WO1999056163A1 - Verfahren sowie vorrichtung zur einstellung eines bestimmten axialen längsabstands zwischen mindestens zwei lichtwellenleiterenden - Google Patents

Verfahren sowie vorrichtung zur einstellung eines bestimmten axialen längsabstands zwischen mindestens zwei lichtwellenleiterenden Download PDF

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WO1999056163A1
WO1999056163A1 PCT/DE1999/000785 DE9900785W WO9956163A1 WO 1999056163 A1 WO1999056163 A1 WO 1999056163A1 DE 9900785 W DE9900785 W DE 9900785W WO 9956163 A1 WO9956163 A1 WO 9956163A1
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axial
optical waveguide
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G02B6/4233—Active alignment along the optical axis and passive alignment perpendicular to the optical axis

Definitions

  • Optical fiber ends cause interference from incoming and reflected light components. Light energy of these interference vibrations is decoupled from the second optical waveguide. With the help of a measuring and associated analysis device, it is determined when a sudden change in the outcoupled light energy occurs when the two optical fiber ends move axially together. This corresponds to the point in time from which the two ends of the optical waveguide make contact for the first time. The movement of the two ends of the optical fibers is then stopped. In the case of this known measuring device, it is therefore only determined when the two ends of the optical waveguide come into contact with one another during the movement of the two optical waveguide ends, and then the feed movement of the two optical waveguides is stopped.
  • Adjust fiber optic ends in a precisely controllable manner If the respective longitudinal distance between two mutually assigned optical waveguide ends is checked, for example with the aid of a video system, as is described in detail in terms of function and mode of operation, in particular in US Pat. No. 5,011,259, then an accurate detection of the position of the fiber end faces of the two light wave Be 2concentrically Miltonschlagt lenleiterenden by optical effects such as scattering or diffraction ⁇ effects. This 29lim ⁇ mert particularly at very low, adjusted longitudinal distances between the two fiber end faces.
  • the invention is based on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on the object founded on
  • Optical fiber end and at least one associated second optical fiber end with the aid of at least one positioning device, at least one of which is displaced in ⁇ the optical waveguide by means of the positioning in the axial direction, thereby changing the longitudinal axial distance between the two optical fiber ends, wherein the positioning device in each case, a target traverse is specified, by which the associated optical fiber end is to be displaced, with measurement light being coupled from the first into the second optical waveguide end during the axial desired displacement movement, interferences of the measurement light being produced in the longitudinal gap between these two mutually associated optical waveguide ends, the local intensity distribution thereof Measuring light interference detected by decoupling measuring light from the second optical waveguide and in a control
  • the actual travel path actually brought about by the positioning device being determined by means of the control / evaluation device from this recorded local intensity distribution, and wherein in this control / evaluation device this predetermined desired travel path of the positioning device he it- 3 th, associated actual travel path is assigned, whereby the axial travel path of the positioning device is calibrated.
  • the invention also relates to a method for calibration of the travel of a positioning device, wherein least a mmde- of two mutually assigned optical waveguides with the aid of the positioning device m the axial direction ver ⁇ pushed and thereby the axial long distance is changed between the optical fiber ends, wherein the positioning device in each case, a target - Travel path is specified by which the associated optical fiber end is to be displaced, with the second optical waveguide end being coupled over during the axial nominal displacement movement of measuring light from the first m, interference in the longitudinal gap being caused between these two mutually associated optical fiber ends wherein the Local Inten ⁇ sitatsver notorious this Meßlichtinterferenzen by extraction of measuring light from the second optical waveguide is detected and m Ausiree ⁇ n ⁇ chtung is provided for evaluating a control / wherein from this recorded local intensity distribution of the actual travel actually effected by the positioning device is determined by means of the control / evaluation device, and wherein this control / evaluation device is assigned to this predetermined desired travel path of the positioning device
  • the respectively predefined travel path of the positioning device can be precisely assigned its actual travel path m that has actually been effected.
  • a rescaling of the respective target travel m is an associated, real one 4 Actual travel path enabled.
  • the invention further relates to a device for a ⁇ position of the axial longitudinal spacing between at least a first optical fiber end and at least one supplied arrange ⁇ th, second optical fiber end, said at least one optical fiber end is associated with at least one positioning device for displacement in the axial direction, wherein a control / evaluation unit is provided which each specifies a target travel path by which the associated optical fiber end is to be displaced, the optical measuring means being provided with the aid of which the local intensity distribution of measuring light interference in the longitudinal gap between the two optical waveguide ends can be detected during the axial nominal displacement movement, the control / evaluation device is in operative connection with the optical measuring means, so that the local intensity distribution of the in the longitudinal gap between the two fiber optic ends coupled measurement light can be provided in the control / evaluation device for evaluation, the control / evaluation device being designed such that it determines the actual travel path actually caused by the positioning device from the recorded local intensity distribution and assigns it to the desired travel path of the positioning device, whereby a calibration of the axial travel path of the positioning device is
  • Figure 1 schematically illustrates in partial perspective depicting lung ⁇ the basic structure of a device for carrying out leadership of the inventive method
  • FIG. 2 shows a schematic and enlarged illustration of interfering light beams between two fiber ends that are opposite one another with a long distance and are inserted into the device from FIG. 1,
  • Figure 3 m schematic representation of a measurement diagram which dependence the over-coupled light output between the first and second fiber end of Figure 2 m Abhan- from the desired path of the positioning device and represents the axial through this Positioniereinrich ⁇ tung tats leisurely caused actual traverse path, and
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a calibration curve which can be obtained from FIG. 3 for correcting the desired travel path of the positioning device of the device according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows schematically in m perspective view the basic structure of a welding device SV.
  • This welding device SV is in particular part of a
  • Optical fiber splicer Two optical fibers LW11, LW21 are inserted into the welding device SV.
  • the first optical waveguide LW11 is assigned to the left half of the image, the second optical waveguide LW21 to the right half of the image.
  • the first light waveguide LW11 is in an associated holding device HV1 such as a manipulator be ⁇ known per type held and fixed in position.
  • HV1 such as a manipulator be ⁇ known per type held and fixed in position.
  • Veran ⁇ of the recording and fixing effect of the first schaulichung Hal- tevoroplasty HV1 this is shown in the left half of Fi gur ⁇ 1 by way of example in the open state. It comprises a base part BT1, on top of which a longitudinal groove is let ⁇ NB1.
  • a lid or a flap KL1 is via a joint GL1, Nier or the like mounted to be pivoted toward the base part BT1.
  • a longitudinal groove NK1 is provided in a corresponding location, that is to say congruent to the longitudinal groove NB1 in the base part BT1.
  • the second holding device HV2 receives the second, coated optical waveguide LW21.
  • Figure 1 shows the holding device HV2 in the right half of the picture in the closed state.
  • the coated optical waveguide LW21 is clamped between the base part BT2 and the cover KL2 of the holding device HV2 and is thereby held in place.
  • the lid KL2 is attached with the help of a hinge, i.e. in general terms, a pivot mechanism GL2 is pivotally attached to the base part BT2.
  • a longitudinal groove NB2 is embedded on the upper side of the base part BT2 and, correspondingly, a longitudinal groove NK2 is embedded on the underside of the cover KL2.
  • Each optical waveguide LW11 or LW21 is inserted into its associated holding device HV1 or HV2 in such a way that it preferably projects freely therefrom with a predeterminable end section, ie the respective optical waveguide LW11 7 or LW21 preferably hangs freely from its associated holding device HV1 or HV2 along an end length.
  • the two holding devices HV1, HV2 are arranged on a common, flat base plate GP. They are associated with long-distance opposite each other, that is, between the holding devices at ⁇ HV1, HV2 is a gap to the positio ⁇ kidney of the fiber ends between two electrodes ELI, EL2 upstream hands.
  • the two electrodes ELI, EL2 are connected to a control / evaluation device COM via associated lines LEI, LE2. They are arranged laterally, in particular orthogonally to the longitudinal extension of the two fiber ends FEH, FE21. They serve the purpose of igniting an arc running laterally (with respect to the fiber longitudinal axes) in order to weld the ends of the fibers to one another on the end face after appropriate alignment and axial long positioning.
  • Both holding devices HV1, HV2 are positioned on the base plate GP in such a way that both the first optical waveguide LW11 and the second optical waveguide LW21 can be inserted essentially in a straight line and along the same spatial direction.
  • the respective optical waveguide LW11 or LW21 in its associated holding device HV1 or HV2 preferably preferably extends essentially along a straight line which runs approximately parallel to the imaginary alignment line of the two optical waveguides. This line of alignment is due to the imaginary lengthening of the central or longitudinal axes of the two optical fibers LW11, LW21 after their lateral alignment. other formed.
  • the desired escape line runs in the Z spatial direction.
  • At least one of the two holding devices is designed to be displaceable along the longitudinal extension of its inserted and fixed light waves ⁇ conductor, ie in the axial direction.
  • the second holding device by means of a HV2 can Verschiebemechanis ⁇ mechanism in the Z direction, that is parallel move to the central or longitudinal axis of the inserted optical waveguide LW21 and thus in the axial direction back and forth.
  • the displacement mechanism is formed in particular by a roller bearing RL and slide rails FS1, FS2.
  • the holding device HV2 runs with the help of these roller bearings RL in the slide rails FS1, FS2 on the base plate GP.
  • the first holding device HV1 is preferably fixedly mounted on the base plate GP, that is to say immovably attached.
  • the respectively desired displacement of the second holding device HV2 in the Z-spatial direction is carried out with the aid of an actuator SG2, which is likewise preferably firmly attached to the base plate GP.
  • This actuator SG2 receives its control signals SI1 from the control unit SE of the evaluation / control device COM via a control line LSG2.
  • the actuator SG2 preferably has at least one piezo element and / or at least one stepper motor.
  • the displacement effect of the actuator SG2 on the associated holding device HV2 in the Z direction is indicated schematically in FIG. 1 with the aid of an active arrow VZ.
  • the holding device HV2, the roller bearings RL and the slide rails FS1, FS2 together with the actuator SG2 form a positioning device for the second optical waveguide LW21, with the aid of which the latter can be moved back and forth along its central axis, ie in the axial direction.
  • This positioning device is labeled P02 in FIG. 9 records. It can of course also have another ge ⁇ suitable recording and / or adjustment mechanism for versschiebung Langs- have m the axial direction.
  • the second optical waveguide LW21 can be moved so far towards the fixed, first optical waveguide LW11 in the axial direction or can be moved so far from it that different axial nominal longitudinal distances are established between the end faces of the two fiber ends FEH, FE21 read ⁇ sen.
  • the nominal axial travel by which the second holding device HV2 uses the actuator SG2 assigned to it along the central axis of the rectilinearly designed second optical waveguide LW21 in the axial direction, ie here in the Z direction, to set the desired axial nominal longitudinal distance between the end faces of the two fiber ends FEH, FE21, the control unit SE is indicated with SW in FIG. 1 m.
  • the desired target longitudinal distance is designated there with SD.
  • the two holding devices HV1, HV2 can already be adjusted laterally at the factory with respect to their receiving grooves, i.e. transversely, in particular perpendicularly to their longitudinal extent, are largely mounted flush with one another on the base plate GP.
  • a lateral alignment process is then advantageously no longer required for the optical waveguides inserted into the receiving grooves of the holding devices HV1, HV2.
  • the positioning device P02 can also be expedient to design the positioning device P02 to be displaceable at least one spatial direction transversely, in particular laterally, to the respective fiber longitudinal axis.
  • the positioning device P02 allows the optical waveguide LW21 to move in all three spatial directions, namely X, Y, Z of a Cartesian coordinate system.
  • the spatial direction X runs in the transverse direction to the axial longitudinal extension of the two optical waveguides LWH, LW21, in particular perpendicularly, that is to say orthogonally to the desired extension 10 directive in the Z direction.
  • the planar base plate GP is because ⁇ in particular parallel to that of the X and Z spatial Rich ⁇ tung plane spanned.
  • the spatial direction Y is perpendicular to this Z plane, that is to say it runs upwards or downwards.
  • the displacement of the holding device HV2 in the X and / or Y direction can also be effected by the actuator SG2.
  • the displacement effect of the actuator SG2 on the associated holding device HV2 in the X, Y, Z direction is indicated schematically in FIG. 1 by a double arrow VX, VY, VZ.
  • the lateral displaceability of the holding device HV2, in particular in the X and / or Y direction, makes it possible to compare any lateral displacement of the two optical fiber ends FEH, FE21 with one another in a multidimensional manner, that is to say in several lateral position planes, and thus any radial displacement of the two Make optical fibers FEH, FE21 as zero as possible.
  • the two optical fibers FEH, FE21 weld to their proper comparison can be broadly aligned with each other ⁇ to.
  • first holding device HV1 may also be expedient to design the first holding device HV1 to be displaceable at least in the Z direction and to arrange the second holding device HV2 stationary instead of the second holding device HV2. It may also be advantageous to provide at least one corresponding positioning device for each of the two optical waveguides LWH, LW21, at least for moving in the Z direction.
  • a calibration of the axial travel of the Positionierein ⁇ direction P02 preferably in the following manner pre ⁇ taken:
  • portions of the transmitted radiation field SSF of an optical transmitter TR are coupled into the first optical waveguide LWH in the direction of the second optical waveguide LW21 with the aid of a bending coupler BK1.
  • the bending coupler BKl is indicated for the sake of simplicity as a circular cylinder.
  • the first light wave conductor LWH ⁇ is wrapped curved.
  • portions of the transmission radiation field SSF as measuring light ML in the first optical waveguide LWH run towards its free end.
  • the optical transmitter TR can be controlled by the control unit SE of the evaluation / control device COM via a control line LE3.
  • the optical transmitter TR can be switched on and off using the evaluation / control device COM.
  • the measuring light ML emerges from the open end face of the first fiber end FEH into the gap SP between the two fiber ends FEH, FE21, which are located at an actual axial longitudinal distance D.
  • These superimposed measuring light waves enter the open end face of the second fiber end FE21 and run away from it along its longitudinal extent (here from left to right).
  • an optical receiver OE which is indicated by dash-dotted lines in FIG.
  • this has a bending coupler BK2, which is coupled to the second optical waveguide LW21 and preferably in accordance with the first
  • Bending coupler BKl is formed. It is in the right half of Figure 1 (when looking in the direction of the signal 12 of the measuring light ML from left to right) after the second Hal ⁇ tevorraum HV2 provided.
  • the received radiation field ESF of the measurement light portions coupled out on the reception side is illustrated in FIG. 1 with the aid of at least one light-sensitive element LEL, in particular a photodiode, of the optical one
  • OE receiver in intensity is detected and decoding end in a corres ⁇ electrical measurement signal P converts vice as a measure of the received light intensity of the coupled-Meßlichtanteile ⁇ LEL.
  • This electrical measurement signal of the P lichtempfindli- chen element LEL is via a measuring line to the LE4 from ⁇ evaluation unit AE the evaluation / control device COM for evaluation. It forms a measure of the level or the intensity of the measurement light interference between the two fiber ends.
  • the positioning device P02 is expediently given a multiplicity of different axial desired travel paths, to which corresponding actuating processes are assigned.
  • the target travel movement for the respective target travel path is expediently divided into a discrete, predetermined sequence of partial positioning processes and thus partial travel paths of the positioning device and only after each partial positioning process a level value P at the newly reached longitudinal position of the fiber end FE21 for the measuring light coupled over between the fiber ends.
  • each associated level value P is uniquely assigned to the associated, predetermined partial travel path.
  • the specification of a specific axial set travel SW corresponds to a specific set longitudinal distance SD to be set by the actuator SG2 between the two fiber ends FEH, FE21.
  • the level values AWO with AWm are assigned to the axial discrete target scanning locations TSO with TSm.
  • the continuous envelope or interpolation of this multiplicity of individual level measurement values, which follow one another in the axial nominal grid spacing ⁇ SD, is additionally drawn in in FIG. 3 and designated IV. It can be obtained in particular by approximation of functions from the discrete level measurement values AWO with AWm as a function of the desired distance SD. It shows the local intensity distribution of the measurement light as a function of the desired travel paths SW to be traveled and correspondingly to the desired longitudinal distances SD.
  • a display device DP in particular a display, is connected to the control / evaluation device COM via a connecting line.
  • This display shows, by way of example, the characteristic course of the local intensity distribution IV from FIG. 3, the level or intensity P of which has been measured for the measurement light received at the receiving end as a function of different, discretely predetermined nominal longitudinal distances SD.
  • Fiber end FE21 using the positioning device P02 for example, starting from the point of contact of the two fiber ends 15 made. There is no long gap at the point of contact of the two fiber ends FEH, FE21, so that the actual long distance D between the two fiber ends FEH, FE21 is approximately zero, ie the following applies: D ⁇ 0 mm.
  • the holding device HE2 was then gradually moved away from the fixed first fiber end FEH by the actuator SG2 in accordance with the predetermined axial grid spacing ⁇ SD.
  • an axial target grid spacing ⁇ SD of 0.1 ⁇ m was selected as an example. It became after everyone
  • Adjustment process of the actuator SG2 by the target grid spacing ⁇ SD at each discrete target scanning position TSO with TSm of the second fiber end FE21 each includes an associated level measurement value AWO with AWm.
  • the positioning device P02 is shifted to a plurality of axial scanning positions such as TSO with TSm in order to achieve this predefined setpoint travel path, such as, for example, SWl m in a sequence of Emzel travel steps, until the entire setpoint travel path SWl has been completed.
  • the level of the measurement light ESF coupled out of the second optical waveguide LW21 is measured at each approached scanning position of the positioning device.
  • the multiplicity of corresponding pairs of values - each formed by a level value P and an associated, predetermined axial set travel distance ⁇ SD - are preferably recorded in the evaluation unit AE of the evaluation / control device COM as a series of measurements.
  • the amount of phase shift depends in particular on the shafts ⁇ length from ⁇ of light and the actual longitudinal distance D.
  • the light rays LS2 ⁇ and LS5 strengthen or weaken ge ⁇ from genfactur, depending on the transit time difference.
  • this means that there is a maximum level attenuation ( minimum) of the overlapping light beams in the air gap SP if the double actual gap distance D corresponds to an integral multiple of the wavelength ⁇ plus an additional displacement by half a wavelength ⁇ / 2 .
  • the longitudinal gap SP between the two fiber ends FEH, FE21 acts in particular as a so-called Fabry-Perot resonator for the coupled measurement light.
  • Standing waves can therefore form in the air gap between the two fiber ends.
  • a characteristic oscillation oscillation of the light level coupled out at the receiving end occurs when the actual axial gap distance D between the two fiber ends is successively changed.
  • the two fiber ends can be moved axially by moving the 19 Positioning device P02 can either be moved relative to one another or moved away from one another.
  • the phase difference between the hm- and incoming light wave is equal to ⁇ / 2, so that the intensity here reaches a minimum MI1.
  • An optical transmitter for example with a wavelength of approximately 1320 nm, was used to record the oscillation curve IV from FIG.
  • a relative change in the actual longitudinal distance D e.g. thus has a periodic fluctuation in intensity P by several ⁇ / 2
  • the modulation of the received signal P advantageously shows a relatively precisely defined frequency as a function of the actual gap distance D between the two fiber ends.
  • the frequency of Oszillationsschwingung IV ent ⁇ long the Sollwegskala SD considered due Verstellfeh- learning the positioning P02 vary.
  • the oscillation curve IV of FIG. 3 represents a local intensity distribution m as a function of the actually existing axial long distance D between the two fiber ends. This means that each level value of this measuring curve IV m can be unambiguously assigned an actual long distance D that was recorded of the respective level value between the two fiber ends actually exists. Regardless of the axial nominal longitudinal distance SD, which is given to the positioning device P02 by the control unit SE, the actual axial longitudinal distance D actually caused by the positioning device P02 between the two fiber ends m can advantageously be found from the level measurement curve IV.
  • This mterferometric measurement can in particular also be used to check whether the axial target travel path that is specified for the actuator SG2 has actually been traveled through by the respective fiber end that is inserted in the holding device of the positioning device after the displacement process has been carried out.
  • inaccuracies of the positioning device P02, in particular of the actuator SG2 can be recognized and, if necessary, compensated.
  • FIG. 1 shows a further, for better illustration of displacement errors of the positioning device P02, c ⁇ c ⁇ IV ) IV) P 1 c ⁇ o C ⁇ o C ⁇ o c ⁇
  • the relationship Zvi ⁇ can rule the respective target traverse SW and the actually realized actual traverse IW of the second fiber end FE21 in particular in the following manner and ways are determined.
  • the desired longitudinal distances SD are determined, at which maxima and minima occur in each case.
  • the maxima and minima By counting the maxima and minima based on the respective axial starting reference position, e.g. TSi of the two fiber ends can be the maxima and minima, i.e. the extremes are subsequently assigned actual axial longitudinal distances D between the two fiber ends. This is because the maxima and minima follow one another in the axial actual longitudinal spacing of ⁇ / 4.
  • the actual longitudinal distance values of this table are plotted along the ordinate in FIG. 4, and the target distance values SD along the abscissa.
  • a continuous calibration curve KK was created by approximation of functions. 25 won and m of Figure 4 with.
  • the actual long distance values D of this calibration curve KK increase disproportionately for large target long distances SD. This behavior is particularly typical of the hysteresis behavior of piezoelectric actuators.
  • the functional relationship Zvi ⁇ rule the pairs of values SD and D is preferably determined by approximation by means of a parabolic function.
  • the parabola adjustment can preferably be carried out using the known Gaussian algorithm and in the present exemplary embodiment results in
  • the calibration curve KK can either be stored permanently as a table of values or as a function m of the evaluation device AE, ie once and for all. In particular, this can already be done at the factory. In particular, it can be used to correct the axial travel path of the positioning device if the positioning device P02, in particular its actuator SG2, has only time-invariant errors, i.e. when adjusting the axial long distance between the two fiber ends, the behavior is essentially always the same. This is the case, for example, when driving by means of a cam disc, the pitch of which is subject to tolerances. In this case, it may be sufficient to use the functional relationship between the target and actual travel as a calibration curve c ⁇ to tv>P> P »
  • DJ rt DJ P- P- 3 d tr d: 3 e d P- J d ⁇ P- et ⁇ Q rt cn 1 ⁇ CX d
  • the axial travel paths of the respective positioning device, e.g. P02 can generally be calibrated in the following way, i.e. error-rescaled:
  • the actuator SG2 of the positioning device P02 is given the same, ie constant, axial nominal grid spacing ⁇ SD by the evaluation / control device COM via the control line LSG2, by which the holding device is concerned
  • the axial displacement movement of the second fiber end FE21 can be started at any axial long distance between the two fiber ends at which there is sufficient light coupling between the two fiber ends in order to be able to detect maxima and minima from the discretely recorded level measurement values during the displacement process.
  • the step-by-step travel process is started, for example, at the axial long distance TSi of the two fiber ends, and the two fiber ends are successively moved apart.
  • [SWI / ⁇ SD] partial adjustment processes are thus carried out in order to travel through the entire axial nominal travel distance, such as SW1.
  • [] denotes an operator that makes the fraction SW1 / ⁇ SD, in particular, an integer.
  • [SWl / ⁇ SD] thus indicates the total number of individual actuating processes for driving through the specified total target travel SWl.
  • the desired grid spacing ⁇ SD is expediently chosen to be so short that, during the shifting process by the axial distance SW1, maxima and minima of the continuous oscillation curve IV are “caught” by the keying, ie are detected.
  • the resolution of the keying is therefore expediently greater than the axial actual longitudinal distance between each two adjacent extrema is chosen, since a maximum follows after a quarter wavelength, in this example 330 nm, a minimum, a quarter wavelength further a maximum and so on, so it is advisable to determine the target
  • the grid spacing ⁇ SD is preferably smaller than 1/40 of the wavelength ⁇ .
  • the relative maximum or minimum in the continuous level curve IV can be viewed in a first approximation, based on the approach position TSi, as a multiple of the grid spacing ⁇ SD as a multiple of the starting position TSi be assigned.
  • the evaluation device AE is used to determine from the large number of recorded, discrete level measurement values AWi with AWk along the set displacement path SW1 how many maxima and minima of the continuous level curve IV have been “passed over” after the setpoint displacement process has ended are.
  • the first minimum such as MI4
  • the second maximum such as MA4
  • the second minimum MI5 is an actual travel path of about 3 ⁇ D, etc.
  • SW SW1 are therefore expediently running section along that Ver ⁇ SWl through a continuous function, in particular ⁇ sondere a sine function is approximated.
  • the following sine function EV can serve as an approximation function:
  • SW denotes the respective target travel path, as well as Kl, K2, K3 are function parameters.
  • Kl, K2, K3 are function parameters. The non-linearity of the actuating process is taken into account in the first approximation by the e-function.
  • the parameters K1, K2, K3 m can also be determined unambiguously. Since the frequency of the oscillation oscillation EV m depends on the actual travel distance IW or actual long distance
  • the extrapolating line can also be recalculated if necessary after each target scanning position that has been approached.
  • the extrapolating makes it possible to determine the end position, e.g. TSk of the actuating process for implementing a specific actual travel path, e.g. To calculate IW1 and precisely, i.e. m to start in a precisely controllable manner.
  • the axial travel of the positioning device can be calibrated in the following way:
  • At least one first optical fiber end is shifted in the axial direction with the aid of at least one positioning device relative to at least one second, assigned optical fiber end in the axial direction, thereby changing the axial distance between the two optical fiber ends.
  • the positioning device is given a set travel path by which the associated light wave guide c ⁇ CJ IV tV P 1 P 1
  • each fiber optic group LWH with LWln or LW21 with LW2n is a BAI or BA2 plastic ribbon jacket with a flat cross-section.
  • At least one of the two holding devices HV1, HV2 is designed to be displaceable in the longitudinal direction of the ribbon by means of at least one positioning device, so that the axial longitudinal distance between the two ribbons BL1, BL2 can be adjusted.
  • only the second ribbon BL2 can be displaced in the axial direction with the aid of the positioning device P02.
  • the previously described calibration method for the single fiber technology is used for at least one pair of optical fibers of the two ribbons BL1, BL2, i.e. for at least two corresponding optical fibers, e.g. LWH, LW21 of the two groups, carried out in a corresponding manner.

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Abstract

Während je zwei einander zugeordnete Lichtwellenleiterenden (LW11, LW21) mit Hilfe mindestens einer Positioniereinrichtung (PO2) unter Vorgabe eines axialen Soll-Verfahrwegs (SW) relativ zueinander verschoben werden, wird Messlicht (ML) über deren Längsspalt (SP) übergekoppelt. Die örtliche Intensitätsverteilung (IV) von Interferenzen dieses Messlichts im Längsspalt (SP) wird erfasst, daraus der von der Positioniereinrichtung (PO2) tatsächlich bewirkte Ist-Verfahrweg (IW) ermittelt und dieser dem Soll-Verfahrweg (SW) zur Kalibrierung des axialen Verfahrwegs der Positioniereinrichtung (PO2) zugeordnet.

Description

Beschreibung
Verfahren sowie Vorrichtung zur Einstellung eines bestimmten axialen Längsabstands zwischen mindestens zwei Lichtwellen- leiterenden.
Aus der US 4,758,061 ist eine Einrichtung zur Annäherung zweier Lichtwellenleiterenden bekannt, bei der fortlaufend Licht über den Spalt zwischen den beiden Lichtwellenleiteren- den übergekoppelt wird, während diese in entsprechenden Halterungen mit Hilfe eines Stellglieds axial aufeinander zubewegt werden. Im Spalt zwischen den beiden
Lichtwellenleiterenden kommt es zu Interferenzen von hinlaufenden und reflektierten Lichtanteilen. Aus dem zweiten Lichtwellenleiter wird Lichtenergie dieser Interferenzschwingungen ausgekoppelt. Mit Hilfe einer Meß- und zugeordneten Analysiereinrichtung wird festgestellt, wann eine sprunghafte Änderung der ausgekoppelten Lichtenergie beim axialen Zusammenfahren der beiden Lichtwellenleiterenden auftritt. Dies entspricht dem Zeitpunkt, ab dem sich die beiden Lichtwellenleiterenden stirnseitig erstmalig kontaktieren. Daraufhin wird das Aufeinanderzufahren der beiden Lichtwellenleiterenden stillgesetzt. Bei dieser bekannten Meßeinrichtung wird somit lediglich festgestellt, ab wann es während des Aufein- anderzubewegens der beiden Lichtwellenleiterenden zu deren stirnseitiger Kontaktierung kommt und daraufhin die Vorschub- bewegung der beiden Lichtwellenleiter gestoppt.
In der Praxis kann es erschwert sein, einen bestimmten Längs- abstand zwischen zwei einander zugeordneten
Lichtwellenleiterenden in präzise kontrollierbarer Weise einzustellen. Wird der jeweilige Längsabstand zwischen zwei einander^ zugeordneten Lichtwellenleiterenden beispielsweise mit Hilfe eines Videosystems, wie es insbesondere in der US 5,011,259 nach Funktion und Wirkungsweise detailliert beschrieben ist, kontrolliert, so kann eine genaue Erkennung der Ortsposition der Faserstirnflächen der beiden Lichtwel- 2 lenleiterenden durch optische Effekte wie zum Beispiel Streu¬ oder Beugungseffekte fehlerbeaufschlagt sein. Dies verschlim¬ mert sich insbesondere bei sehr geringen, einzustellenden Längsabständen zwischen den beiden Faserendflächen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzei¬ gen, wie ein bestimmter Ist- Längsabstand zwischen je zwei einander zugeordneten Lichtwellenleiterenden in präzise kon¬ trollierbarer Weise eingestellt werden kann. Gemäß der Erfin- düng wird diese Aufgabe durch folgendes Verfahren gelöst:
Verfahren zur Einstellung eines bestimmten axialen Längsab- standes zwischen mindestens einem ersten
Lichtwellenleiterende und mindestens einem zugeordneten, zweiten Lichtwellenleiterende unter Zuhilfenahme mindestens einer Positioniereinrichtung, wobei mindestens einer der bei¬ den Lichtwellenleiter mit Hilfe der Positioniereinrichtung in axialer Richtung verschoben und dadurch der axiale Längsabstand zwischen den beiden Lichtwellenleiterenden verändert wird, wobei der Positioniereinrichtung jeweils ein Soll-Verfahrweg vorgegeben wird, um den das zugehörige Lichtwellenleiterende verschoben werden soll, wobei während der axialen Soll-Verschiebebewegung Meßlicht vom ersten in das zweite Lichtwellenleiterende übergekoppelt wird, wobei im Langsspalt zwischen diesen beiden, einander zugeordneten Lichtwellenleiterenden Interferenzen des Meßlichts hervorgerufen werden, wobei die örtliche Intensitätsverteilung dieser Meßlichtinterferenzen durch Auskopplung von Meßlicht aus dem zweiten Lichtwellenleiter erfaßt sowie in einer Steuer-
/Auswerteeinrichtung zur Auswertung bereitgestellt wird, wobei aus dieser aufgenommenen örtlichen Intensitätsverteilung der von der Positioniereinrichtung tatsächlich bewirkte Ist-Verfahrweg mittels der Steuer-/Auswerteeinrichtung er it- telt wird, und wobei in dieser Steuer-/Auswerteeinrichtung diesem vorgegebenen Soll-Verfahrweg der Positioniereinrichtung der er it- 3 telte, zugehörige Ist-Verfahrweg zugeordnet wird, wodurch der axiale Verfahrweg der Positioniereinrichtung kalibriert wird.
Auf diese Weise kann ein bestimmter axialer Langsabstand zwi- sehen je zwei einander zugeordneten Lichtwellenleiterenden stets m präzise kontrollierbarer Weise eingestellt werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Kalibrierung des Verfahrwegs einer Positioniereinrichtung, wobei mmde- stens einer von zwei einander zugeordneten Lichtwellenleitern mit Hilfe der Positioniereinrichtung m axialer Richtung ver¬ schoben und dadurch der axiale Langsabstand zwischen den Lichtwellenleiterenden verändert wird, wobei der Positioniereinrichtung jeweils ein Soll-Verfahrweg vorgegeben wird, um den das zugehörige Lichtwellenleiterende verschoben werden soll, wobei wahrend der axialen Soll-Verschiebebewegung Meß- licht vom ersten m das zweite Lichtwellenleiterende uberge- koppelt wird, wobei im Langsspalt zwischen diesen beiden, einander zugeordneten Lichtwellenleiterenden Interferenzen des Meßlichts hervorgerufen werden, wobei die ortliche Inten¬ sitatsverteilung dieser Meßlichtinterferenzen durch Auskopplung von Meßlicht aus dem zweiten Lichtwellenleiter erfaßt sowie m einer Steuer-/Auswerteeιnπchtung zur Auswertung bereitgestellt wird, wobei aus dieser aufgenommenen örtlichen Intensitatsverteilung der von der Positioniereinrichtung tatsächlich bewirkte Ist-Verfahrweg mittels der Steuer- /Auswerteemrichtung ermittelt wird, und wobei m dieser Steuer-/Auswerteemnchtung diesem vorgegebenen Soll-Verfahrweg der Positioniereinrichtung der ermittelte, zugehörige Ist-Verfahrweg zugeordnet wird, wodurch der axiale Verfahrweg der Positioniereinrichtung kalibriert wird.
Durch diese mterferometrische Messung kann dem jeweilig vorgegebenen Soll-Verfahrweg der Positioniereinrichtung deren tatsächlich bewirkter Ist-Verfahrweg m eindeutiger Weise präzise zugeordnet werden. Dadurch ist eine Umskalierung des jeweiligen Soll- Verfahrwegs m einen zugehörigen, realen 4 Ist- Verfahrweg ermöglicht. Durch diese Kalibrierung können etwaige Ungenauigkeiten der Positioniereinrichtung hinsicht¬ lich deren Verfahrwegs in zuverlässiger Weise erkannt und weitgehend kompensiert werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Ein¬ stellung des axialen Längsabstands zwischen mindestens einem ersten Lichtwellenleiterende und mindestens einem zugeordne¬ ten, zweiten Lichtwellenleiterende, wobei mindestens einem Lichtwellenleiterende mindestens eine Positioniereinrichtung zur Verschiebung in axialer Richtung zugeordnet ist, wobei eine Steuer-/Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die der Positioniereinrichtung jeweils einen Soll-Verfahrweg vorgibt, um den dessen zugeordnetes Lichtwellenleiterende verschoben werden soll, wobei optische Meßmittel vorgesehen sind, mit deren Hilfe während der axialen Soll-Verschiebebewegung die örtliche Intensitätsverteilung von Meßlichtinterferenzen im Längsspalt zwischen den beiden Lichtwellenleiterenden erfaßbar ist, wobei die Steuer-/Auswerteeinrichtung mit den opti- sehen Meßmitteln in Wirkverbindung steht, so daß die örtliche Intensitätsverteilung des im Längsspalt zwischen den beiden Lichtwellenleiterenden übergekoppelten Meßlichts in der Steuer-/Auswerteeinrichtung zur Auswertung bereitstellbar ist, wobei die Steuer-/Auswerteeinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie aus der aufgenommenen örtlichen Intensitätsverteilung den von der Positioniereinrichtung tatsächlich bewirkten Ist-Verfahrweg ermittelt und dem Soll-Verfahrweg der Positioniereinrichtung zuordnet, wodurch eine Kalibrierung des axialen Verfahrwegs der Positioniereinrichtung bewirkt ist.
Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran- sprüch'en wiedergegeben.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :
Figur 1 schematisch in teilweise perspektivischer Darstel¬ lung den Grundaufbau einer Vorrichtung zur Durch- fuhrung des erfmdungsgemaßen Verfahrens,
Figur 2 m schematischer sowie vergrößerter Darstellung interferierende Lichtstrahlen zwischen zwei sich mit Langsabstand gegenüberstehenden Faserenden, die m die Vorrichtung von Figur 1 eingelegt sind,
Figur 3 m schematischer Darstellung ein Meßdiagramm, welches die ubergekoppelte Lichtleistung zwischen dem ersten und zweiten Faserende von Figur 2 m Abhan- gigkeit vom Soll- Verfahrweg dessen Positioniereinrichtung sowie dem durch diese Positioniereinrich¬ tung tats chlich bewirkten axialen Ist- Verfahrweg wiedergibt, und
Figur 4 m schematischer Darstellung eine Kalibrierkurve, die sich aus der Figur 3 zur Korrektur des Soll- Verfahrwegs der Positioniereinrichtung der Vorrichtung nach Figur 1 gewinnen laßt.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind m den Figuren 1 mit 4 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt schematisch m teilweise perspektivischer Darstellung den Grundaufbau einer Schweißvorrichtung SV. Diese Schweißvorrichtung SV ist insbesondere Bestandteil eines
Lichtwellenleiter-Spleißgerates . In die Schweißvorrichtung SV sind zwei Lichtwellenleiter LW11, LW21 eingelegt. In der Figur 1 ist der erste Lichtwellenleiter LW11 der linken Bild- halfte, der zweite Lichtwellenleiter LW21 der rechten Bild- halfte zugeordnet. 6 Der erste Lichtwellenleiter LW11 wird in einer zugeordneten Haltevorrichtung HV1 wie zum Beispiel einem Manipulator be¬ kannter Bauart gehalten und lagefixiert. Zur besseren Veran¬ schaulichung der Aufnahme- und Fixierwirkung der ersten Hal- tevorrichtung HV1 ist diese in der linken Bildhälfte von Fi¬ gur 1 beispielhaft in geöffnetem Zustand gezeichnet. Sie weist ein Basisteil BT1 auf, auf dessen Oberseite eine Längs¬ nut NB1 eingelassen ist. In diese Längsnut NB1 ist der erste, kunststoffbeschichtete (= gecoatete) Lichtwellenleiter LW11 eingelegt. Am Basisteil BT1 ist über ein Gelenk GL1, Schar¬ nier oder dergleichen ein Deckel bzw. eine Klappe KL1 angebracht, die in Richtung auf das Basisteil BT1 zu schwenkbar ist. Auf der Innenseite des Deckels KL1 ist eine Längsnut NK1 örtlich korrespondierend, d.h. kongruend zur Längsnut NB1 im Basisteil BT1 vorgesehen. Nach Schließen der Haltevorrichtung HV1 wird somit der erste Lichtwellenleiter LW11 zwischen dem Basisteil BT1 und dem Deckel KL1 eingeklemmt und dort festgehalten.
Analog dazu nimmt die zweite Haltevorrichtung HV2 den zweiten, gecoateten Lichtwellenleiter LW21 auf. Figur 1 zeigt die Haltevorrichtung HV2 in der rechten Bildhälfte im geschlossenen Zustand. Der gecoatete Lichtwellenleiter LW21 wird zwischen dem Basisteil BT2 und dem Deckel KL2 der Haltevorrich- tung HV2 eingeklemmt und dadurch festgehalten. Der Deckel KL2 ist mit Hilfe eines Gelenks bzw. Scharniers, d.h. allgemein ausgedrückt eines Schwenkmechanismus GL2 am Basisteil BT2 schwenkbar angebracht. Zur besseren Führung und Lagefixierung des Lichtwellenleiters LW21 ist auf der Oberseite des Basisteils BT2 eine Längsnut NB2 sowie korrespondierend dazu auf der Unterseite des Deckels KL2 eine Längsnut NK2 eingelassen.
Jeder Lichtwellenleiter LW11 bzw. LW21 ist in seine zugehö- rige Haltevorrichtung HV1 bzw. HV2 jeweils derart eingelegt, daß er aus dieser mit einem vorgebbaren Endabschnitt vorzugsweise frei absteht, d.h. der jeweilige Lichtwellenleiter LW11 7 bzw. LW21 hangt aus seiner zugehörigen Haltevorrichtung HV1 bzw. HV2 entlang einer Endlange vorzugsweise frei beweglich heraus. Entlang einem Teilabschnitt dieser Endlange des je¬ weiligen Lichtwellenleiters LW11 bzw. LW21 ist dessen Kunst- stoff-Beschichtung C011 bzw. C021 (= primäres und/oder sekun¬ däres Coatmg) von seiner Stirnseite her entfernt bzw. abge¬ setzt, so daß dort jeweils blanke Faserenden FEH, FE21 frei- liegen.
Die beiden Haltevorrichtungen HV1, HV2 sind auf einer gemeinsamen, planen Grundplatte GP angeordnet. Sie stehen mit Langsabstand einander gegenüber, das heißt zwischen den bei¬ den Haltevorrichtungen HV1, HV2 ist eine Lücke zum Positio¬ nieren der Faserenden zwischen zwei Elektroden ELI, EL2 vor- handen. Die beiden Elektroden ELI, EL2 sind über zugehörige Leitungen LEI, LE2 mit einer Steuer-/Auswerteemrιchtung COM verbunden. Sie sind lateral, insbesondere orthogonal zur Langserstreckung der beiden Faserenden FEH, FE21 angeordnet. Sie dienen dem Zweck, zwischen sich einen lateral (bezogen auf die Faserlangsachsen) verlaufenden Lichtbogen zu zünden, um nach entsprechender Ausrichtung und axialer Langspositio- nierung der Faserenden diese stirnseitig miteinander zu verschweißen.
Beide Haltevorrichtungen HV1, HV2 sind auf der Grundplatte GP derart zueinander positioniert, daß m sie sowohl der erste Lichtwellenleiter LW11 als auch der zweite Lichtwellenleiter LW21 jeweils im wesentlichen geradlinig sowie entlang derselben Raumrichtung einlegbar sind. In der Figur 1 erstreckt sich der jeweilige Lichtwellenleiter LW11 bzw. LW21 m seiner zugehörigen Haltevorrichtung HV1 bzw. HV2 jeweils vorzugsweise im wesentlichen entlang einer Geradenlinie, die etwa parallel zur gedachten Fluchtlinie der beiden Lichtwellenleiter verlauft. Diese Fluchtlinie ist durch die gedachte Ver- langerung der Zentral- bzw. Langsachsen der beiden Lichtwellenleiter LW11, LW21 nach deren lateraler Ausrichtung aufein- ander gebildet. In der Figur 1 verläuft die gewünschte Fluchtlinie in Z-Raumrichtung.
Mindestens eine der beiden Haltevorrichtungen ist entlang der Längserstreckung ihres eingelegten und fixierten Lichtwellen¬ leiters, d.h. in axialer Richtung verschiebbar ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel läßt sich lediglich die zweite Haltevorrichtung HV2 mittels eines Verschiebemechanis¬ mus in Z-Richtung, das heißt parallel zur Zentral- bzw. Längsachse des eingelegten Lichtwellenleiters LW21 und damit in axialer Richtung hin und her verschieben. Der Verschiebemechanismus ist in der Figur 1 insbesondere durch ein Rolla- ger RL sowie Gleitschienen FS1, FS2 gebildet. Die Haltevorrichtung HV2 läuft mit Hilfe dieser Rollager RL in den Gleit- schienen FS1, FS2 auf der Grundplatte GP .
Im Unterschied zur verschiebbaren Haltevorrichtung HV2 ist die erste Haltevorrichtung HV1 auf der Grundplatte GP vorzugsweise fest montiert, das heißt unbeweglich angebracht.
Die jeweils gewünschte Verschiebung der zweiten Haltevorrichtung HV2 in Z-Raumrichtung wird mit Hilfe eines Stellgliedes SG2 vorgenommen, das ebenfalls auf der Grundplatte GP vorzugsweise fest angebracht ist. Dieses Stellglied SG2 erhält seine Steuersignale SI1 von der Steuereinheit SE der Auswerte- /Steuereinrichtung COM über eine Steuerleitung LSG2. Das Stellglied SG2 weist vorzugsweise mindestens ein Piezo- element und/oder mindestens einen Schrittmotor auf. Die Verschiebewirkung des Stellgliedes SG2 auf die zugeordnete Hal- tevorrichtung HV2 in Z-Richtung ist in der Figur 1 mit Hilfe eines Wirkpfeils VZ schematisch angedeutet. Auf diese Weise bilden die Haltevorrichtung HV2, die Rollager RL sowie die Gleitschienen FS1, FS2 zusammen mit dem Stellglied SG2 eine Positioniereinrichtung für den zweiten Lichtwellenleiter LW21, mit deren Hilfe dieser entlang seiner Zentralachse, d.h. in axialer Richtung hin und her bewegt werden kann. Diese Positioniereinrichtung ist in der Figur 1 mit P02 be- 9 zeichnet. Sie kann selbstverständlich auch einen anderen ge¬ eigneten Aufnahme- und/oder Verstellmechanismus zur Langs- versschiebung m axialer Richtung aufweisen. Mit ihrer Hilfe kann der zweite Lichtwellenleiter LW21 so weit auf den fest- stehenden, ersten Lichtwellenleiter LW11 m axialer Richtung zu bewegt oder so weit von diesem weg verfahren werden, daß sich zwischen den Stirnseiten der beiden Faserenden FEH, FE21 verschiedene axiale Soll- Langsabstande einstellen las¬ sen. Der axiale Soll- Verfahrweg, um den die zweite Haltevor- richtung HV2 mit Hilfe des ihr zugeordneten Stellglieds SG2 jeweils entlang der Zentralachse des geradlinig ausgelegten, zweiten Lichtwellenleiters LW21 m axialer, d.h. hier m Z- Richtung zur Einstellung des jeweils gewünschten axialen Soll- Langsabstandes zwischen den Stirnflachen der beiden Fa- serenden FEH, FE21 verfahren werden soll, ist m der Figur 1 m der Steuereinheit SE mit SW angegeben. Der gewünschte Soll- Langsabstand ist dort mit SD bezeichnet.
Vorzugsweise können die beiden Haltevorrichtungen HV1, HV2 bezuglich ihrer Aufnahmenuten bereits werksseitig lateral, d.h. quer, insbesondere senkrecht zu deren Langserstreckung weitgehend fluchtend zueinander auf der Grundplatte GP fest montiert sein. Für die m die Aufnahmenuten der Haltevorrichtungen HV1, HV2 eingelegten Lichtwellenleiter ist dann m vorteilhafter Weise kein lateraler Ausrichtvorgang mehr erforderlich.
Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, die Positioniereinrichtung P02 m mindestens eine Raumrichtung quer, insbesondere lateral zur jeweiligen Faserlangsachse verschiebbar auszubilden. Im vorliegenden Beispiel ist angenommen, daß die Positioniereinrichtung P02 eine Bewegung des Lichtwellenleiters LW21 in alle drei Raumrichtungen, nämlich X, Y, Z eines kartesischen Koordinatensystems zulaßt. Die Raumrichtung X verlauft m Querrichtung zur axialen Langserstreckung der beiden Lichtwellenleiter LWH, LW21, insbesondere senkrecht, das heißt orthogonal zur gewünschten Aus- 10 richtlinie in Z-Richtung. Die plane Grundplatte GP liegt da¬ bei insbesondere parallel zu der von der X- sowie Z-Raumrich¬ tung aufgespannten Ebene. Die Raumrichtung Y steht senkrecht zu dieser Z-Ebene, das heißt sie verläuft nach oben oder un- ten. Die Verschiebung der Haltevorrichtung HV2 in die X- und/oder Y-Richtung kann dabei ebenfalls durch das Stellglied SG2 bewirkt werden. Die Verschiebewirkung des Stellglieds SG2 auf die zugeordnete Haltevorrichtung HV2 in X, Y, Z-Richtung ist in der Figur 1 jeweils durch einen Doppelpfeil VX, VY, VZ schematisch angedeutet.
Durch die laterale Verschiebbarkeit der Haltevorrichtung HV2, insbesondere in X und/oder Y-Richtung ist es ermöglicht, einen etwaigen lateralen Versatz der beiden Lichtleitfaserenden FEH, FE21 gegeneinander mehrdimensional, das heißt in mehreren lateralen Lageebenen abzugleichen, und damit einen etwaigen radialen Versatz der beiden Lichtleitfasern FEH, FE21 möglichst zu null zu machen. Auf diese Weise können die beiden Lichtleitfasern FEH, FE21 zu ihrer einwandfreien Ver- schweißung weitgehend fluchtend aufeinander ausgerichtet wer¬ den.
Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, der Haltevorrichtung HV2 pro Verschieberichtung wie zum Beispiel X, Y, Z jeweils ein separates Stellglied zuzuordnen.
Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, anstelle der zweiten Haltevorrichtung HV2 die erste Haltevorrichtung HV1 zumindest in Z- Richtung verschiebbar auszubilden und die zweite Haltevorrichtung HV2 feststehend anzuordnen. Auch kann es gegebenenfalls auch vorteilhaft sein, für jeden der beiden Lichtwellenleiter LWH, LW21 jeweils mindestens eine entsprechende Positioniereinrichtung zumindest zum Verfahren in Z- Richtung vorzusehen.
Um nun das Faserende FE21 z.B. um einen bestimmten axialen Ist- Verfahrweg IW mit Hilfe der Positioniereinrichtung P02 11 in präzise kontrollierbarer Weise verfahren zu können, wird eine Kalibrierung des axialen Verfahrwegs der Positionierein¬ richtung P02 vorzugsweise auf folgende Art und Weise vorge¬ nommen :
In Figur 1 werden Anteile des Sendestrahlungsfelds SSF eines optischen Senders TR, insbesondere einer Laserdiode, mit Hilfe eines Biegekopplers BKl in den ersten Lichtwellenleiter LWH in Richtung auf den zweiten Lichtwellenleiter LW21 ein- gekoppelt. Der Biegekoppler BKl ist dabei der zeichnerischen Einfachheit halber als Kreiszylinder angedeutet. Um einen Teilabschnitt seines Außenumfangs ist der erste Lichtwellen¬ leiter LWH gekrümmt herumgelegt. Durch diese sendeseitige Ankopplung laufen Anteile des Sende-Strahlungsfeldes SSF als Meßlicht ML im ersten Lichtwellenleiter LWH in Richtung auf dessen freies Ende zu. Der optische Sender TR kann dazu von der Steuereinheit SE der Auswerte- -/Steuereinrichtung COM über eine Steuerleitung LE3 angesteuert werden. Insbesondere kann der optische Sender TR mit Hilfe der Auswerte- /Steuereinrichtung COM ein- und ausgeschaltet werden. Aus der offenen Stirnfläche des ersten Faserendes FEH tritt das Meß- licht ML in den Spaltraum SP zwischen den beiden, sich mit axialem Ist- Längsabstand D gegenüberstehenden Faserenden FEH, FE21 aus. Dabei kommt es im Spalt SP zu Interferenzen von hinlaufenden und an den Faserstirnflächen reflektierten Lichtanteilen des Meßlichts ML. Diese überlagerten Meßlicht- wellen treten in die offene Stirnseite des zweiten Faserendes FE21 ein und laufen von diesem entlang dessen Längserstreckung (hier von links nach rechts) weg. Aus dem zweiten Lichtwellenleiter LW21 wird empfangsseitig Lichtenergie dieser Interferenzschwingungen des Meßlichts mit Hilfe eines optischen Empfängers OE ausgekoppelt, der in der Figur 1 strichpunktiert angedeutet ist. Dieser weist dazu einen Biegekoppler BK2 auf, der an den zweiten Lichtwellenleiter LW21 angekoppelt und vorzugsweise entsprechend dem ersten
Biegekoppler BKl ausgebildet ist. Er ist in der rechten Bildhälfte von Figur 1 (bei Blickrichtung in Signallaufrichtung 12 des Meßlichts ML von links nach rechts) nach der zweiten Hal¬ tevorrichtung HV2 vorgesehen. Das Empfangsstrahlungsfeld ESF der empfangsseitig ausgekoppelten Meßlichtaneile wird in der Figur 1 mit Hilfe mindestens eines lichtempfindlichen Ele- ments LEL, insbesondere einer Photodiode, des optischen
Empfängers OE intensitätsmäßig erfaßt und in ein korrespon¬ dierendes elektrisches Meßsignal P als Maß für die empfangene Lichtintensität der ausgekoppelten Meßlichtanteile LEL umge¬ wandelt. Dieses elektrische Meßsignal P des lichtempfindli- chen Elements LEL wird über eine Meßleitung LE4 an die Aus¬ werteeinheit AE der Auswerte- / Steuereinrichtung COM zur Auswertung weitergeleitet. Es bildet ein Maß für den Pegel bzw. die Intensität der Meßlichtinterferenzen zwischen den beiden Faserenden.
Mit Hilfe der Auswerte- /Steuereinrichtung COM wird nun der Positioniereinrichtung P02 zweckmäßigerweise eine Vielzahl von verschiedenen axialen Soll-Verfahrwegen vorgegeben, denen entsprechende Stellvorgänge zugeordnet sind. Dabei wird die Soll- Verfahrbewegung für den jeweiligen Soll- Verfahrweg zweckmäßigerweise in eine diskrete, vorgegebene Abfolge von Teil- Stellvorgängen und damit Teil- Verfahrwegen der Positioniereinrichtung aufgeteilt und lediglich nach jedem Teil- Stellvorgang an der jeweils neu erreichten Längsposition des Faserendes FE21 ein Pegelwert P für das zwischen den Faserenden übergekoppelte Meßlicht erfaßt. In der Auswerteeinheit AE wird dann jedem aufgenommenen Pegelwert P in eindeutiger Weise der zugehörige, vorgegebene Teilverfahrweg zugeordnet.
Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel das erste Faserende
FEH feststeht und lediglich das zweite Faserende FE21 an unterschiedliche Ortspositionen in Z- Richtung bewegt wird, entspricht hier die Vorgabe eines bestimmten axialen Soll- Verfahrwegs SW einem bestimmten, durch das Stellglied SG2 einzustellenden Soll- Längsabstand SD zwischen den beiden Faserenden FEH, FE21. Auf diese Weise kann die örtliche Intensitätsverteilung des zwischen den beiden Faserenden FEH, cυ cυ IV) M P1 P1 π o (_π O cπ o Cπ ) PJ : DJ Hi ^1 rt N yQ CΛ cx tr d DJ tr CΛ CΛ Cd dl <! ex J ex rt yQ cn tr ex φ dl
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14 zweiten Lichtwellenleiter LW21 von einer diskreten Ortsposi¬ tion zur nächsten in axialer, d.h. hier Z- Richtung verfahren soll. Diese Vielzahl von diskreten, das heißt einzelnen Ortspositionen ist in der Figur 3 mit TSO mit TSm bezeichnet. Diese werden oder ein Teil von ihnen wird jeweils im äquidi- stanten Soll- Langsabstand ΔSD voneinander von der Positio¬ niereinrichtung P02 angefahren. Nach Verstellen des Stell¬ gliedes SG2 um jeweils den Soll-Rasterabstand ΔSD wird dabei für die jeweils neu erreichte Soll-Abtastposition der Halte- einrichtung HE2 ein zugehöriger Pegelwert P der ausgekoppel¬ ten Lichtleistung erfaßt und in der Auswerteeinrichtung AE festgehalten. In der Figur 3 sind den axialen diskreten Soll- Abtastorten TSO mit TSm die Pegelwerte AWO mit AWm zugeordnet. Die kontinuierliche Einhüllende bzw. Interpolierende dieser Vielzahl von einzelnen Pegelmeßwerten, die im axialen Soll- Rasterabstand ΔSD aufeinanderfolgen, ist in der Figur 3 zusätzlich mit eingezeichnet und mit IV bezeichnet. Sie kann insbesondere durch Funktionenapproximation aus den diskreten Pegelmeßwerten AWO mit AWm in Abhängigkeit vom Soll- Abstand SD gewonnen werden. Sie gibt die örtliche Intensitätsverteilung des Meßlichts in Abhängigkeit von anzufahrenden Soll- Verfahrwegen SW und korrespondierend dazu von Soll- Längsabständen SD wieder.
In der Figur 1 ist an die Steuer- /Auswerteeinrichtung COM über eine Verbindungsleitung eine Anzeigeeinrichtung DP, insbesondere ein Display, angeschlossen. Dieses Display zeigt beispielhaft den charakteristischen Verlauf der örtlichen Intensitätsverteilung IV von Figur 3 an, deren Pegel bzw. In- tensität P für das empfangsseitig aufgenommene Meßlicht in Abhängigkeit von verschiedenen, diskret vorgegebenen Soll- Längsabständen SD gemessen worden sind.
Zur Aufnahme des Meßdiagramms von Figur 3 wurde hier im Aus- führungsbeispiel das schrittweise Verfahren des zweiten
Faserendes FE21 mit Hilfe der Positioniereinrichtung P02 beispielhaft ausgehend vom Berührungspunkt der beiden Faserenden 15 vorgenommen. Am Berührungspunkt der beiden Faserenden FEH, FE21 ist dabei kein Langsspalt vorhanden, so daß dort der Ist- Langsabstand D zwischen den beiden Faserenden FEH, FE21 etwa gleich Null ist, d.h. es gilt: D « 0 mm. Ausgehend von diesem Referenz- bzw. Bezugsort wurde dann die Halteeinrichtung HE2 jeweils nach Vorgabe des axialen Soll-Rasterabstands ΔSD durch das Stellglied SG2 vom feststehenden ersten Faserende FEH schrittweise wegbewegt. Für das Meßdiagramm von Figur 3 wurde beispielhaft ein axialer Soll- Rasterab- stand ΔSD von 0,1 um gewählt. Es wurde nach jedem
Stellvorgang des Stellglieds SG2 um den Soll-Rasterabstand ΔSD an jeder diskreten Soll-Abtastposition TSO mit TSm des zweiten Faserendes FE21 jeweils ein zugehöriger Pegelmeßwert AWO mit AWm aufgenommen. Der ersten Soll-Abtastposition TSO m Z- Richtung wurde somit ein axialer Soll-Langsabstand SD = 0 mm, der zweiten Soll- Abtastposition TS1 ein axialer Soll- Langsabstand SD = ΔSD, der darauffolgenden Soll- Abtastposition TS2 ein axialer Soll- Langsabstand SD = 2 ΔSD, usw...., sowie schließlich der Soll- Abtastposition TSm ein axialer Soll-Langsabstand SD = m ΔSD zwischen den beiden Faserenden m eindeutiger Weise zugeordnet.
Verallgemeinernd ausgedruckt kann der Positioniereinrichtung P02 jeweils ein bestimmter axialer Soll-Verfahrweg wie z.B. SW=SW1 (siehe Figur 3) vorgegeben werden. Die Positioniereinrichtung P02 wird zum Erreichen dieses vorgegebenen Soll-Verfahrwegs wie z.B. SWl m einer Abfolge von Emzel-Verfahr- schritten an eine Vielzahl von axialen Abtastpositionen wie z.B. TSO mit TSm verschoben, bis der gesamte vorgegebene Soll-Verfahrweg SWl durchlaufen worden ist. An jeder angefahrenen Abtastposition der Positioniereinrichtung wird der Pegel des aus dem zweiten Lichtwellenleiter LW21 ausgekoppelten Meßlichts ESF gemessen. Die Vielzahl von korrespondierenden Wertepaaren - jeweils gebildet durch einen Pegelwert P und einen zugehörigen, vorgegebenen axialen Soll-Verfahrweg ΔSD - werden vorzugsweise m der Auswerteeinheit AE der Auswerte- /Steueremrichtung COM als Meßreihe festgehalten. cυ cυ IV) IV) h-1 P1 cπ o Cπ o Cπ o Cπ d d CΛ z P- Φ Z dl Pl d d Λ d CΛ tr ω ö N tr yQ rt < dj -3 d <! DJ dl dj g yQ g < Cd φ CΛ et φ d cn P- Cd Φ d φ Φ d Φ φ Ω φ Φ N Φ P- O P- P- d Φ d O P- 55 Φ 3 Φ Φ d d P- rt φ IV) P- ex d d Hl d N tr d d z O CΛ d yQ φ l-h d cn CΛ <Q d d d rt
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18 senverschiebung gegenüber dem Lichtstrahl LS2. Der Betrag der Phasenverschiebung hängt dabei insbesondere von der Wellen¬ länge λ des Lichts und dem Ist- Längsabstand D ab. Die Licht¬ strahlen LS2 und LS5 verstärken sich oder schwächen sich ge¬ genseitig ab, je nach Laufzeitdifferenz .
Es kommt zu einer maximalen Verstärkung der Lichtstrahlen LS2, LS5 insbesondere unter folgender Bedingung: 2 D = n λ mit n = 0, 1,2, .
In Worten ausgedrückt heißt das, daß es zu einer maximalen Pegelverstärkung (= Maximum) der sich überlagernden Lichtstrahlen im Luftspalt SP kommt, wenn der doppelte Ist- Spaltabstand D einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge λ entspricht.
Zu einer maximalen Abschwächung der beiden Lichtstrahlen LS2, LS5 kommt es insbesondere unter der Bedingung: 2 D = (n+1/2) λ mit n = 0, 1, 2,
In Worten ausgedrückt heißt das, daß es zu einer maximalen Pegelabschwächung (= Minimum) der sich überlagernden Lichtstrahlen im Luftspalt SP kommt, wenn der doppelte Ist- Spaltabstand D einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge λ plus einer zusätzlichen Wegverschiebung um eine halbe Wellenlänge λ/2 entspricht.
Zusammenfassend betrachtet wirkt der Längsspalt SP zwischen den beiden Faserenden FEH, FE21, insbesondere als sogenann- ter Fabry-Perot-Resonator für das übergekoppelte Meßlicht. Im Luftspalt zwischen den beiden Faserenden können sich also stehende Wellen ausbilden. Es kommt zu einer charakteristischen Oszillationsschwingung des empfangsseitig ausgekoppelten Lichtpegels, wenn der axiale Ist- Spaltabstand D zwischen den beiden Faserenden sukzessive verändert wird. Dazu können die beiden Faserenden durch axiale Verschiebebewegungen der 19 Positioniereinrichtung P02 entweder relativ aufeinander zu oder relativ voneinander weg gefahren werden.
Je zwei benachbarte Maxi a dieser Oszillationsschwingung IV folgen im axialen Ist- Langsabstand von einer halben Wellen¬ lange λ/2 aufeinander. Gleiches gilt für je zwei benachbarte Minima der Oszillationskurve . Maxima und Minima einer solchen Oszillationskurve wechseln sich also in einem axialen Ist- Langsabstand von einer viertel Wellenlange λ/4 ab. Da die Wellenlange des optischen Senders bekannt ist, ist somit auch die ortliche Frequenz der Oszillationsschwingung m eindeutiger Weise vorbekannt. Denn die Periode (= Kehrwert der Frequenz) der Oszillation entspricht einer halben Wellenlange, d.h. λ/2. Da die Wellenlange des optischen Senders weitgehend konstant ist, ist auch die Frequenz der kontinuierlichen Os¬ zillationsschwingung IV m Abhangikeit vom tatsächlichen, realen Ist- Langsabstand IW zwischen den beiden Faserenden FEH, FE21 als weitgehend fest, d.h. konstant anzusehen.
In Figur 3 hat die Intensität P des aufgenommenen Meßlichts am Berührungspunkt der beiden Faserenden (D = 0 mm) ein absolutes Maximum MAO, da hier die reflektierte und die durchgehende Welle m Phase sind. Beim tatsächlichen axialen Ist- Langsabstand D = λ/4 ist der Phasenunterschied zwischen hm- und herlaufender Lichtwelle gleich λ/2, so daß die Intensität hier ein Minimum MI1 erreicht. Das nächste Maximum MAI wird beim tatsächlichen Ist- Langsabstand D = λ/2 mit dem Phasenunterschied λ erreicht und so weiter. Damit kommt es zu einer Oszillation des Pegels P m Abhangig- keit vom tatsächlichen axialen Ist- Langsabstand D zwischen den beiden Faserenden und zwar mit der festen, d.h. konstanten Periode λ/2. Es handelt sich dabei nicht um eine zeitliche Oszillation; solange der tatsachliche axiale Ist- Langsabstand D zwischen den beiden Faserenden unverändert bleibt, ändert sich der Empfangspegel nicht wesentlich oder gar nicht. Mit zunehmendem tatsächlichen axialen Ist- Langsabstand D verringert sich der Lichtpegel im Mittel, da msbe- 20 sondere zunehmend Abstrahlverluste auftreten. Außerdem ver¬ ringert sich zusätzlich die Amplitude der Schwankung. Dies ist insbesondere sowohl auf Abstrahlverluste als auch auf die relativ geringe Kohärenzlänge des für das vorliegende Ausfüh- rungsbeispiel verwendeten Sendeelements zurückzuführen.
Zur Aufzeichnung der Oszillationskurve IV von Figur 3 wurde ein optischer Sender beispielsweise mit einer Wellenlänge von etwa 1320 nm verwendet. Je zwei benachbarten Maxima wie zum Beispiel MA2 und MA3 der Oszillationskurve IV kann somit in eindeutiger Weise ein axialer, realer Ist- Längsabstand D von einer halben Wellenlänge (=λ/2), das heißt hier also von 660 nm zugeordnet werden. Gleiches gilt für je zwei benachbarte Minima wie z.B. MI1, MI2. Maxima und Minima folgen somit je- weils im Abstand einer viertel Wellenlänge, d.h. hier von 330 nm aufeinander.
Die Intensität des jeweils resultierenden Lichtstrahls, der in den zweiten Lichtwellenleiter LW21 hineinläuft, und damit die im Empfänger OE detektierte Leistung hängt somit neben der Wellenlänge λ des Senders (,die in erster Näherung als fest angesehen werden kann und bekannt ist, ) insbesondere vom tatsächlichen Ist- Längsabstand D der Faserenden ab. Eine relative Änderung des Ist-Längsabstands D z.B. um mehrere λ/2 hat somit eine periodische Schwankung der Intensität P zur
Folge, d.h. es folgen z.B. Maxima mit der konstanten Periode von λ/2 aufeinander.
Allgemein ausgedrückt wird also Licht vom ersten Faserende FEH in das zweite Faserende FE21 eingekoppelt, wobei ein gewisser Anteil an der Stirnseite des zweiten Faserendes FE21 reflektiert wird. Dieser reflektierte Anteil erhält einen Phasensprung, wird in Richtung auf das erste Faserende FEH zurückgeworfen und dort wieder reflektiert. Dieser zum zwei- ten Mal reflektierte Lichtanteil interferiert schließlich mit dem hinlaufenden Anteil der Lichtschwingungen. Auf diese Weise wird für jede Soll- Abtastposition wie z.B. TSO mit TSm 21 ein definierter resultierender Lichtamplitudenwert AWO mit AWm der Lichtinterferenzen im Spalt SP geliefert. Über die Abfolge von Soll- Abtastpositionen TSO mit TSm gesehen ergibt sich somit eine Art Modulation des Meßlichts im Spalt SP. Die Modulation des Empfangssignals P zeigt m vorteilhafter Weise m Abhängigkeit vom tatsächlichen Ist- Spaltabstand D der beiden Faserenden eine relativ genau definierte Frequenz. Hingegen kann die Frequenz der Oszillationsschwingung IV ent¬ lang der Sollwegskala SD betrachtet aufgrund von Verstellfeh- lern der Positioniereinrichtung P02 variieren.
Zusammenfassend betrachtet stellt die Oszillationskurve IV von Figur 3 eine ortliche Intensitatsverteilung m Abhängigkeit vom tatsächlich vorliegenden axialen Ist- Langsabstand D zwischen den beiden Faserenden dar. Dadurch kann jedem Pegelwert dieser Meßkurve IV m eindeutiger Weise ein tatsachlicher Ist-Langsabstand D zugeordnet werden, der bei Aufnahme des jeweiligen Pegelwertes zwischen den beiden Faserenden tatsächlich vorliegt. Aus der Pegelmeßkurve IV kann unabhan- gig vom axialen Soll-Langsabstand SD, der der Positioniereinrichtung P02 jeweils von der Steuereinheit SE vorgegeben wird, der tatsächlich von der Positioniereinrichtung P02 bewirkte axiale Ist-Langsabstand D zwischen den beiden Faserenden m vorteilhafter Weise aufgefunden werden.
Durch diese mterferometrische Messung kann somit insbesondere auch kontrolliert werden, ob der axiale Soll-Verfahrweg, der dem Stellglied SG2 vorgegeben wird, nach Durchfuhrung des Verschiebevorgangs auch tatsachlich vom jeweiligen Faserende, das m der Haltevorrichtung der Positioniereinrichtung eingelegt ist, durchfahren worden ist. Es können somit Ungenauig- keiten der Positioniereinrichtung P02 insgesamt, insbesondere des Stellgliedes SG2, erkannt und gegebenenfalls kompensiert werden.
In der Figur 1 ist zur besseren Veranschaulichung von Ver- schiebefehlern der Positioniereinrichtung P02 eine weitere, cυ cυ IV) IV) P1 cπ o Cπ o Cπ o cπ
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23 der Genauigkeit von einem viertel Wellenlänge, d.h. mit einem Ist- Rasterabstand ΔD - hier von λ/4 - der aufeinanderfolgen¬ den Extrema MAO, MH, MAI, MI2, MA2, MI3, usw. (gezählt in aufsteigender Reihenfolge) überprüft werden, um welchen axia- len Ist- Verfahrweg das zweite Faserende FE21 tatsächlich von der Positioniereinrichtung P02 wegbewegt wurde.
Zur Korrektur bzw. Berücksichtigung von Fehlern der Positio¬ niereinrichtung P02, insbesondere des Stellgliedes SG2 beim Positionieren des Faserendes FE21 kann der Zusammenhang zwi¬ schen dem jeweiligen Soll- Verfahrweg SW und dem tatsächlich realisierten Ist-Verfahrweg IW des zweiten Faserendes FE21 insbesondere auf folgende Art und Weise ermittelt werden.
Aus den aufgenommenen Pegelmeßwerten AWO mit AWm von Figur 3 werden die Soll-Längsabstände SD ermittelt, an denen jeweils Maxima und Minima auftreten. Durch Abzählen der Maxima und Minima ausgehend von der jeweiligen axialen Ausgangsreferenzlage wie z.B. TSi der beiden Faserenden können den Maxima und Minima, d.h. den Extrema im nachhinein axiale Ist-Längsab- stände D zwischen den beiden Faserenden zugeordnet werden. Denn die Maxima und Minima folgen j a im axialen Ist-Längsab- stand von λ/4 aufeinander.
Somit ist es ermöglicht, eine Umskalierung des Soll- Abstandsrasters m ΔSD in ein Ist- Abstandsraster n ΔD vorzunehmen, wobei ΔD einer viertel Wellenlänge entspricht.
Für das vorliegende Ausführungsbeispiel ergibt sich insbeson- dere folgende Zuordnung zwischen den axialen Ist- und den axialen Soll- Längsabständen. Die Angaben sind jeweils in μm gemacht . 24
Tabelle 1:
Extremwert Sollwert Istwert
SD(μ ) D(μια)
1. Maximum 0,0 0,00
1. Minimum 0,3 0,33
2. Maximum 0, 6 0, 66
2. Minimum 0,9 0,99
3. Maximum 1,2 1,32
3. Minimum 1,5 1,65
4. Maximum 1,8 1,98
4. Minimum 2,1 2,31
5. Maximum 2,4 2, 64
5. Minimum 2,7 2,97
6. Maximum 3,0 3,3
6. Minimum 3,2 3, 63
7. Maximum 3,5 3,96
7. Minimum 3,7 4,29
8. Maximum 4,0 4, 62
8. Minimum 4,2 4,95
9. Maximum 4,4 5,28
9. Minimum 4,7 5,61
10. Maximum 4,9 5,94
10. Minimum 5,1 6,27
11. Maximum 5,3 6,6
11. Minimum 5, 5 6, 93
12.Maximum 5,7 7,26
12.Minimum 5,8 7,59
Figure imgf000026_0001
13.Maximum 6,0 7,92
Die Ist-Längsabstandswerte dieser Tabelle sind in der Figur 4 entlang der Ordinaten, die Soll-Abstandswerte SD entlang der Abszisse aufgetragen. Für die Wertepaare wurde durch Funktionenapproximation eine kontinuierliche Kalibrierkurve KK ge- 25 wonnen und m der Figur 4 mit eingezeichnet. Die Ist-Langsab- standswerte D dieser Kalibrierkurve KK steigen für große Soll-Langsabstande SD uberproportional an. Dieses Verhalten ist insbesondere typisch für das Hystereseverhalten piezo- elektrischer Stellelemente. Der funktionale Zusammenhang zwi¬ schen den Wertepaaren SD und D wird vorzugsweise durch Approximation mit Hilfe einer Parabelfunktion ermittelt. Die Parabelanpassung kann vorzugsweise mit dem bekannten Gauß-Al- goπthmus erfolgen und ergibt im vorliegenden Ausfuhrungsbei-
SD2 SD_ spiel von Figur 3 z.B. die Funktion: D = 0,06 ' μ
' . Dieser funktionale Zusammenhang ist m der Figur 4 als Trendlime KK beginnend beim Berührungspunkt TSO (SD=0 μm) bis zum maximal einzustellenden Soll- Langsabstand TSm eingezeichnet. Damit ist der gewünschte Zusammenhang zwischen Soll- Langsabstandswerten SD und Ist-Langsabstandswerten D bekannt. Mit anderen Worten heißt das, daß den Soll-Langsab- standswerten SD, die von der Positioniereinrichtung P02 angefahren werden sollen, m eindeutiger Weise die tatsächlich nach dem Stellvorgang erreichten Ist-Langsabstandswerte D zu- geordnet werden. Damit ist eine Korrektur des Soll-Stellwertes für den jeweiligen axialen Verfahrweg SW ermöglicht.
Die Kalibπerkurve KK kann entweder als Wertetabelle oder als Funktion m der Auswerteeinrichtung AE vorzugsweise dauer- haft, d.h. ein für alle Mal, abgelegt werden. Dies kann insbesondere bereits werksseitig erfolgen. Sie kann insbesondere dann zur Korrektur des axialen Verfahrwegs der Positioniereinrichtung verwendet werden, wenn die Positioniereinrichtung P02, insbesondere deren Stellglied SG2 lediglich zeitinvariante Fehler aufweist, das heißt sich beim Verstellen des axialen Langsabstands zwischen den beiden Faserenden jeweils im wesentlichen stets gleich verhalt. Dies ist beispielsweise beim Antrieb mittels einer Kurvenscheibe der Fall, deren Steigung mit Toleranzen behaftet ist. In diesem Fall kann es bereits ausreichen, den funktionalen Zusammenhang zwischen Soll- und Istverfahrweg als Kalibπerkurve wie cυ to tv> P> P»
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27
Die axialen Verfahrwege der jeweiligen Positioniereinrichtung wie z.B. P02 können allgemein ausgedruckt insbesondere auf folgende Art und Weise kalibriert, d.h. fehlerkorπgiert umskaliert werden:
Dem Stellglied SG2 der Positioniereinrichtung P02 wird von der Auswerte-/Steueremrιchtung COM über die Steuerleitung LSG2 jeweils derselbe, das heißt konstante, axiale Soll -Ra- sterabstand ΔSD vorgegeben, um den es die Haltevorrichtung
HV2 mit der Lichtleitfaser FE21 m axialer Richtung schritt¬ weise verschieben soll, bis insgesamt ein gewünschter Gesamt- Sollverfahrweg z.B. der Streckenlange SW = SWl durchfahren worden ist. Dabei kann die axiale Verschiebebewegung des zweiten Faserendes FE21 bei irgendeinem axialen Langsabstand der beiden Faserenden begonnen werden, an dem zwischen den beiden Faserenden eine ausreichende Lichtuberkopplung vorliegt, um noch Maxima und Minima aus den diskret aufgenommenen Pegelmeßwerten wahrend des Verschiebevorgangs erfassen zu können. Hier im Ausfuhrungsbeispiel von Figur 3 wird der schrittweise Verfahrvorgang beispielhaft beim axialen Langsabstand TSi der beiden Faserenden gestartet und dabei die beiden Faserenden sukzessive auseinanderbewegt. Das zweite Faserende FE21 wird also durch schrittweises, d.h. diskretes Verstellen der Positioniereinrichtung P02 im örtlichen Soll- Rasterabstand ΔSD vom feststehenden ersten Faserende FEH weggefahren, bis schließlich nach Durchfahren des axialen Soll- Verfahrwegs SW = SWl der axiale Soll- Endabstand TSk zwischen den beiden Faserenden erreicht wird.
Zum Durchfahren der gesamten axialen Soll- Verfahrstrecke wie z.B. SWl wird somit eine Vielzahl von z.B. [SWl/ΔSD] Teil- stellvorgangen durchgeführt. Dabei bezeichnet [ ] einen Operator, der den Bruch SWl/ΔSD insbesondere ganzzahlig macht. [SWl/ΔSD] gibt also die Gesamtanzahl von einzelnen Stellvor- gangen für das Durchfahren des vorgegebenen Gesamt- Sollverfahrwegs SWl an. Nach jedem Stellvorgang des Stellglieds SG2 28 wird die Haltevorrichtung HV2 vorzugsweise für eine vorgeb¬ bare Zeitdauer angehalten, um den Pegelwert des empfangssei- tig ausgekoppelten Meßlichts ESF messen und mit Hilfe der Auswerte-/Steuereinrichtung COM aufzeichnen, d.h. abspeichern zu können.
Der Soll- Rasterabstand ΔSD wird zweckmäßigerweise derart kurz gewählt, daß während des Verschiebevorgangs um die axiale Wegstrecke SWl in erster Näherung Maxima und Minima der kontinuierlichen Oszillationskurve IV von der Tastung „erwischt", d.h. erfaßt werden. Die Auflösung der Tastung wird also zweckmäßigerweise größer als der axiale Ist- Längsabstand zwischen je zwei benachbarten Extrema gewählt. Da einem Maximum jeweils nach einer viertel Wellenlänge, hier im Ausführungsbeispiel also nach 330 nm, ein Minimum, eine viertel Wellenlänge weiter wieder ein Maximum und so weiter nachfolgt, ist es zweckmäßig, den Soll- Rasterabstand ΔSD insbesondere kleiner als einem Viertel der Wellenlänge zu wählen. Bevorzugt wird der Rasterabstand ΔSD kleiner als 1/40 der Wellenlänge λ gewählt. Die Abtastung der Pegelmeßkurve IV endet nach dem axialen Verschiebe- Gesamtweg SWl an der diskreten Ortsposition TSk. Dabei gilt insbesondere TSk = TSi + [SWl/ΔSD] ΔSD. Es werden somit an k-i+1 diskreten Abtastposi- tionen TSi mit TSk zugehörige Pegelwerte AWi mit AWk aufge- nommen und zur Auswertung bereitgestellt.
Aufgrund des schrittweisen Stellvorgangs des Stellglieds SG2 um jeweils ΔSD kann somit umgekehrt betrachtet dem jeweiligen Maximum bzw. Minimum im kontinuierlichen Pegelverlauf IV in erster Näherung jeweils bezogen auf die Anfahrposition TSi ein relativer Soll- Verfahrweg (bezogen auf die Startposition TSi) als Vielfaches des Rasterabstandes ΔSD zugeordnet werden. Hier im Beispiel sind vom Stellglied SG2 ausgehend vom ersten Maximum wie z.B. MA3 nach dem ersten Sollverfahrweg ΔSD bis zum Erreichen des ersten Minimums wie z.B. MI4 drei Soll- Abtastschritte von je ΔSD = 0, 1 μm durchgeführt worden, was - vom Anfangsabstand TSi bis zum ersten Minimum MI4 ge- 29 rechnet - insgesamt einem Soll- Verschiebeweg der Faserenden (voneinander weg) von insgesamt 4 ΔSD entsprechen wurde.
Da die abwechselnd aufeinanderfolgenden Maxima und Minima der örtlichen Intensitatsverteilung IV - wie vorstehend erläu¬ tert- ein Raster mit einem tatsachlichen Ist - Rasterabstand ΔD von einer viertel Wellenlange (ΔD=λ/4), hier von 330 nm darstellen, kann insbesondere dieses axiale Ist- Abstandsra¬ ster der Maxima und Minima zur Überprüfung herangezogen wer- den, ob von der Positioniereinrichtung P02 der vorgegebene axiale Soll-Verfahrweg im Rasterabstand von ΔSD auch jeweils tatsächlich, d.h. real umgesetzt wurde. Dazu wird mit Hilfe der Auswerteeinrichtung AE aus der Vielzahl von aufgenommenen, diskreten Pegelmeßwerten AWi mit AWk entlang des Soll- Verschiebewegs SWl ermittelt, wieviele Maxima und Minima der kontinuierlichen Pegelkurve IV nach Beendigung des Soll- Ver- schiebevorgangs insgesamt „überfahren", d.h. durchlaufen worden sind. Da der Abstand e zweier Extrema m eindeutiger Weise durch einen Ist- Langsverfahrweg ΔD=λ/4 festgelegt ist, kann somit auch ermittelt werden, um wieviel das zweite Faserende FE21 tatsachlich vom ersten Faserende FEH nach Beendi¬ gung des Soll- Verschiebevorgangs wegbewegt wurde. Jeweils bezogen auf die Anfangsposition TSi ist dem ersten Minimum wie z.B. MI4 ein Ist- Verfahrweg von etwa ΔD=λ/4, dem zweiten Maximum wie z.B. MA4 ein Ist- Verfahrweg von etwa 2 ΔD, dem zweiten Minimum MI5 ein Ist- Verfahrweg von etwa 3 ΔD, usw. zugeordnet. Allgemein ausgedruckt ist dem v-ten Maximum MAv bezogen auf den Berührungspunkt TSO ein Ist- Langsabstand D der Faserenden von D- v λ/2 mit v= 0, 1, 2, 3, ..., sowie dem v-ten Extremum ein Ist- Langsabstand von D = v λ/4 zugeordnet. Bezogen auf die Anfahrposition TSi hier im Ausfuhrungsbeispiel ist dem k-ten Maximum MAk mit k=7 ein axialer Ist- Verfahrweg IW von etwa D = (k-3) λ/2 zugeordnet, da vor dem Abtastort TSi bereits 3 Maxima MAO mit MA2 liegen. Auf diese Weise ist eine Umskalierung des Soll- Verfahrwegs SW m den Ist- Verfahrweg IW (und umgekehrt) insbesondere mit der Auflosung des Ist- Rasterabstands ΔD der Extrema ermöglicht. cυ cυ IV) IV) P1 P>
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1 1 3 1 1
31 zillationskurve IV entlang der Sollwegskala SD betrachtet ggf. in nicht aquidistanten Abstanden aufeinanderfolgen. Dies bedeutet, daß die (entlang der Istwegskala D betrachtet) ei¬ gentlich konstante Frequenz der Oszillationsschwingung IV entlang der Sollwegskala SD betrachtet variieren kann. So sind m der Figur 3 beispielsweise die beiden benachbarten Extrema MA3, MI4 in einem axialem Langsabstand von 3 ΔSD, die beiden aufeinanderfolgenden Extremwerte MA6, MI7 hingegen nur 2 ΔSD voneinander entfernt. Die Abtastwerte wie z.B. TSi mit TSk entlang dem jeweiligen Soll- Verschiebeweg wie z.B.
SW=SW1 werden deshalb zweckmaßigerweise entlang diesem Ver¬ fahrabschnitt SWl durch eine kontinuierliche Funktion, insbe¬ sondere eine Sinusfunktion, approximiert. Als Approximationsfunktion kann beispielsweise folgende Sinusfunktion EV die- nen:
2π
EV(SW) = sιn[( — ) (k3 SW + Kl esw κ2)], wobei Ä I 2
SW den jeweiligen Soll- Verfahrweg bezeichnet, sowie Kl, K2, K3 Funktionenparameter sind. Die Nichtlmeari- tat des Stellvorgangs ist m erster Näherung durch die e- Funktion berücksichtigt.
Da die Pegelwerte AWi mit AWk zu den Abtastpositionen TSi mit TSk gemessen und dadurch bekannt sind, können auch die Parameter Kl, K2, K3 m eindeutiger Weise ermittelt werden. Da daruberhmaus die Frequenz der Oszillationsschwingung EV m Abhängigkeit vom Ist- Verfahrweg IW bzw. Ist- Langsabstand
D als Konstante bekannt ist, kann die Oszillationsschwingung
2π auch approximativ durch die Sinusfunktion EV(D)= sιn[—— IW]
A I 2 beschrieben werden. Durch Gleichsetzen beider Funktionen
EV(SW)= EV(IW) ergibt sich somit:
IW= k3 SW + Kl esw K2 wobei SW= ΔSD l mit 1=0, 1 ,2, 3, .... usw. ist.
Damit kann zu jedem Soll- Verfahrweg SW m eindeutiger Weise der von der Positioniereinrichtung tatsächliche bewirkte Ist- Verfahrweg IW ermittelt werden. Die Ermittlung der Ist- Ver- cυ cυ M tv P1 P»
Cπ o Cπ o cπ o Cπ
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1 o d ö cn 1 1
33 des Gesamtverfahrwegs SWl gewonnen werden. Dazu wird also le¬ diglich ein Teilstuck des einzustellenden Ist- Gesamtwegs IW1 - wie hier bis zur Abtastposition TSS - durchfahren. Durch Extrapolation der Interpolierenden werden dann die Pegelfunk- tionswerte zu den nachfolgenden Abtastpositionen TSS+1 mit
TSk des Restwegs bestimmt. Die Extrapolierende kann ggf. auch jeweils nach jeder angefahrenen Soll- Abtaεtposition erneut berechnet werden. Durch die Extrapolierende ist es auf diese Weise ermöglicht, die Endposition wie z.B. TSk des Stellvor- gangs zur Umsetzung eines bestimmten Ist- Verfahrweg wie z.B. IW1 zu berechnen und zielgenau, d.h. m präzise kontrollierbarer Weise anzufahren.
Gegebenenfalls kann es für die Ermittlung einer entsprechen- den Interpolationsfunktion jeweils bereits ausreichend sein, aus der Vielzahl von Pegelmeßwerten AWO mit AWm zusätzlich zu den Pegelwerten der Extremas noch diejenigen Pegelmeßwerte aufzunehmen, an denen die kontinuierliche Oszillationskurve IV Wendepunkte, das heißt Punkte maximaler Pegelanderungen aufweist. Durch diese Halbierung der Rasterweite kann die Genauigkeit bzw. Auflosung, mit der den Soll-Abstandswerten SD die tatsächlich eingestellten Ist-Abstandswerte D zugewiesen werden, bereits gegenüber dem Kalibrierverfahren, das sich nur auf die Auswertung der Extremas stutzt, gesteigert, ms- besondere verdoppelt werden.
Zusammenfassend ausgedruckt kann also der axiale Verfahrweg der Positioniereinrichtung auf folgende Art und Weise kalibriert werden:
Mindestens ein erstes Lichtwellenleiterende wird mit Hilfe mindestens einer Positioniereinrichtung m axialer Richtung relativ zu mindestens einem zweiten, zugeordneten Lichtwellenleiterende m axialer Richtung verschoben und dadurch der axiale Abstand zwischen den beiden Lichtwellenleiterenden verändert. Der Positioniereinrichtung wird jeweils ein Soll- Verfahrweg vorgegeben, um den das zugehörige Lichtwellenlei- cυ CJ IV tV P1 P1
Cπ o cπ o cπ o Cπ
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36 demselben Querabstand nebeneinander angeordnet sind. Ringsum jede Lichtwellenleitergruppe LWH mit LWln bzw. LW21 mit LW2n sitzt ein im Querschnitt flach rechteckför iger Kunststoff- Bändchenmantel BAI bzw. BA2 auf. Mindestens eine der beiden Haltevorrichtung HVl, HV2 ist in Bändchenlängsrichtung mittels mindestens einer Positioniereinrichtung verschiebbar ausgebildet, so daß der axiale Längsabstand zwischen den beiden Bändchen BL1, BL2 eingestellt werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbesipiel ist lediglich das zweite Bändchen BL2 mit Hilfe der Positioniereinrichtung P02 in axialer Richtung verschiebbar. Zur Kalibrierung des axialen Verstellwegs der Positioniereinrichtung wird die zuvor beschriebene Kalibriermethode für die Einzelfasertechnik für mindestens ein Lichtwellenleiterpaar der beiden Bändchen BL1, BL2, d.h. für min- destens zwei einander korrespondierend zugeordnete Lichtwellenleiter wie z.B. LWH, LW21 der beiden Gruppen, in entsprechender Weise durchgeführt.

Claims

37 Patentansprüche
1. Verfahren zur Einstellung eines bestimmten axialen Langs- abstandes (D) zwischen mindestens einem ersten Lichtwellen- leiterende (LWH) und mindestens einem zugeordneten, zweiten Lichtwellenleiterende (LW21) unter Zuhilfenahme mindestens einer Positioniereinrichtung (P02), wobei mindestens einer der beiden Lichtwellenleiter (LW21) mit Hilfe der Positio¬ niereinrichtung (P02) m axialer Richtung (Z) verschoben und dadurch der axiale Langsabstand (D) zwischen den beiden Lichtwellenleiterenden (LWH, LW21) verändert wird, wobei der Positioniereinrichtung (SG2) jeweils ein Soll-Verfahrweg (SW) vorgegeben wird, um den das zugehörige Lichtwel¬ lenleiterende (LW21) verschoben werden soll, wobei wahrend der axialen Soll-Verschiebebewegung Meßlicht (ML) vom ersten m das zweite Lichtwellenleiterende (LWH, LW21) ubergekoppelt wird, wobei im Langsspalt (SP) zwischen diesen beiden, einander zugeordneten Lichtwellenleiterenden (LWH, LW21) Interferenzen des Meßlichts (ML) hervorgerufen werden, wobei die örtliche Intensitatsverteilung (IV) dieser Meß- lichtmterferenzen durch Auskopplung von Meßlicht (ESF) aus dem zweiten Lichtwellenleiter (LW21) erfaßt sowie m einer Steuer-/Auswerteemπchtung (COM) zur Auswertung bereitge- stellt wird, wobei aus dieser aufgenommenen örtlichen Intensitatsverteilung (IV) der von der Positioniereinrichtung (SG2) tatsachlich bewirkte Ist-Verfahrweg (IW) mittels der Steuer- /Auswerteemrichtung (COM) ermittelt wird, und wobei m dieser Steuer-/Auswerteemrιchtung (COM) diesem vorgegebenen Soll-Verfahrweg (SW) der Positioniereinrichtung (SG2) der ermittelte, zugehörige Ist-Verfahrweg (IW) zugeordnet wird, wodurch der axiale Verfahrweg (VZ) der Positioniereinrichtung (P02) kalibriert wird. 38 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Steuer-/Auswerteeinrichtung (COM) Maxima (MAO mit MAn) in der örtlichen Intensitätsverteilung (IV) re- gistriert werden, und daß diese Maxima (MAO mit MAn) zur Er¬ mittlung des tatsächlich bewirkten Ist-Verfahrwegs (IW) der Positioniereinrichtung (P02) herangezogen werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Steuer-/Auswerteeinrichtung (COM) Minima (MI1 mit Min) in der örtlichen Intensitätsverteilung (IV) re¬ gistriert werden, und daß diese Minima (MH mit Min) zur Ermittlung des tatsächlich bewirkten Ist-Verfahrwegs (IW) der Positioniereinrichtung (P02) herangezogen werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Steuer-/Auswerteeinrichtung (COM) Wende- punkte (NUl mit NUn) in der örtlichen Intensitätsverteilung
(IV) registriert werden, und daß diese Wendepunkte (NUl mit NUn) zur Ermittlung des tatsächlich bewirkten Ist-Verfahrwegs
(IW) der Positioniereinrichtung (P02) herangezogen werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung von Soll-Verfahrwegen (SW) und Ist-Verfahr- wegen (IW) in Form einer Kalibrierkurve (KK) oder Kalibriertabelle in der Steuer-/Auswerteeinrichtung (COM) dauerhaft abgelegt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Soll-Verfahrweg (SW) der Ist- Verfahrweg (IW) der Po- sitioniereinrichtung (P02) im wesentlichen in Echtzeit zugeordnet wird. 39 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (P02) zum Erreichen des je¬ weils vorgegebenen Soll-Verfahrwegs (SW) in einer diskreten Abfolge von Einzel-Verfahrschritten an eine Vielzahl von axialen Abtastpositionen (TSO mit TSm) verschoben wird, bis der gesamte vorgegebene Soll-Verfahrweg (SW) durchlaufen wor¬ den ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder angefahrenen Abtastposition (TSO mit TSm) der Positioniereinrichtung (P02) der Pegel des aus dem zweiten Lichtwellenleiter (LW21) ausgekoppelten Meßlichts (ESF) ge- messen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 mit 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (P02) zum Erreichen des je- weils vorgegebenen Soll-Verfahrwegs (SW) kontinuierlich verschoben wird, und daß beim kontinuierlichen Durchfahren des Soll- Verfahrwegs (SW) der Pegel des aus dem zweiten Lichtwellenleiter (LW21) ausgekoppelten Meßlichts (ESF) fortlaufend gemessen wird.
10 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Meßlicht (ML) mit Hilfe eines Biegekopplers (BKl) in den ersten Lichtwellenleiter (LWH) eingekoppelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des über den Längsspalt (SP) übergekoppelten Meßlichts mit Hilfe eines Biegekopplers (BK2) aus dem zweiten Lichtwellenleiter (LW21) ausgekoppelt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 40 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lichtwellenleiterenden (LWH, LW21) durch die axiale Verschiebebewegung (VZ) der Positioniereinrichtung (P02) aufeinander zu gefahren werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 mit 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lichtwellenleiterenden (LWH, LW21) durch die axiale Verschiebebewegung (VZ) der Positioniereinrichtung (P02) auseinandergefahren werden.
14. Verfahren zur Kalibrierung des Verfahrwegs (VZ) einer Po¬ sitioniereinrichtung (P02), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer von zwei einander zugeordneten Lichtwellenleitern (LW21) mit Hilfe der Positioniereinrichtung (P02) in axialer Richtung (Z) verschoben und dadurch der axiale Längsabstand (D) zwischen den Lichtwellenleiterenden (LWH, LW21) verändert wird, wobei der Positioniereinrichtung (P02) jeweils ein Soll-Ver¬ fahrweg (SW) vorgegeben wird, um den das zugehörige Lichtwellenleiterende (LW21) verschoben werden soll, wobei während der axialen Soll-Verschiebebewegung Meßlicht (ML) vom ersten in das zweite Lichtwellenleiterende (LWH, LW21) übergekoppelt wird, wobei im Längsspalt (SP) zwischen diesen beiden, einander zugeordneten Lichtwellenleiterenden (LWH, LW21) Interferenzen des Meßlichts (ML) hervorgerufen werden, wobei die örtliche Intensitätsverteilung (IV) dieser Meß- lichtinterferenzen durch Auskopplung von Meßlicht (ESF) aus dem zweiten Lichtwellenleiter (LW21) erfaßt sowie in einer Steuer-/Auswerteeinrichtung (COM) zur Auswertung bereitgestellt wird, wobei aus dieser aufgenommenen örtlichen Intensitätsvertei- lung (IV) der von der Positioniereinrichtung (P02) tatsächlich bewirkte Ist-Verfahrweg (IW) mittels der Steuer- /Auswerteeinrichtung (COM) ermittelt wird, cυ cυ IV IV > P>
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42 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennze i chnet durch den Einbau in einem Lichtwellenleiter-Spleißgerät.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Positioniereinrichtung (SG2) mindestens ein Piezoele- ent aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 mit 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Positioniereinrichtung (SG2) mindestens einen Schrittmotor aufweist.
PCT/DE1999/000785 1998-04-27 1999-03-19 Verfahren sowie vorrichtung zur einstellung eines bestimmten axialen längsabstands zwischen mindestens zwei lichtwellenleiterenden WO1999056163A1 (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4758061A (en) * 1985-04-23 1988-07-19 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for converging the ends of two light waveguides
DE19643661A1 (de) * 1996-10-22 1998-04-23 Siemens Ag Verfahren sowie Vorrichtung zur Bestimmung von Spleißparametern

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4758061A (en) * 1985-04-23 1988-07-19 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for converging the ends of two light waveguides
DE19643661A1 (de) * 1996-10-22 1998-04-23 Siemens Ag Verfahren sowie Vorrichtung zur Bestimmung von Spleißparametern

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KARIOJA P ET AL: "DIODE-LASER-TO-WAVEGUIDE BUTT COUPLING", APPLIED OPTICS, vol. 35, no. 3, 20 January 1996 (1996-01-20), pages 404 - 416, XP000630292, ISSN: 0003-6935 *
PORTE H ET AL: "Absolute measurement of the fiber to waveguide distance during a coupling process by low-coherence interferometry", MICRO-OPTICAL TECHNOLOGIES FOR MEASUREMENT, SENSORS, AND MICROSYSTEMS, BESANCON, FRANCE, 12-13 JUNE 1996, vol. 2783, Proceedings of the SPIE - The International Society for Optical Engineering, 1996, SPIE-Int. Soc. Opt. Eng, USA, pages 98 - 104, XP002111063, ISSN: 0277-786X *

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