbilder der Enden der Glasfasern (f₁
bis f₅, f′₁ bis f′₅) der Bandfaserkabel (F, F′)
erzeugen,
- (b₁) wobei der Einfallswinkel (θ) der ersten und zweiten Lichtstrahlenbündel (l₁, l₂) in bezug auf die Senkrechte auf die Ebene der Enden der Glasfasern (f₁ bis f₅, f′₁ bis f′₅) jeweils kleiner ist als ein kritischer Winkel (θo), bei dem die Schattenmuster der zueinander benachbarten Glasfasern (f₁ bis f₅, f′₁ bis f′₅) noch getrennt erfaßbar sind, und
- (c) die durch die Glasfasern (f₁ bis f₅, f′₁ bis f′₅) der beiden Bandfaserkabel (F, F′) jeweils erzeugten Schattenmuster erfaßt und mit ihrer Hilfe ein Versatz zwischen den jeweils paarweise einander zugeordneten Glasfasern (f₁ bis f₅, f′₁ bis f′₅) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die ersten und
zweiten Lichtstrahlenbündel (l₁, l₂) nach Durchgang
durch die Bandfaserkabel (F, F′) und nach Reflexion des
einen oder beider Lichtstrahlenbündel (l₁, l₂) durch den
Spiegel (1) parallel zueinander verlaufen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem zum Erfassen der
durch die Glasfasern (f₁ bis f₅, f′₁ bis f′₅) der beiden
Bandfaserkabel (F, F′) erzeugten Schattenmuster die
Intensitätsverteilungen der Lichtstrahlenbündel (l₁, l₂)
nach dem Durchgang durch die Bandfaserkabel (F, F′) und
nach der Reflexion von zumindest einem der beiden
Lichtstrahlenbündel durch den Spiegel (1) detektiert
werden, wobei Schattenmuster längs Meßlinien (C1 bis C4)
erfaßt werden, die senkrecht zur genannten Ebene der
Enden der Glasfasern (f₁ bis f₅₁ f′₁ bis f′₅) verlaufen
und in axialer Richtung der Glasfasern (f₁ bis f₅, f′₁
bis f′₅) zueinander versetzt sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Schattenmuster
der Glasfasern (f₁ bis f₅, f′₁ bis f′₅) mittels eines
Mikroskops erfaßt werden, das in den Strahlengängen der
ersten und zweiten Lichtstrahlenbündel (l₁, l₂)
angeordnet wird.
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