FR2597984A1 - Microscope for examining the faces of optical fibres - Google Patents

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Abstract

The invention relates to an industrial microscope intended for examining the end faces of optical fibres, this microscope including at least one eyepiece and at least one objective 5. According to the invention, attached to the zone of the microscope body 2 upstream of the objective 5 is a support element 1 which is extended below the objective 5 by a plate 1a, the plane of which makes an angle with the axis of the microscope equal to the Brewster angle, that is to say of the order of 50 to 60 DEG . This plate has a central bore in which is mounted a fibre-holder element 6 inside which the fibre 7 to be examined is centred so that the axis of the said fibre passes substantially through the axis y,y' of the microscope.

Description

La présente invention est du domaine de la microscopie industriel le. Elle vise plus précisément un microscope destiné à l'examen des faces des fibres optiques. The present invention is in the field of industrial microscopy. It relates more precisely to a microscope intended for examining the faces of the optical fibers.

Jusqu' à présent, pour l'examen du fini des surfaces des extrémités de fibres optiques, on utilisait des microscopes portables de dimensions relativement importantes et de mise en oeuvre relativement compliquée. Until now, for examining the finish of the surfaces of the ends of optical fibers, portable microscopes of relatively large dimensions and relatively complicated processing have been used.

Un objet de l'invention est de réaliser un microscope industriel dit "de chantier" qui soit de conception simple et facile à manipuler, tout en présentant des dimensions plus réduites. An object of the invention is to produce an industrial microscope called "site" which is simple in design and easy to handle, while having smaller dimensions.

Un autre objet de la présente invention est de réaliser un microscope industriel permettant d'utiliser des objectifs à grande frontale, la frontale étant la distance entre l'objectif et la pièce à examiner, en l'occurrence l'extrémité de la fibre optique, et ce grâce à un microscope dont tous les éléments constitutifs sont d'un seul tenant. Another object of the present invention is to produce an industrial microscope making it possible to use objectives with a large front, the front being the distance between the objective and the part to be examined, in this case the end of the optical fiber, and this thanks to a microscope of which all the constituent elements are in one piece.

Encore un autre objet de la présente invention est de réaliser un microscope industriel présentant une visualisation de l'état de l'extrémité, par exemple d'éventuelles rayures superficielles. Yet another object of the present invention is to provide an industrial microscope having a display of the state of the end, for example of any surface scratches.

Encore un autre objet de l'invention est de réaliser un microscope industriel permettant une mesure simple de l'indice de réfraction de la fibre, en y incorporant un analyseur que l'on croise avec le plan de polarisation du rayon réfléchi, dont on cherche l'extinction en modifiant l'angle de l'axe de la fibre par rapport à l'axe du microscope. Yet another object of the invention is to produce an industrial microscope allowing a simple measurement of the refractive index of the fiber, by incorporating therein an analyzer which is crossed with the plane of polarization of the reflected ray, of which one seeks extinction by modifying the angle of the axis of the fiber relative to the axis of the microscope.

Encore un autre objet de l'invention est de réaliser un microscope industriel pouvant être utilisé en ellipsométrie. Yet another object of the invention is to provide an industrial microscope which can be used in ellipsometry.

La présente invention a donc pour objet un microscope industriel pour l'examen des faces d'extrémité des fibres optiques, du type comportant au moins un oculaire et au moins un objectif, caractérisé en ce qu'est fixé, éven tuellement de façon amovible, sur la zone du corps du microscope en amont, de l'objectif un élément support se prolongeant au-dessous de l'objectif par une zone aménagée pour recevoir la fibre optique à analyser, ladite zone comportant au moins un élément porte-fibre. The present invention therefore relates to an industrial microscope for examining the end faces of optical fibers, of the type comprising at least one eyepiece and at least one objective, characterized in that it is fixed, possibly removably, on the area of the body of the microscope upstream, from the objective, a support element extending below the objective by an area arranged to receive the optical fiber to be analyzed, said area comprising at least one fiber-carrying element.

Selon un première forme de réalisation, la zone aménagée pour recevoir les fibres optiques analysées est une platine dont le pl-an fait avec l'axe du microscope un angle égal à l'angle de Brewster, par exemple de 50 à 600, cette platine présentant un alésage central dans lequel est monté l'élément porte-fibre à l'intérieur duquel est centré la fibre à examiner de façon que l'axe de ladite fibre est sensiblement dans l'axe du microscope. According to a first embodiment, the area arranged to receive the analyzed optical fibers is a stage, the plane of which makes with the axis of the microscope an angle equal to the Brewster angle, for example from 50 to 600, this stage having a central bore in which is mounted the fiber-carrying element inside which the fiber to be examined is centered so that the axis of said fiber is substantially in the axis of the microscope.

Selon une seconde forme de réalisation la zone aménagée pour recevoir la fibre optique à examiner est un fourreau présentant latéralement un alésage dans lequel est disposé l'élément porte-fibre dont l'axe est perpendiculaire à l'axe du fourreau et qui lui-même est situé dans le prolongement de l'axe optique du microscope, la fibre optique étant montée à l'intérieur dudit é élément porte-fibre, de façon que son axe opt-ique coincide sensiblement avec l'axe de l'alésage. Dans cette seconde forme de réalisation, des moyens d'éclairage sont montés dans la partie inférieure du fourreau au-dessous de l'alésage latéral. According to a second embodiment, the area arranged to receive the optical fiber to be examined is a sheath having laterally a bore in which is disposed the fiber-carrying element whose axis is perpendicular to the axis of the sheath and which itself is located in the extension of the optical axis of the microscope, the optical fiber being mounted inside said é fiber-holder element, so that its optical axis coincides substantially with the axis of the bore. In this second embodiment, lighting means are mounted in the lower part of the sheath below the lateral bore.

Selon cette seconde forme de réalisation, dans la zone du fourreau faisant face à l'alésage latéral renfermant ì'élément porte-fibre, est montée une lame semi-transparente qui est inclinée à 450 par rapport à l'axe optique du fourreau, c'est-à-dire l'axe optique du microscope, le centre de cette lame transparente coincidant avec l'intersection des axes de l'alésage latéral de l'élément porte-fibre et du fourreau. Dans cette seconde forme de réalisation, on a également prévu une structure d'entretoisement et de centrage de l'objectif à l'intérieur de l'élément support. According to this second embodiment, in the area of the sheath facing the lateral bore containing the fiber-carrying element, is mounted a semi-transparent blade which is inclined at 450 relative to the optical axis of the sheath, c that is to say the optical axis of the microscope, the center of this transparent plate coinciding with the intersection of the axes of the lateral bore of the fiber-holder element and of the sheath. In this second embodiment, a bracing and centering structure for the objective is also provided inside the support element.

D'autres caractéristiques et avantages de 1' inven- tion apparaltront à la lecture de la description suivante de deux formes de réalisation non limitatives de microscope industriel pour examen de fibres optiques, selon l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
Fig. 1 est une vue latérale d'une première forme de réalisation d'un microscope industriel selon l'invention;
Fig. 2 est une vue latérale selon les flèches ll-ll de la Fig. 3 d'une seconde forme de réalisation de microscope industriel selon 1 invention, et
Fig. 3 est une vue latérale partiellement arrachée selon les flèches 111-111 de la Figure 2.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of two non-limiting embodiments of an industrial microscope for examining optical fibers, according to the invention, with reference to the appended drawings in which:
Fig. 1 is a side view of a first embodiment of an industrial microscope according to the invention;
Fig. 2 is a side view according to the arrows ll-ll of FIG. 3 of a second embodiment of an industrial microscope according to 1 invention, and
Fig. 3 is a side view partially cut away according to arrows 111-111 of FIG. 2.

En se reportant plus particulièrement à la forme de la réalisation de la Fig. 1, on voit que l'élément support I est constitué par une mâchoire supérieure lb venant se fixer sur la partie inférieure du corps 2 du microscope par l'intermédiaire d'une vis de serrage 3. Cet élément support I se prolonge à sa partie inférieure par une platine la dont le plan supérieur est parallèle à un axe z,z' définissant avec l'axe frontal x,x' lui-même perpendiculaire à l'axe y,y' du microscope, un angle de l'ordre de 50 à 600, par exemple -56 sur ce dessin, égal à l'angle de
Brewster. Cette platine la présente un alésage destiné au montage d'un élément porte-fibre (6) dans lequel est insérée une fibre 7 et sa gaine 7a.L'extrémité de la fibre 7 dont les caractéristiques de planéité doivent être examinées par
I-e microscope, se trouve sensiblement à l'intersection des axes x,x', y,y' et z,z' spécifiés ci-dessus de façon que la lumière incidente vienne frapper l'extrémité de fibre 7 selon l'angle de Brewster défini ci-dessus, en obtenant ainsi un faisceau de lumière polarisée, dirigé selon l'axe optique y,y' du microscope.With particular reference to the form of the embodiment of FIG. 1, it can be seen that the support element I is constituted by an upper jaw 1b which is fixed on the lower part of the body 2 of the microscope by means of a clamping screw 3. This support element I is extended at its part lower by a stage la whose upper plane is parallel to an axis z, z 'defining with the frontal axis x, x' itself perpendicular to the axis y, y 'of the microscope, an angle of the order of 50 to 600, for example -56 on this drawing, equal to the angle of
Brewster. This plate has a bore for mounting a fiber-carrying element (6) into which a fiber 7 and its sheath 7a is inserted. The end of the fiber 7, the flatness characteristics of which must be examined by
Ie microscope, is located substantially at the intersection of the axes x, x ', y, y' and z, z 'specified above so that the incident light strikes the fiber end 7 at the Brewster angle defined above, thereby obtaining a polarized light beam, directed along the optical axis y, y 'of the microscope.

Une telle forme de réalisation permet d'opérer les diverses mesures nécessaires en plein air pourvu que la luminosité soit satisfaisante. Il suffit tout simplement à l'opérateur de mettre au point l'objectif 5 par manipula tion de la molette 4. Such an embodiment makes it possible to carry out the various measurements necessary in the open air provided that the brightness is satisfactory. The operator simply has to set up the objective 5 by manipulating the wheel 4.

Dans la forme de réalisation des Figures 2 et 3,
I 'élément support 9 présente également comme dans la réalisation de la Figure 1, des éléments supérieurs de mâchoire 9e,9b destinés à venir fixer cet élément support 9 sur le corps 8 du microscope par l'intermédiaire d'une vis 10 pénétrant dans un alésage fileté 9c se prolongeant de part et d'autre des éléments de mâchoires 9a et 9b. Cet élément se prolonge à sa partie inférieure par un fourreau 15 présen
tant latéralement un alésage 15a dans lequel est inséré un élément porte-fibre 16. Dans la lumière centrale 17 du
fourreau 15 est disposée une ampoule d'éclairage 18 alimentée par des piles 20 disposées dans un caisson et fixées sur
la face intérieure du fourreau 15.Le fourreau 15 présente des plats 15b et 15c destinés à supporter une lame semitransparente 21 de façon que cette dernière fasse un angle de 450 avec l'axe du microscope et l'axe de l'alésage laté
ral 15 selon lequel est disposée la fibre optique dont
l'extrémité est à examiner. Cette lame semi-transparente 21 est également supportée par un bras transversal 21a. Afin de centrer convenablement l'oculaire '12 de façon que l'axe du microscope coincide avec l'axe de la lumière centrale 17 du
fourreau, on a prévu une pièce périphérique 13 solidaire du corps 9 et présentant des alésages filetés dans lesquels on dis-pose des entretoises de guidage et de centrage 14. De
façon connue en soi, la mise au point du microscope se fait par une molette Il. On a également prévu un système d'interrupteur permettant d'allumer et d'éteindre à volonté'
la lampe 18 alimentée par des pôles 20 situé dans un caisson 19 fixé au fourreau 15.In the embodiment of Figures 2 and 3,
The support element 9 also has, as in the embodiment of FIG. 1, upper jaw elements 9e, 9b intended to fix this support element 9 on the body 8 of the microscope by means of a screw 10 penetrating into a threaded bore 9c extending on either side of the jaw elements 9a and 9b. This element is extended at its lower part by a sheath 15 present
both laterally a bore 15a in which is inserted a fiber-carrying element 16. In the central lumen 17 of the
sheath 15 is arranged a light bulb 18 powered by batteries 20 arranged in a box and fixed on
the inner face of the sheath 15. The sheath 15 has dishes 15b and 15c intended to support a semi-transparent blade 21 so that the latter makes an angle of 450 with the axis of the microscope and the axis of the side bore
ral 15 according to which the optical fiber is arranged,
the end is to be examined. This semi-transparent blade 21 is also supported by a transverse arm 21a. In order to center the eyepiece '12 properly so that the axis of the microscope coincides with the axis of the central light 17 of the
sheath, there is provided a peripheral part 13 secured to the body 9 and having threaded bores in which dis-poses guide and centering spacers 14. From
in a manner known per se, the focusing of the microscope is done by a thumb wheel II. There is also a switch system to switch on and off at will '
the lamp 18 powered by poles 20 located in a box 19 fixed to the sheath 15.

Il est clair que l'invention n'est nullement limi
tée aux formes de réalisation décrites ci-dessus en référen
ce aux dessins annexés, mais qu'elle englobe toutes les modifications et variantes, à la portée de l'homme de l'art,
issues du même principe d'établissement. C'est ainsi qu'on peut associer les formes de réalisations décrites ci-dessus à un polariseur croisé, à un dispositif photographique, qu'on peut adapter différents éléments de réglage, qu'on peut remplacer éventuellement la lame semi-transparente par un prisme d'angle droit au sommet, ou bien qu'on peut adapter différents types d'objectifs ou d'oculaires interchangeables au microscope muni des perfectionnements selon la présente invention.It is clear that the invention is in no way limited
tee to the embodiments described above with reference
this in the appended drawings, but that it includes all the modifications and variants, within the reach of those skilled in the art,
from the same principle of establishment. Thus it is possible to associate the embodiments described above with a crossed polarizer, with a photographic device, which can be adapted to different adjustment elements, which can optionally be replaced by the semi-transparent blade by a right angle prism at the top, or that different types of interchangeable lenses or eyepieces can be adapted to the microscope provided with improvements according to the present invention.

En outre, le microscope selon la présente invention permet de réaliser n' importe quelle mesure de l'état superficiel de l'extrémité d'une fibre optique, à la fois des mesures simples par utilisation de filtres croisés de polarisation ou bien des mesures d'indices de réfraction, ainsi que des mesures d' interférométrie et d'ellipsométrie.  In addition, the microscope according to the present invention makes it possible to carry out any measurement of the surface state of the end of an optical fiber, both simple measurements by using crossed polarization filters or else measurements of refractive indices, as well as interferometry and ellipsometry measurements.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Microscope industriel pour l'examen des faces d'extrémités des fibres optiques, du type présentant au moins un oculaire et au moins un objectif, caractérisé en ce qu'est fixé, éventuellement de façon amovible, sur la zone du corps du microscpe en amont de l'objectif, un élément support (1;9) se prolongeant en dessous de l'objectif par une zone (la;15) aménagée pour recevoir la fibre optique à 'analyser, ladite zone comportant au moins un élément portefibre (6; 16). 1. Industrial microscope for examining the end faces of optical fibers, of the type having at least one eyepiece and at least one objective, characterized in that it is fixed, optionally removably, on the area of the body of the microscpe upstream of the objective, a support element (1; 9) extending below the objective by a zone (la; 15) arranged to receive the optical fiber to be analyzed, said zone comprising at least one fiber element ( 6; 16). 2. Microscope industriel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone aménagée pour recevoir la fibre optique (7) est une platine (la) dont le plan fait avec l'axe frontal du microscope un angle égal à l'angle de 2. Industrial microscope according to claim 1, characterized in that the zone arranged to receive the optical fiber (7) is a stage (la) whose plane forms with the front axis of the microscope an angle equal to the angle of Brewster, par exemple de l'ordre de 50 à 60 , cette platine présentant un alésage dans lequel est monté l'élément portefibre (6) à l'intérieur duquel est centrée la fibre à examiner de façon que l'axe de ladite fibre passe sensiblement par le point d'intersection entre l'axe frontal (x,x') et l'axe optique (y,y') du microscope.Brewster, for example of the order of 50 to 60, this plate having a bore in which is mounted the fiber-carrying element (6) inside which the fiber to be examined is centered so that the axis of said fiber passes substantially by the point of intersection between the frontal axis (x, x ') and the optical axis (y, y') of the microscope. 3. Microscope industriel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone aménagée pour recevoir la fibre optique est un fourreau (15) présentant latéralement un alésage (15a) dans lequel est disposé l'élément porte-fibre (16), I'axe dudit alésage (15a) étant perpendiculaire à l'axe du fourreau, lui-même situé dans le prolongement de l'axe optique du microscope. 3. Industrial microscope according to claim 1, characterized in that the zone arranged to receive the optical fiber is a sheath (15) having laterally a bore (15a) in which is arranged the fiber-carrying element (16), I ' axis of said bore (15a) being perpendicular to the axis of the sheath, itself located in the extension of the optical axis of the microscope. 4. Microscope industriel selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans la partie du fourreau (15) faisant face à -I'alésage latéral (15a) supportant l'élément porte-fibre (16) est montée une lame semi-transparente (21) inclinée à 450 par rapport à l'axe optique du microscope et dont le centre coincide sensiblement avec l'intersection des axes du fourreau (15) et de l'alésage (15a). 4. Industrial microscope according to claim 3, characterized in that in the part of the sheath (15) facing the side bore (15a) supporting the fiber holder element (16) is mounted a semi-transparent blade ( 21) inclined at 450 relative to the optical axis of the microscope and whose center substantially coincides with the intersection of the axes of the sheath (15) and the bore (15a). 5. Microscope industriel selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu à la partie inférieure du fourreau (15) au dessous de l'alésage latéral (15a) sont montés des moyens d'éclairage (18). 5. Industrial microscope according to any one of claims 3 and 4, characterized in that at the lower part of the sheath (15) below the lateral bore (15a) are mounted lighting means (18). 6. Microscope industriel selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'oculaire (12) est centré dans l'élément support (9) par l'intermédiaire d'entretoises de guidage (14) supportées par l'élément périphérique (13) lui-même solidaire de l'élément support (9).  6. Industrial microscope according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the eyepiece (12) is centered in the support element (9) by means of guide spacers (14) supported by the 'peripheral element (13) itself integral with the support element (9).
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