DE3900406C2

DE3900406C2 - Verfahren zur Überprüfung der gegenseitigen Ausrichtung von nebeneinander angeordneten Enden von Glasfasern von Bandfaserkabeln

Info

Publication number: DE3900406C2
Application number: DE3900406A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Onodera; Takeshi Yamada
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1987-08-14
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1998-01-29
Anticipated expiration: 2009-01-10
Also published as: CA1291640C; EP0303990A3; SE464671B; SE8900023D0; EP0303990A2; GB2226655A; US4908677A; GB2226655B; GB8830332D0; DE3900406A1; EP0303990B1; SE8900023L

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 D_i der Mittelachsen der jeweils zugeordneten Glasfasern f_i 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 θ_o, 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 < θ_o

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 θ_o an, so ist g = 0. Aus (7) ergibt sich dann für den kritischen Einfallswinkel θ_o:

cosθ_o = 2r/P (8)

Wird beispielsweise davon ausgegangen, daß r = 62,5 µm und P = 250 µm ist, so ist cos θ_o = 0,5, was einen kritischen Winkel θ_o = 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

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 (θ_o), 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.