DE102005020622A1

DE102005020622A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser

Info

Publication number: DE102005020622A1
Application number: DE102005020622A
Authority: DE
Inventors: Karsten Dr. Contag
Original assignee: CCS Technology Inc
Current assignee: Corning Research and Development Corp
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2006-11-16
Also published as: CN101171538A; CN100578272C; WO2006116990A1

Abstract

Ein Faserkern (11) einer optischen Faser (10a) zur Führung eines Lichtmodes ist zwischen einer Lichtquelle (20a) und mindestens einer Linse (30a) eines optischen Systems angeordnet. Die von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen treffen senkrecht zur Längsachse der optischen Faser auf den Fasermantel (14) auf. Die Lichtstrahlen werden durch spannungserzeugende Strukturen (12a, 12b) und den Faserkern (11) im Inneren des Fasermantels gebeugt und durch die Linse (30a) in eine Bildebene (BE1) projiziert. Die Linse (30a) ist dabei derart angeordnet, dass eine Objektebene (OE1) zwischen der Lichtquelle (20a) und dem Zentrum (Z) der optischen Faser liegt. Anhand einer charakteristischen Intensitätsverteilung der von einer CCD-Kamera (40a) in der Bildebene (BE1) empfangenen Strahlung lässt sich die Lage des Faserkerns (11) ermitteln. Durch die Verschiebung der Objektebene (OE1) auf eine Position zwischen dem Zentrum (Z) der optischen Faser und der Lichtquelle (20a) lässt sich insbesondere die Lage des Faserkerns einer polarisationserhaltenden optischen Faser vom PANDA- oder Bow Tie-Typ ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser sowie eine Vorrichtung, mit der sich die Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser bestimmen lässt.

Ein optisches Kabel umfasst mindestens eine optische Faser zur Übertragung von Lichtleistung. Die optische Faser befindet sich im Inneren einer Lichtwellenleiter-Ader (core tube), die sich im Kernbereich des optischen Kabels befindet. Um das Lichtwellenleiter-Röhrchen sind im Allgemeinen Armierungsmittel (strength members) verteilt. Diese werden von einer Ummantelung (jacket) umschlossen.

1A zeigt eine optische Faser 10. Die optische Faser hat eine erste Symmetrieachse S1, die im Zentrum Z der optischen Faser in Längsrichtung verläuft. Durch die Querschnittsfläche der optischen Faser verläuft eine zweite Symmetrieachse S2 und eine dritte Symmetrieachse S3. Die zweite Symmetrieachse S2 verläuft in vertikaler Richtung, wohingegen die dritte Symmetrieachse S3 in horizontaler Richtung verläuft. Alle drei Symmetrieachsen stehen orthogonal zueinander und schneiden sich im Zentrum Z der optischen Faser.

Die 1B und 1C zeigen die Querschnitte zweier polarisationserhaltender optischer Fasern. Beide Fasern weisen einen Faserkern (Core) 11 zur Führung eines Lichtmode auf. Ein den Faserkern umgebender Fasermantel (Cladding) 14 ist ebenfalls lichtführend, hat jedoch eine niedrige Brechzahl. Der Fasermantel bewirkt dadurch eine Totalreflexion und somit eine Führung der Lichtstrahlung im Faserkern.

1B zeigt eine polarisationserhaltende optische Faser vom sogenannten PANDA-Typ. Symmetrisch zu den Symmetrieachsen S2 und S3 sind oberhalb und unterhalb des Faserkerns 11 zwei spannungserzeugende Strukturen (stress applying parts) 12a und 12b von kreisförmigem Querschnitt angeordnet. 1C zeigt einen Querschnitt durch eine optische Faser vom sogenannten Bow Tie-Typ. Die Bow Tie-Faser weist oberhalb und unterhalb des Faserkerns 11 ebenfalls zwei spannungserzeugende Strukturen 13a und 13b auf, die symmetrisch zu den Symmetrieachsen S2 und S3 angeordnet sind. Im Gegensatz zu den spannungserzeugenden Strukturen der Faser vom PANDA-Typ haben die Querschnittsflächen der spannungserzeugenden Strukturen der Bow Tie-Faser die Form von Kreissegmenten.

Bei der Herstellung und Verlegung von Kabeln mit optischen Fasern müssen oftmals zwei Kabelstränge miteinander verbunden werden. Dabei wird eine optische Faser eines ersten optischen Kabels mit einer optischen Faser eines zweiten optischen Kabels verbunden. Bei dem Verbindungsvorgang sollen die Querschnittsflächen der beiden Kabelenden derart miteinander verbunden werden, dass die optischen Verluste, die entstehen, wenn Licht aus der einen optischen Faser in die andere optische Faser gekoppelt wird, möglichst gering sind. Eine wesentliche Ursache für optische Verluste bei der Übertragung von Licht über eine Verbindungsstelle zweier Fasern liegt in einem seitlichen Versatz zwischen den Faserkernen der beiden Fasern. Daher sollten beim Verbinden der Querschnittsflächen zweier PANDA-Typ Fasern beziehungsweise zweier Bow Tie-Typ Fasern oder auch beim Verbinden einer PANDA-Typ Faser mit einer Bow Tie-Typ Faser nach dem Abschluss des Verbindungsvorganges die beiden Faserkerne der Fasern nach Möglichkeit ohne Versatz aufeinander ausgerichtet sein.

Zur genauen Ausrichtung der Faserkerne in den beiden zu verbindenden Fasern ist es nicht ausreichend, die beiden optischen Fasern in Bezug auf ihren Faserrand aufeinander auszurichten. Aufgrund von Herstellungstoleranzen muss der Faserkern nicht zwingend im Zentrum der optischen Fasern liegen. Bei transversalen Single-Mode-Fasern, die unpolarisiertes Licht im transversalen Grundmode übertragen und keine spannungserzeugenden Strukturen aufweisen, weist die Konzentrizität des Faserkerns in Bezug auf den äußeren Durchmesser der Faser eine Toleranz in einer Größenordnung von 0,1 bis 1 μm auf. Für polarisationserhaltende Fasern vom PANDA- oder Bow Tie-Typ, die im Gegensatz zu einer transversalen Single-Mode-Faser zusätzlich spannungserzeugende Strukturen enthalten, liegt die Toleranz für die Konzentrizität des Faserkerns in Bezug auf den äußeren Durchmesser der optischen Faser in einer Größenordnung von 1 μm. Wenn die beiden optischen Fasern allein auf ihre äußeren Faserränder hin ausgerichtet werden und danach verbunden werden, lässt sich nach dem Verbindungsvorgang ein seitlicher Versatz zwischen den beiden Faserkernen der zu verbindenden Faserenden von bis zu 2 μm feststellen. Während die Verlustleistung kleiner als 0,02 dB ist, wenn die beiden Faserkerne der Fasern ohne Versatz miteinander verbunden sind, führt ein Versatz der Faserkerne zu zusätzlichen Leistungsverlusten bei der Übertragung von Licht über die Verbindungsstelle von bis zu 0,15 dB. Daher ist es bei der Verbindung zweier optischer Fasern wünschenswert, wenn vor dem eigentlichen Verbindungsvorgang die zu verbindenden Faserkerne derart aufeinander ausgerichtet sind, dass nach dem Verbindungsvorgang kein seitlicher Versatz an der Verbindungsstelle auftritt beziehungsweise der Versatz möglichst gering ist.

2 zeigt eine Vorrichtung 100 zur Verbindung zweier optischer Fasern 10 und 10'. Der Vorrichtung 100 werden zwei optische Kabel 15 und 15' zugeführt. Im Inneren des optischen Kabels 15 verläuft die optische Faser 10. Im Inneren des optischen Kabels 15' verläuft die optische Faser 10'. Zur Verbindung der beiden optischen Fasern der optischen Kabel, wird die Ummantelung, eventuelle Armierungsmittel und die Lichtwellenleiterader abisoliert, sodass die optischen Fasern frei liegen. Zur gegenseitigen Ausrichtung der jeweiligen Faserkerne der beiden optischen Fasern wird die optische Faser 10 in einer Halterung 50 und die optische Faser 10' in einer Halterung 50' fixiert. Die Halterungen sind gegeneinander verschiebbar, sodass sich die Faserkerne im Inneren der beiden optischen Fasern derart aufeinander ausrichten lassen, dass sie nach dem Verbindungsvorgang ohne Versatz miteinander verbunden sind. Zur Verbindung der beiden Fasern wird beispielsweise eine Spleißvorrichtung 60 eingesetzt. Neben einem Spleißprozess kann auch ein Klebevorgang oder eine mechanische Fixierung die beiden optischen Fasern miteinander verbinden.

Zur Ausrichtung der beiden optischen Faser ist es notwendig die Lage der Faserkerne im Inneren der beiden optischen Fasern möglichst genau zu kennen. Zur Lokalisierung der Lage der Faserkerne innerhalb der optischen Fasern sind verschiedene Methoden bekannt. In der Druckschrift JP 55-96433 wird die Lage von Faserkernen optischer Fasern anhand von Röntgenstrahlen bestimmt. In der Druckschrift US 4,690,493 und der Druckschrift GB 2,110,412 A wird eine optische Faser mit ultraviolettem Licht bestrahlt und anhand des emittierten Lichtes die Lage des Faserkerns bestimmt. Bei den beschriebenen Methoden muss beides Mal jedoch eine zusätzliche Lichtquelle zur Bestrahlung der optischen Fasern verwendet werden.

In der Druckschrift US 4,660,972 wird eine Methode vorgeschlagen, bei der ein Wellenleiter mit parallelem Licht aus zwei orthogonalen Richtungen bestrahlt wird. Die innerhalb der Faser gebrochenen und gebeugten Lichtstrahlen werden von einem optischen System erfasst und überlagert. Aus der Überlagerung der gebeugten und gebrochenen Strahlung aus den beiden orthogonalen Richtungen lässt sich die räumliche Lage des Faserkerns beziehungsweise der Wellenleiter bestimmen. Zur Anwendung dieser Methode ist jedoch die Verwendung eines aufwändigen optischen Systems erforderlich.

Gemäß der Druckschrift US 4,067,651 wird eine interferometrische Methode zur Bestimmung der Exzentrizität des Faserkerns verwendet. Die optische Faser wird von einem Laserstrahl bestrahlt. Ein Brechungs- und Beugungsbild wird anschließend zur Bestimmung der Abweichung der Konzentrizität von Faserkern und Fasermantel analysiert. Diese Methode erfordert jedoch eine aufwändige Analyse des Brechungs-/Beugungsbildes.

Ein weiteres Verfahren zur Ausrichtung der Faserkerne zweier optischer Fasern wird in der Druckschrift US 4,561,719 beschrieben. Bei dieser Methode wird Licht in den Faserkern einer ersten optischen Faser eingespeist und das Licht detektiert, das in den Faserkern der zweiten optischen Faser eingekoppelt wird. Bei dieser Methode müssen jedoch Vorrichtungen vorgesehen werden, die Licht in eine erste Faser einkoppeln und Licht aus der zweiten Faser auskoppeln.

Die Druckschriften JP 59-219707, JP 60-46509 und JP 60-85350 betreffen ein Verfahren zur Lokalisierung eines Faserkerns einer Single-Mode-Faser. Dabei wird die Faser mit parallelem Licht senkrecht zur Faserlängsachse bestrahlt. Das innerhalb der Faser gebeugte und gebrochene Licht wird einem optischen System zugeführt, das ein Intensitätsprofil der Leistungsdichte der Strahlung erzeugt. Das Intensitätsprofil zeigt Minima und Maxima, aus deren Lage innerhalb des Intensitätsprofils sich die Lage des Faserkerns bestimmen lässt. Dieses Verfahren kann jedoch insbesondere für polarisationserhaltende Fasern vom PANDA-Typ nicht verwendet werden, da durch die spannungserzeugenden Strukturen innerhalb des Intensitätsprofils zusätzliche Minima und Maxima erzeugt werden.

Gemäß der Druckschrift US 4,825,092 werden zwei optische Fasern zueinander ausgerichtet, indem zuerst beide Fasern mit Licht senkrecht zu den Faserlängsrichtungen bestrahlt werden und anschließend die Positionen der Faserkerne anhand der Konturen in den aufgenommenen Beugungs- und Brechungsbildern lokalisiert werden: Auch dieses Verfahren lässt sich nicht ohne weiteres auf polarisationserhaltende Fasern vom PANDA- und Bow Tie-Typ übertragen, da durch die spannungserzeugenden Strukturen die markanten Konturen des Faserkerns verwischt werden.

Die Druckschriften US 4,882,497 und EP 0 256 539 betreffen ein Verfahren, mit dem sich die Exzentrizität eines Faserkerns einer optischen Faser bestimmen lässt. Die optische Faser wird dazu senkrecht zu einer Faserlängsachse von einer Lichtquelle bestrahlt. Anhand eines Intensitätsprofils der Strahlung eines Beugungs- und Brechungsbildes, das hinter der Faser aufgenommen wird, lässt sich die Exzentrizität des Faserkerns bestimmen. Dabei wird insbesondere ein sogenannter „Linseneffekt" berücksichtigt, der aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindices des Faserkerns und des Fasermantels zustande kommt. Bei der Untersuchung einer „PANDA"- und einer „Bow Tie"-Faser treten jedoch zusätzliche solcher „Linseneffekte" aufgrund der spannungserzeugenden Strukturen auf, die insbesondere von der Orientierung dieser Strukturen in Bezug auf die Richtung der einfallenden Lichtstrahlen abhängig sind.

Bei gegenwärtigen Vorrichtungen zur Durchführung eines Fusions- oder Spleißvorganges werden zwei Verfahren verwendet, um die Faserkerne von zwei zu verbindenden optischen Fasern auszurichten. Eine Methode besteht darin Licht in den Faserkern einer ersten optischen Faser einzuspeisen und das Licht zu detektieren, das in den Faserkern einer zweiten optischen Faser eingespeist wird. Dieses Verfahren lässt sich jedoch für Fusions-Spleiß-Vorrichtungen zur Verbindung von polarisationserhaltenden Fasern nicht ohne größeren Aufwand verwenden, da die Fasern während des Spleißvorgangs innerhalb der Fusions-Spleiß-Vorrichtung gedreht werden müssen. Daher müsste das optische System zur Einspeisung von Licht in die erste optische Faser und zur Detektion des in die zweite Faser eingekoppelten Lichts an die Rotation der optischen Faser angepasst werden.

Bei dem zweiten Verfahren wird die optische Faser aus zwei verschiedenen Richtungen senkrecht zur Längsrichtung der optischen Faser mit Licht bestrahlt. Die Lage des Faserkerns oder die Exzentrizität des Faserkerns lässt sich aus der Intensitätsverteilung der während dem Durchgang des Lichtes durch die optische Faser gebeugten Strahlung in den beiden senkrecht zueinander stehenden Richtungen ermitteln. Über ein Linsensystem wird dabei eine Objektebene in eine Bildebene abgebildet und die Intensitätsverteilung der Strahlung in der Bildebene ausgewertet. Die Objektebene liegt dabei im Allgemeinen zwischen dem Zentrum der optischen Faser und dem Linsensystem. Insbesondere bei Single-Mode-Fasern lässt sich die Kontur des äußeren Faserrandes sowie die Kontur des Faserkerns anhand eines charakteristischen Verlaufs des Intensitätsprofils der Leistungsdichte der Strahlung in der Bildebene mit hoher Genauigkeit ermitteln. Im Gegensatz zu Single-Mode-Fasern lässt sich jedoch der Faserkern von polarisationserhaltenden Fasern vom PANDA- und Bow Tie-Typ nur unzureichend ermitteln, da der durch die Struktur des Faserkerns bestimmte charakteristische Verlauf innerhalb des Intensitätsprofils der empfangenen Strahlung durch die spannungserzeugenden Strukturen im Fasermantel gestört wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich die Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser, insbesondere in einer polarisationserhaltenden optischen Faser vom PANDA- oder Bow Tie-Typ, möglichst genau ermitteln lässt. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mit der sich die Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser, insbesondere in einer polarisationserhaltenden optischen Faser vom PANDA- oder Bow Tie-Typ, möglichst genau ermitteln lässt.

Die Aufgabe betreffend das Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser wird gelöst, indem eine optische Faser mit einem Faserkern zur Führung eines Lichtmodes mit einer ersten Symmetrieachse, die in Längsrichtung der Faser durch das Zentrum der optischen Faser verläuft, und mit einer zweiten und dritten Symmetrieachse, die jeweils in Querrichtung der Faser durch das Zentrum der optischen Faser verlaufen, vorgesehen wird. Die erste, zweite und dritte Symmetrieachse verlaufen zueinander orthogonal. Des Weiteren ist ein optisches System vorzusehen, das eine Lichtquelle, mindestens eine Linse, die eine Objektebene in eine Bildebene abbildet, wobei die Objektebene annähernd parallel zur zweiten oder dritten Symmetrieachse verläuft, und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Intensitätsverteilung einer in der Bildebene empfangenen Strahlung aufweist. Die Linse ist zwischen der Lichtquelle und der Vorrichtung zur Erfassung der Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung angeordnet. Die optische Faser wird zwischen der Lichtquelle und der Linse angeordnet. Anschließend wird die Lichtquelle zur Aussendung von Lichtstrahlen in Richtung der optischen Faser aktiviert. Die Linse wird erfindungsgemäß derart verschoben, dass die Objektebene der Linse zwischen der Lichtquelle und der zweiten und/oder dritten Symmetrieachse der optischen Faser liegt. Die Objektebene liegt somit zwischen dem eigentlichen Zentrum der optischen Faser und der Lichtquelle. Anschließend wird die Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung erfasst, wobei durch die optische Faser im Strahlengang der Lichtquelle mehrere Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung erzeugt werden. Die Lage des Faserkerns der optischen Faser lässt sich anschließend in Richtung der zweiten und/oder dritten Symmetrieachse anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung ermitteln.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht insbesondere die Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser vom PANDA- oder Bow Tie-Typ. Derartige Fasern weisen oberhalb und unterhalb des Faserkerns eine erste und zweite spannungserzeugende Struktur auf. Bei einer optischen Faser vom PANDA-Typ weist die erste und zweite spannungserzeugende Struktur jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf. Bei einer optischen Faser vom Bow Tie-Typ weist der Querschnitt der ersten und zweiten spannungserzeugenden Struktur jeweils die Form eines Kreissegments auf.

Innerhalb der aufgezeichneten Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung erzeugt der Faserkern ein erstes Minimum, das zwischen einem ersten und zweiten Maximum liegt. Anhand der Lage des ersten Minimums und des ersten und zweiten Maximums lässt sich somit die Lage des Faserkerns lokalisieren. Die spannungserzeugenden Strukturen stören diesen für den Faserkern charakteristischen Verlauf innerhalb der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung nicht, wenn die Linse derart justiert ist, dass die Objektebene zwischen dem Zentrum des optischen Faser und der Lichtquelle liegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Lage des Faserkerns in einer X- und einer Y-Richtung beziehungsweise in einer Richtung entlang der zweiten und dritten Symmetrieachse zu ermitteln. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist dazu das optische System als ein um die erste Symmetrieachse der optischen Faser drehbar gelagertes System ausgebildet. Das optische System wird in eine erste Richtung gedreht, sodass die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und zweiten Symmetrieachse der optischen Faser ausgerichtet sind. Danach wird die Linse derart verschoben, dass die Objektebene der Linse zwischen der Lichtquelle und der zweiten Symmetrieachse liegt. Mit einer derartigen Ausrichtung des optischen Systems lässt sich die Lage des Faserkerns der optischen Faser in Richtung der zweiten Symmetrieachse anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung ermitteln.

Anschließend wird das optische System in eine zweite Richtung gedreht, sodass die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und dritten Symmetrieachse der optischen Faser ausgerichtet sind. Die Linse wird anschließend derart verschoben, dass die Objektebene der Linse zwischen der Lichtquelle und der dritten Symmetrieachse liegt. Das optische System befindet sich somit in einer zur ersten Richtung orthogonalen Richtung. Ausgehend von dieser Position lässt sich die Lage des Faserkerns der optischen Faser in Richtung der dritten Symmetrieachse anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung ermitteln.

Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser besteht erfindungsgemäß darin, anstelle des optischen Systems die optische Faser um die erste Symmetrieachse zu drehen, sodass es sich in Bezug auf das optische System in zwei zueinander orthogonalen Richtungen anordnen lässt. Die optische Faser wird dazu zwischen der Lichtquelle und der Linse zuerst in eine erste Richtung gedreht, sodass die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und zweiten Symmetrieachse der optischen Faser ausgerichtet sind. Anschließend wird die Linse derart verschoben, dass die Objektebene der Linse zwischen der Lichtquelle und der zweiten Symmetrieachse liegt. Anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung lässt sich die Lage des Faserkerns der optischen Faser in dieser Position in Richtung der zweiten Symmetrieachse ermitteln.

Anschließend wird die optische Faser zwischen der Lichtquelle und der Linse in eine zweite Richtung gedreht, sodass die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und dritten Symmetrieachse der optischen Faser ausgerichtet sind. Die Linse wird nachfolgend derart verschoben, dass die Objektebene der Linse zwischen der Lichtquelle und der dritten Symmetrieachse liegt. Anschließend lässt sich die Lage des Faserkerns der optischen Faser in Richtung der dritten Symmetrieachse anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung ermitteln.

Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser in zwei zueinander orthogonalen Richtungen besteht darin, ein erstes und zweites optisches System vorzusehen. Die beiden optischen Systeme weisen jeweils eine Lichtquelle, mindestens eine Linse, die eine Objektebene in eine Bildebene abbildet, wobei die Objektebene annähernd parallel zur zweiten oder dritten Symmetrieachse verläuft, und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung auf. Die Linse ist zwischen der Lichtquelle und der Vorrichtung zur Erfassung der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung angeordnet. Das erste optische System ist derart ausgerichtet, dass die von der Lichtquelle des ersten optischen Systems ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und zweiten Symmetrieachse der optischen Faser ausgerichtet sind. Das zweite optische System ist derart ausgerichtet, dass die von der Lichtquelle des zweiten optischen Systems ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und dritten Symmetrieachse der optischen Faser ausgerichtet sind. Die Linse des ersten optischen Systems wird derart verschoben, dass die Objektebene der Linse zwischen der Lichtquelle und der zweiten Symmetrieachse der optischen Faser liegt. Die Lage des Faserkerns der optischen Faser wird anschließend in Richtung der zweiten Symmetrieachse anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung ermittelt. Anschließend wird die Linse des zweiten optischen Systems derart verschoben, dass die Objektebene der Linse zwischen der Lichtquelle des zweiten optischen Systems und der dritten Symmetrieachse der optischen Faser liegt. Anschließend lässt sich die Lage des Faserkerns der optischen Faser in Richtung der dritten Symmetrieachse anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung ermitteln.

Eine Weiterbildung des Verfahrens zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser sieht die Verwendung einer ersten Halterung zur Fixierung einer ersten optischen Faser und die Verwendung einer zweiten Halterung zur Fixierung einer zweiten optischen Faser vor. Die erste optische Faser wird in der ersten Halterung ausgerichtet, wohingegen die zweite optische Faser in der zweiten Halterung ausgerichtet wird. Die Ausrichtung der beiden optischen Fasern in der ersten und zweiten Halterung erfolgt anhand der jeweils ermittelten Lage des jeweiligen Faserkerns der ersten und zweiten optischen Faser, sodass sich die jeweiligen Faserkerne der ersten und zweiten optischen Faser ohne einen Versatz oder mit einem bestimmten Versatz gegenüber stehen.

Nach einer derartigen Ausrichtung der beiden Faserkerne zueinander lässt sich ein Spleißvorgang zur Verbindung der ersten und zweiten optischen Faser durchführen.

Im Folgenden wird eine Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser angegeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Halterung zur Fixierung einer optischen Faser mit einem Faserkern zur Führung eines Lichtmodes, wobei die optische Faser eine erste Symmetrieachse, die in Längsrichtung der Faser durch das Zentrum der optischen Faser verläuft, und eine zweite und dritte Symmetrieachse umfasst, die jeweils in Querrichtung der optischen Faser durch das Zentrum der optischen Faser verlaufen. Die erste, zweite und dritte Symmetrieachse verlaufen zueinander orthogonal. Des Weiteren ist mindestens ein optisches Systemvorgesehen, das mindestens eine Linse, die eine Objektebene in eine Bildebene abbildet, wobei die Objektebene annähernd parallel zu der zweiten oder dritten Symmetrieachse verläuft, eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Strahlengangs in Richtung auf die Linse und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Intensitätsverteilung der in der Bildebene. empfangenen Strahlung aufweist. Die Linse ist zwischen der Lichtquelle und der Vorrichtung zu Erfassung der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung verschiebbar angeordnet. Die Halterung zur Fixierung der optischen Faser lässt sich derart verschieben, dass die in der Halterung fixierte optische Faser in den Strahlengang der Lichtquelle gelangt. Die Linse lässt sich derart verschieben, dass die Objektebene zwischen der zweiten und/oder dritten Symmetrieachse der optischen Faser und der Lichtquelle und somit zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Lichtquelle liegt.

Gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns ist das optische System um die erste Symmetrieachse der optischen Faser drehbar gelagert, sodass das optische System in Bezug auf die optische Faser derart ausrichtbar ist, dass die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen wahlweise senkrecht zur zweiten Symmetrieachse oder zur dritten Symmetrieachse der optischen Faser ausgerichtet sind.

Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns sieht die Halterung zur Fixierung der optischen Faser als eine um die erste Symmetrieachse der optischen Faser drehbar gelagerte Halterung vor. Dadurch ist die optische Faser in Bezug auf das optische System derart ausrichtbar, dass die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen wahlweise senkrecht zur zweiten Symmetrieachse oder senkrecht zur dritten Symmetrieachse der optischen Faser ausgerichtet sind.

Eine weitere Ausgestaltungsform der Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser sieht die Verwendung eines ersten optischen Systems, das mindestens eine Linse, die eine Objektebene in eine Bildebene abbildet, wobei die Objektebene annähernd parallel zur zweiten Symmetrieachse der optischen Faser verläuft, einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Strahlengangs in Richtung auf die Linse des ersten optischen Systems und einer Vorrichtung zur Erfassung einer Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung umfasst, vor. Die Linse des ersten optischen Systems ist zwischen der Lichtquehle des ersten optischen Systems und der Vorrichtung des ersten optischen Systems zur Erfassung der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung angeordnet. Des Weiteren ist ein zweites optisches System vorgesehen. Dieses umfasst mindestens eine Linse, die eine Objektebene in eine Bildebene abbildet, wobei die Objektebene annähernd parallel zur dritten Symmetrieachse der optischen Faser verläuft, eine Lichtquelle zur Erfassung eines Strahlengangs in Richtung auf die Linse des zweiten optischen Systems und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung. Die Linse des zweiten optischen Systems ist zwischen der Lichtquelle des zweiten optischen Systems und der Vorrichtung des zweiten optischen Systems zur Erfassung der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung angeordnet. Die in der Halterung fixierte optische Faser lässt sich in den Strahlengang zwischen die jeweilige Lichtquelle des ersten und zweiten optischen Systems und die jeweilige Linse des ersten und zweiten optischen Systems verschieben. Das erste optische System ist in Bezug auf die optische Faser derart ausgerichtet, dass die von der Lichtquelle des ersten optischen Systems ausgehenden Strahlen annähernd senkrecht zur zweiten Symmetrieachse auf die optische Faser auftreffen. Das zweite optische System ist in Bezug auf die optische Faser derart ausgerichtet, dass die von der Lichtquelle des zweiten optischen Systems ausgehenden Strahlen annähernd senkrecht zur dritten Symmetrieachse auf die optische Faser auftreffen.

Weitere Ausbildungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:

1A eine optische Faser in Längsrichtung,

1B einen Querschnitt einer optischen Faser vom PANDA-Typ,

1C einen Querschnitt einer optischen Faser vom Bow Tie-Typ,

2 eine Vorrichtung zum Verbinden zweier optischer Fasern,

3 eine Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns einer optischen Faser gemäß der Erfindung,

4A, 4B Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Erfassung der Intensitätsverteilung einer Strahlung,

5 einen Strahlengang durch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns einer optischen Faser gemäß der Erfindung,

6A eine Intensitätsverteilung einer empfangenen Strahlung, die senkrecht zu der zweiten Symmetrieachse auf die optische Faser auftrifft,

6B eine Intensitätsverteilung einer empfangenen Strahlung, die senkrecht zu der dritten Symmetrieachse einer optischen Faser auftrifft,

7A eine Intensitätsverteilung einer empfangenen Strahlung, die auf eine optische Faser vom PANDA-Typ senkrecht zu der zweiten Symmetrieachse auftrifft, wenn die Objektebene zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Linse liegt,

7B eine Intensitätsverteilung einer empfangenen Strahlung, die auf eine optische Faser vom PANDA-Typ senkrecht zu der zweiten Symmetrieachse auftrifft, wenn die Objektebene erfindungsgemäß zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Lichtquelle liegt,

8A eine Intensitätsverteilung einer Strahlung, die auf eine optische Faser vom PANDA-Typ senkrecht zu der dritten Symmetrieachse auftrifft, wenn die Objektebene zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Linse liegt,

8B eine Intensitätsverteilung einer Strahlung, die auf eine optische Faser vom PANDA-Typ senkrecht zu der dritten Symmetrieachse auftrifft, wenn die Objektebene erfindungsgemäß zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Lichtquelle liegt,

9A–11C Simulationsrechnungen von Intensitätsprofilen einer empfangenen Strahlung, die auf eine optisches Faser vom „PANDA"-Typ auftrifft, mit Hilfe eines Ray-Tracing-Verfahrens,

12 eine Vorrichtung zum Verbinden von Faserkernen zweier optischer Fasern mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der Lage der jeweiligen Faserkerne der beiden optischen Fasern gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

13A–13B eine Ausrichtung zweier optischer Fasern anhand eines Versatzes zwischen den jeweiligen Zentren und den jeweiligen Faserkernen der optischen Fasern gemäß der Erfindung,

14 eine Ausrichtung eines Faserkerns einer optischen Faser auf einen Laser.

3 zeigt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns einer optischen Faser vom PANDA-Typ. Neben dem optischen Faserkern 11 zur Führung eines Lichtmodes weist die Faser vom PANDA-Typ spannungserzeugende Strukturen 12a und 12b auf. Die Vorrichtung zur Bestimmung der Lage des Faserkerns 11 umfasst zwei orthogonal zueinander ausgerichtete optische Systeme.
Das erste optische System umfasst eine Lichtquelle 20a, die paralleles Licht in eine Richtung RS2 senkrecht zur Symmetrieachse S1 in Längsrichtung der optischen Faser, senkrecht zur Symmetrieachse S2 und parallel zur Symmetrieachse S3 der optischen Faser ausstrahlt. Eine Linse 30a des ersten optischen Systems wird erfindungsgemäß derart justiert, dass eine Objektebene OE1 zwischen dem Zentrum beziehungsweise der Symmetrieachse S2 der optischen Faser und der Lichtquelle 20a liegt. Die Lichtstrahlen werden nach Durchgang durch die inneren Strukturen der optischen Faser von der Linse 30a in eine Bildebene BE1 projiziert. Eine Vorrichtung 40a zur Aufnahme einer Intensitätsverteilung der in der Bildebene empfangenen Strahlung befindet sich in der Bildebene BE1 der Linse 30a.
Das zweites optisches System umfasst eine Lichtquelle 20b, eine Linse 30b und eine Vorrichtung 40b zur Aufnahme einer Intensitätsverteilung der in der Bildebene BE2 empfangenen Strahlung. Das zweite optische System sendet Lichtstrahlen in eine Richtung RS3 senkrecht zur Symmetrieachse S1, parallel zur Symmetrieachse S2 und senkrecht zur Symmetrieachse S3 der optischen Faser aus. Die Lichtstrahlen werden nach Durchgang durch die inneren Strukturen der optischen Faser von der Linse 30b in eine Bildebene BE2 projiziert. Die Linse 30b wird erfindungsgemäß so justiert, dass eine Objektebene OE2 zwischen dem Zentrum beziehungsweise der Symmetrieachse S3 der optischen Faser und der Lichtquelle 20b liegt. Die Vorrichtung 40b zur Erfassung der Intensitätsverteilung der Leistungsdichte der Strahlung befindet sich in der Bildebene BE2.
Die Vorrichtungen 40a und 40b zur Erfassung der Intensitätsverteilungen der empfangenen Strahlung können als CCD-Kameras ausgebildet sein. Die 4A und 4B zeigen mögliche Realisierungen einer CCD-Kamera zur Aufzeichnung einer Intensitätsverteilung der Leistungsdichte der Strahlung in der Bildebene. In einer einfachen Ausführungsform weist die CCD-Kamera 40a beziehungsweise 40b eine einzelne Spalte 41 von CCD-Zellen C auf. In einer weiteren Ausführungsform, die in der 4B gezeigt ist, umfasst die CCD-Kamera ein Zellenfeld aus Spalten und Zeilen von CCD-Zellen C. Da die von der Kamera 40a aufgezeichnete Intensitätsverteilung parallel zur Symmetrieachse S2 und die von der CCD-Kamera 40b aufgezeichnete Intensitätsverteilung parallel zur Symmetrieachse S3 ausgewertet wird, werden die von den einzelnen CCD-Zellen aufgezeichneten Leistungen der Strahlung einer Zeile beziehungsweise Spalte entlang zur Symmetrieachse S1 in Längsrichtung der optischen Faser gemittelt. Neben einer CCD-Kamera kann auch eine analog arbeitende Kamera verwendet werden.
5 zeigt einen Strahlengang von Lichtstrahlen, die von der Lichtquelle 20a des ersten optischen Systems auf die optische Faser 10a vom PANDA-Typ ausgerichtet sind. Das von der Lichtquelle 20a senkrecht zu der Symmetrieachse S2 der optischen Faser ausgestrahlte parallele Licht wird durch die Strukturen im Inneren der optischen Faser in verschiedene Richtungen gebeugt und gebrochen. Die Linse 30a bildet die Objektebene OE1 in die Bildebene BE1 ab. Erfindungsgemäß wird die Linse 30a dabei derart verschoben, dass die Objektebene OE1 zwischen der Lichtquelle 20a und dem Zentrum beziehungsweise der Symmetrieachse S2 der optischen Faser liegt.
6A zeigt eine Verteilung von Grauwerten 0 bis 255, die von den CCD-Elementen der Kamera 40a erfasst werden. Die Grauwertverteilung, die einer Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung entspricht, ist über Pixeln einer Kameraspalte entlang der Symmetrieachse S2 dargestellt. Zur besseren Verdeutlichung sind die Orte der Pixel 0 bis 200 entlang einer Kameraspalte der CCD-Kamera 40a in der 5 eingezeichnet. Am Ort des Pixels 0 und des Pixels 200 in der Kameraspalte treffen die Strahlen der Lichtquelle 20a ohne Durchgang durch die optische Faser auf die Bildebene. An der Pixelstelle 25 und 190 erzeugen die Faserränder R1 und R2 innerhalb der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung einen steilen fallenden Verlauf zu einem Minimum MIN2 und einem Minimum MIN3. Diese beiden absoluten Minima innerhalb der Intensitätsverteilung kennzeichnen die äußeren Bereiche der optischen Faser: Nach Durchgang durch die spannungserzeugenden Strukturen treten an den Pixelstellen 90 und 140 in der Bildebene Maxima MAX3 und MAX4 auf, die die Lage der spannungserzeugenden Strukturen 12a und 12b innerhalb der optischen Faser kennzeichnen. Der Faserkern 11 der optischen Faser erzeugt in einem Zentralbereich D11 der Grauwertverteilung zwischen den Pixelorten 100 und 130 das Minimum MIN1 und die beiden Maxima MAX1 und MAX2. Anhand der Grauwertverteilung beziehungsweise der Intensitätsverteilung der in der Bildebene BE1 auftreffenden Strahlung gemäß 6A lässt sich somit die Lage der optischen Faser und seiner inneren Strukturen entlang der Symmetrieachse S2 ermitteln.
6B zeigt die Intensitätsverteilung der in der Bildebene BE2 auftreffenden Strahlung. Auch hier treten zwei globale Minima MIN2' und MIN3' auf, die die äußeren Bereiche der Faser kennzeichnen. Die Lage der spannungserzeugenden Strukturen ist durch die Maxima MAX3' und MAX4' gekennzeichnet. Der Faserkern der optischen Faser erzeugt in dem Zentralbereich D11 der Grauwertverteilung zwischen einem Minimum MIN1' die Maxima MAX1' und MAX2'. Anhand der Grauwertverteilung beziehungsweise der Intensitätsverteilung der in der Bildebene BE2 auftreffenden Strahlung gemäß der 6B lässt sich Lage der optischen Faser und seiner Strukturelemente, insbesondere seines Faserkerns, entlang der Symmetrieachse S3 ermitteln.
Mit Hilfe der aufgezeichneten Grauwertverteilungen lässt sich somit eine optische Faser, insbesondere eine optische Faser vom PANDA- oder Bow Tie-Typ zwischen der Linse und der Lichtquelle eines optischen Systems derart justieren, dass die optische Faser beziehungsweise der Faserkern zwischen bestimmten Pixelbereichen der Kamerazeile/Kameraspalte der Kamera 40a/Kamera 40b liegt. Entsprechend lassen sich auch zwei optische Fasern zwischen der Linse und der Lichtquelle derart justieren, dass sich ihre Faserkerne zur Durchführung eines anschließenden Spleißvorganges ohne Versatz oder mit einem definierten Versatz gegenüber stehen.
Zur Durchführung eines Spleißvorganges müssen zwei optische Fasern in vertikaler Richtung, entlang der Symmetrieachse S2, und in horizontaler Richtung, entlang der Symmetrieachse S3, ausgerichtet werden. Dazu ist die Aufzeichnung zweier Grauwertverteilungen in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen notwendig. Eine Möglichkeit besteht darin zwei optische Systeme vorzusehen, die, wie in 4 dargestellt, senkrecht zueinander angeordnet sind. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein einziges optisches System vorzusehen, das um die Symmetrieachse S1 in Längsrichtung der optischen Faser drehbar gelagert ist. Des Weiteren besteht die Möglichkeit das optische System fest zu justieren und stattdessen die optische Faser um seine Längsachse, also die Symmetrieachse S1, zu drehen. Dazu ist die optische Faser beispielsweise in einer Halterung 50, wie in 2 gezeigt, angeordnet, die drehbar gelagert ist. Dadurch wird es ermöglicht die optische Faser um ihre Längsachse zu rotieren.
7A zeigt eine Verteilung von Grauwerten der in der Bildebene BE1 der 3 auftreffenden Strahlung, wenn die Objektebene zwischen dem Zentrum beziehungsweise der Symmetrieachse S2 der optischen Faser und der Linse des optischen Systems liegt. Die optische Faser wird dabei von Lichtstrahlen parallel zur Symmetrieachse S3 bestrahlt. 7B zeigt die Verteilung der Grauwerte in der Bildebenen BE1, wenn die Linse 30a derart justiert ist, dass die Objektebene OE1 erfindungsgemäß zwischen dem Zentrum beziehungsweise der Symmetrieachse S2 und der Lichtquelle 20a ausgerichtet ist. Die von der Lichtquelle 20a ausgehende Strahlung ist parallel zur Symmetrieachse S3 und senkrecht zur Symmetrieachse S2 angeordnet. Im Gegensatz zum Bereich des Faserkerns der 7A weist die Grauwertverteilung gemäß 7B innerhalb des Bereichs des Faserkerns zwei Maxima und ein Minimum auf. Der Faserkern der optischen Faser ist daher bei einer Grauwertverteilung gemäß 7B deutlich besser zu lokalisieren als bei einer Verteilung von Grauwerten gemäß 7A.
Der in den 7A und 7B strichliert/strichpunktiert dargestellte Verlauf zeigt die Verteilung von Grauwerten der in der Bildebene BE1 auftreffenden Strahlung, wenn die optische Faser um einen Neigungswinkel von +/–10 Grad zur Symmetrieachse S2 verdreht wird. Der strichlierte/strichpunktierte Kurvenlauf zeigt somit die Verteilung der Grauwerte der in der Bildebene BE1 auftreffenden Strahlung, wenn die spannungserzeugenden Strukturen nicht symmetrisch zur Symmetrieachse S2 angeordnet sind. Im Gegensatz zur 7A wird die Verteilung der Grauwerte in 7B nur geringfügig durch die Position der spannungserzeugenden Strukturen beeinflusst.
8A zeigt die Verteilung der Grauwerte der in der Bildebene BE2 der 3 auftreffenden Strahlung, wenn die Objektebene OE2 zwischen der Linse und dem Zentrum beziehungsweise der Symmetrieachse S3 der optischen Faser liegt und die Lichtstrahlen parallel zur Symmetrieachse S2 und senkrecht zur Symmetrieachse S3 ausgestrahlt werden. 8B zeigt die Verteilung der Grauwerte der in der Bildebene BE2 der 3 auftreffenden Strahlung, wenn die Objektebene OE2 erfindungsgemäß zwischen der Lichtquelle und dem Zentrum beziehungsweise der Symmetrieachse S3 der optischen Faser liegt und die Lichtstrahlen parallel zur Symmetrieachse S2 und senkrecht zur Symmetrieachse S3 ausgestrahlt werden. Auch hier wird deutlich, dass sich der Faserkern der optischen Faser anhand der Verteilung der Grauwerte der 8B besser bestimmen lässt als anhand der Grauwertverteilung in 8A. In 8A erzeugt der Faserkern 11 lediglich ein Maximum, wohingegen in 8B zwei Maxima erzeugt werden.
Der in den 8A und 8B strichliert/strichpunktiert dargestellte Verlauf zeigt die Verteilung von Grauwerten der in der Bildebene BE2 auftreffenden Strahlung, wenn die optische Faser um einen Neigungswinkel von +/–10 Grad zur Symmetrieachse S2 verdreht wird. Anhand des Verlaufs der strichlierten/strichpunktierten Linien wird deutlich, dass die spannungserzeugenden Strukturen den Verlauf der Grauwertverteilung im Bereich des Faserkerns der optischen Faser kaum beeinflussen.
9A bis 9E zeigt die Verteilung der Grauwerte der Strahlung innerhalb der Bildebene aufgrund von Berechnungen mit einem Ray-Tracing Programm, wenn die Linse derart justiert ist, dass die Objektebene an verschiedenen Orten zwischen der Linse und der Lichtquelle liegt und die Lichtstrahlen parallel zur Symmetrieachse S3 und senkrecht zur Symmetrieachse S2 ausgestrahlt werden. In 9A und 9B liegt die Objektebene zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Linse. 9C zeigt die Verteilung der Grauwerte der in der Bildebene auftreffenden Strahlung, wenn die Objektebene im Zentrum der optischen Faser liegt. 9D und 9E zeigt die Verteilung der in der Bildebene auftreffenden Strahlung, wenn die Objektebene zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Lichtquelle liegt. Bei einem Vergleich der Figuren wird deutlich, dass in den 9D und 9E die Maxima, die von den spannungserzeugenden Strukturen herrühren und die Maxima, die von dem Bereich des. Faserkerns herrühren deutlich besser zu trennen sind als in den 9A und 9B. Somit wirkt sich auch eine leichte Veränderung in der Position der spannungserzeugenden Strukturen bei der Lokalisierung des Faserkerns der optischen Faser weniger stark aus, wenn die Objektebene zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Lichtquelle angeordnet ist.
Die 10A bis 10C zeigen die Verteilung der in der Bildebene auftreffenden Strahlung aufgrund von Ray-Tracing Simulationen, wenn die Objektebene zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Linse angeordnet ist und die Lichtstrahlen parallel zur Symmetrieachse S3 und senkrecht zur Symmetrieachse S2 ausgestrahlt werden. 10A zeigt die Grauwertverteilung der Strahlung in der Bildebene bei einer Verdrehung der optischen Faser um zehn Grad zur Symmetrieachse S2 nach links. 10B zeigt die Grauwertverteilung in der Bildebene, wenn die Faser in Bezug auf die Symmetrieachsen S2 und S3 nicht verdreht ist beziehungsweise wenn die spannungserzeugenden Strukturen symmetrisch zu den Symmetrieachsen S2 und S3 angeordnet sind. 10C zeigt die Verteilung der Grauwerte der in der Bildebene auftreffenden Strahlung, wenn die Faser zur Symmetrieachse S2 um zehn Grad nach rechts verdreht ist. Die in den 10A und 10C gezeigten Fälle sind gleichbedeutend dafür, dass die spannungserzeugenden Strukturen nicht symmetrisch zur Symmetrieachse S2 angeordnet sind.
Die 11A bis 11C zeigen die Verteilung der Grauwerte in der Bildebene, die mit Hilfe von Ray-Tracing Berechnungen ermittelt wurde, wenn die Linse derart justiert ist, dass die Objektebene zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Lichtquelle liegt und die Lichtstrahlen parallel zur Symmetrieachse S3 und senkrecht zur Symmetrieachse S2 ausgestrahlt werden. 11A zeigt die Grauwertverteilung in der Bildebene bei einer Verdrehung der optischen Faser um zehn Grad zur Symmetrieachse S2 nach links. 11B zeigt die Grauwertverteilung in der Bildebene, wenn die Faser in Bezug auf die Symmetrieachsen S2 und S3 nicht verdreht ist beziehungsweise wenn die spannungserzeugenden Strukturen symmetrisch zu den Symmetrieachsen S2 und S3 angeordnet sind. 11C zeigt die Verteilung der Grauwerte der in der Bildebene auftreffenden Strahlung, wenn die Faser zur Symmetrieachse S2 um zehn Grad nach rechts verdreht ist. Die in den 11A und 11C gezeigten Fälle sind gleichbedeutend dafür, dass die spannungserzeugenden Strukturen nicht symmetrisch zur Symmetrieachse S2 angeordnet sind.
Im Gegensatz zu den 10A bis 10C zeigen die 11A bis 11C keine Veränderung der Grauwertverteilung im Bereich des Faserkerns der optischen Faser bei einer Verdrehung der Faser um +/– 10 Grad in Bezug auf die Symmetrieachse S2. Auch hier wird deutlich, dass sich eine geringfügig unsymmetrische Anordnung der spannungserzeugenden Strukturen weniger stark auf die Grauwertverteilung der in der Bildebene auftreffenden Strahlung auswirkt, wenn die Objektebene zwischen dem Zentrum der optischen Faser und der Lichtquelle angeordnet ist.
12 zeigt eine Vorrichtung 100 zur Verbindung einer optischen Faser 10 und einer optischen Faser 10'. Die beiden optischen Fasern sind in einer Halterung 50 und einer Halterung 50' fixiert. Zur Ausrichtung des Faserkerns 11 ist gemäß der Erfindung ein erstes optisches System, das die Lichtquelle 20, die Linse 30 und die CCD-Kamera 40 umfasst, vorgesehen. Zur Ausrichtung des Faserkerns 11' ist gemäß der Erfindung ein zweites optisches System vorgesehen, das eine Lichtquelle 20', eine Linse 30' und eine CCD-Kamera 40' umfasst. Die Linsen 30 und 30' lassen sich dabei derart justieren, dass die Objektebene in einem Bereich zwischen dem jeweiligen Zentrum der optischen Faser und der jeweiligen Lichtquelle des optischen Systems liegt. Nach Bestimmung der Lage der jeweiligen Faserkerne anhand der von den CCD-Kameras 40 und 40' aufgezeichneten Grauwertverteilungen lassen sich die beiden optischen Fasern für einen anschließenden Verbindungsvorgang entsprechend ausrichten.
Die 13A und 13B zeigen zwei Querschnitte einer optischen Faser. In 13A ist der Faserkern 11 in Bezug auf das Zentrum Z der optischen Faser um einen Versatz O1 verschoben. In 13B hingegen liegt der Faserkern 11' genau im Zentrum Z' der optischen Faser 10'. Somit ist der Versatz O2 zwischen dem Zentrum Z' und der Lage des Faserkerns 11' ungefähr null. Gemäß der Verteilung der Grauwerte der in der Bildebene auftreffenden Strahlung lässt sich der Versatz O1 zwischen dem Zentrum Z und dem Faserkern 11 anhand der in den 6A und 6B gezeigten Maxima MAX1, MAX1' und MAX2, MAX2' und dem Minimum MIN1, MIN1' bestimmen. Die Lage des Zentrums Z lässt sich aus den Faserrändern R1 und R2, die in der Verteilung der Grauwerte in der Bildebene die Minima MIN2, MIN2' und MIN3, MIN3' erzeugen, bestimmen. Aus der Lage des Faserkerns 11 und des Zentrums Z lässt sich auch der Versatz O1 ermitteln.
Ebenso lässt sich aus der bekannten Lage der Faserrändern R1' und R2' die Lage des Zentrums Z' ermitteln. Die Lage des Faserkerns 11' lässt sich aus den beiden Maxima MAX1, MAX1' und MAX2, MAX2' und dem Minimum MIN1, MIN1' aus der Verteilung der Grauwerte in der Bildebene ermitteln. Dadurch wird es ermöglicht, die beiden optischen Fasern anhand der jeweils ermittelten Lage der Faserränder und der Abweichungen O1 und O2 für einen anschließenden Verbindungsvorgang zu justieren.
14 zeigt eine weitere Verwendungsmöglichkeit der vorliegenden Erfindung. Anhand der hochgenau bestimmbaren Lage des Faserkerns 11 der optischen Faser 10 lässt sich die optische Faser durch Verschieben einer Halterung 50 derart ausrichten, dass ein Laser L Laserstrahlung direkt in den Faserkern 11 einkoppeln kann. Ebenso lässt sich die optische Faser 10 beziehungsweise der Faserkern 11 auch auf weitere Lichtquellen oder andere optische Elemente, beispielsweise optische Modulatoren, ausrichten.

10a: polarisationserhaltende optische Faser (PANDA-Typ)
10b: polarisationserhaltende optische Faser (Bow Tie-
: Typ)
11: Faserkern
12a, 12b: spannungserzeugende Strukturen der optischen Faser
: (PANDA-Typ)
13a, 13b: spannungserzeugende Strukturen der optischen Faser
: (Bow Tie-Typ)
14: Fasermantel
20: Lichtquelle
30: Linsensystem
40: Kamera
41: CCD-Kameraspalte
42: CCD-Zellenfeld
50: Halterung
60: Spleißvorrichtung
100: Vorrichtung zur Verbindung zweier optischer Fasern

BE: Bildebene
C: CCD-Zelle
D11: Bereich des Faserkerns
L: Laser
MAX: Maximum
MIN: Minimum
OE: Objektebene
S: Symmetrieachse
Z: Zentrum der optischen Faser

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser, umfassend die folgenden Schritte: – Vorsehen mindestens einer optischen Faser (10a) mit einem Faserkern (11) zur Führung mindestens eines Lichtmodes mit einer ersten Symmetrieachse (S1), die in Längsrichtung der Faser durch das Zentrum (Z) der optischen Faser verläuft, und mit einer zweiten und dritten Symmetrieachse (S2, S3), die jeweils in Querrichtung der Faser durch das Zentrum (Z) der optischen Faser verlaufen, wobei die erste, zweite und dritte Symmetrieachse zueinander orthogonal verlaufen, – Vorsehen mindestens eines optischen Systems, das eine Lichtquelle (20a, 20b), mindestens eine Linse (30a, 30b), die eine Objektebene (OE1, OE2) in eine Bildebene (BE1, BE2) abbildet, wobei die Objektebene (OE1, OE2) annähernd parallel zur zweiten oder dritten Symmetrieachse (S2, S3) verläuft, und eine Vorrichtung (40a, 40b) zur Erfassung einer Intensitätsverteilung einer in der Bildebene (BE1, BE2) empfangenen Strahlung aufweist, wobei die Linse (30a, 30b) zwischen der Lichtquelle (20a, 20b), und der Vorrichtung (40a, 40b) zur Erfassung der Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE1, BE2) empfangenen Strahlung angeordnet ist, – Anordnen der optische Faser (10a) zwischen der Lichtquelle (20a) und der Linse (30a), – Aktivieren der Lichtquelle (20a, 20b) zur Aussendung von Lichtstrahlen in Richtung der optischen Faser (10a), – Anordnen der Linse (30a, 30b) derart, dass die Objektebene (OE1, OE2) der Linse zwischen der Lichtquelle (20a, 20b) und der zweiten und/oder dritten Symmetrieachse (S2, S3) der optischen Faser liegt, – Erfassen der Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE1, BE2) empfangenen Strahlung, wobei durch die optische Faser im Strahlengang der Lichtquelle (20a, 20b) mehrere Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung erzeugt werden, – Ermitteln der Lage des Faserkerns (11) der optischen Faser in Richtung der zweiten und/oder dritten Symmetrieachse (S2, S3) anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte: – Erfassen der Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE1, BE2) empfangenen Strahlung, wobei durch den Faserkern (11) in der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung ein erstes Minimum (MIN1) erzeugt wird, das zwischen einem ersten und zweiten Maximum (MAX1, MAX2) liegt, – Ermitteln der Lage des Faserkerns (11) der optischen Faser in Richtung der zweiten und/oder dritten Symmetrieachse (S2, S3) anhand der Lage des ersten Minimums (MIN1) und des ersten und zweiten Maximums (MAX1, MAX2) in der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung.
Verfahren nach Anspruch 2, umfassend die folgenden Schritte: – Vorsehen einer optischen Faser (10a), die mindestens eine erste und zweite spannungserzeugende Struktur (12a, 12b) enthält, – Erfassen der Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE1, BE2) empfangenen Strahlung, wobei durch die erste spannungserzeugende Struktur (12a) in der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung neben dem ersten Maximum (MAX1) in Richtung auf einen ersten Faserrand (R1) der optischen Faser ein drittes Maximum (MAX3) erzeugt wird und neben dem zweiten Maximum (MAX2) in Richtung auf einen zweiten Faserrand (R2) der optischen Faser ein viertes Maximum (MAX4) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, umfassend den folgenden Schritt: Vorsehen einer optischen Faser (10a), wobei die erste und zweite spannungserzeugende Struktur (12a, 12b) jeweils einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 3, umfassend den folgenden Schritt: Vorsehen einer optischen Faser (10b), wobei die erste und zweite spannungserzeugende Struktur (13a, 13b) jeweils einen Querschnitt in Form eines Kreissegmentes aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die folgenden Schritte: – Vorsehen des optischen Systems als ein um die erste Symmetrieachse (S1) der optischen Faser (10a) drehbar gelagertes System, – Drehen des optischen Systems in eine erste Richtung (RS2), sodass die von der Lichtquelle (20a) ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und zweiten Symmetrieachse (S1, S2) der optischen Faser ausgerichtet sind, – Anordnen der Linse (30a) derart, dass die Objektebene (OE1) der Linse zwischen der Lichtquelle (20a) und der zweiten Symmetrieachse (S2) liegt, – Ermitteln der Lage des Faserkerns (11) der optischen Faser in Richtung der zweiten Symmetrieachse (S2) anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE1) empfangenen Strahlung, – Drehen des optischen Systems in eine zweite Richtung (RS3), sodass die von der Lichtquelle (20a) ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und dritten Symmetrieachse (S1, S3) der optischen Faser ausgerichtet sind, – Anordnen der Linse (30a) derart, dass die Objektebene (OE2) der Linse zwischen der Lichtquelle (20a) und der dritten Symmetrieachse (S3) liegt, – Ermitteln der Lage des Faserkerns (11) der optischen Faser in Richtung der dritten Symmetrieachse (S3) anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE2) empfangenen Strahlung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die folgenden Schritte: – Drehen der optischen Faser (10a) zwischen der Lichtquelle (20a) und der Linse (30a) in eine erste Richtung, sodass die von der Lichtquelle (20a) ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und zweiten Symmetrieachse (S1, S2) der optischen Faser ausgerichtet sind, – Anordnen der Linse (30a) derart, dass die Objektebene (OE1) der Linse zwischen der Lichtquelle (20a) und der zweiten Symmetrieachse (S2) liegt, – Ermitteln der Lage des Faserkerns (11) der optischen Faser in Richtung der zweiten Symmetrieachse (S2) anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE1) empfangenen Strahlung, – Drehen der optischen Faser (10a) zwischen der Lichtquelle (20a) und der Linse (30a) in eine zweite Richtung, sodass die von der Lichtquelle (20a) ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und dritten Symmetrieachse (S1, S3) der optischen Faser ausgerichtet sind, – Anordnen der Linse (30a) derart, dass die Objektebene (OE2) der Linse zwischen der Lichtquelle (20a) und der dritten Symmetrieachse (S3) liegt, – Ermitteln der Lage des Faserkerns (11) der optischen Faser in Richtung der dritten Symmetrieachse (S3) anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE2) empfangenen Strahlung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die folgenden Schritte: – Vorsehen eines ersten und zweiten optischen Systems, das jeweils eine Lichtquelle (20a, 20b), mindestens eine Linse (30a, 30b), die eine Objektebene (OE1, OE2) in eine Bildebene (BE1, BE2) abbildet, wobei die Objektebene (OE1, OE2) annähernd parallel zur zweiten oder dritten Symmetrieachse (S2, S3) verläuft, und eine Vorrichtung (40a, 40b) zur Erfassung einer Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE1, BE2) empfangenen Strahlung aufweist, wobei die Linse (30a, 30b) zwischen der Lichtquelle (20a, 20b) und der Vorrichtung (40a, 40b) zur Erfassung der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung angeordnet ist, wobei das erste optische System derart ausgerichtet ist, dass die von der Lichtquelle (20a) des ersten optischen Systems ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und zweiten Symmetrieachse (S1, S2) der optischen Faser ausgerichtet sind, und wobei das zweite optische System derart ausgerichtet ist, dass die von der Lichtquelle (20b) des zweiten optischen Systems ausgehenden Lichtstrahlen annähernd senkrecht zur ersten und dritten Symmetrieachse (S1, S3) der optischen Faser ausgerichtet sind, – Anordnen der Linse (30a) des ersten optischen Systems derart, dass die Objektebene (OE1) der Linse (30a) zwischen der Lichtquelle (20a) und der zweiten Symmetrieachse (S2) der optischen Faser liegt, – Ermitteln der Lage des Faserkerns der optischen Faser in Richtung der zweiten Symmetrieachse (S2) anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE1) empfangenen Strahlung, – Anordnen der Linse (30b) des zweiten optischen Systems derart, dass die Objektebene (OE2) der Linse (30b) zwischen der Lichtquelle (20b) des zweiten optischen Systems und der dritten Symmetrieachse (S3) der optischen. Faser liegt, – Ermitteln der Lage des Faserkerns (11) der optischen Faser in Richtung der dritten Symmetrieachse (S3) anhand der Lage der Minima und Maxima in der Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE2) empfangenen Strahlung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend den folgenden Schritt: Ausrichten des Faserkerns (11) der optischen Faser (10a) auf einen Laser (L) derart, dass die Strahlung des Lasers in den Faserkern (11) der optischen Faser einkoppelbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die folgenden Schritte: – Vorsehen einer ersten Halterung (50) zur Fixierung einer ersten optischen Faser (10) und einer zweiten Halterung (50') zur Fixierung einer zweiten optischen Faser (10'), – Ausrichten der ersten optischen Faser (10) in der ersten Halterung (50) und Ausrichten der zweiten optischen Faser (10') in der zweiten Halterung (50') anhand der jeweils ermittelten Lage des jeweiligen Faserkerns (11, 11') der ersten und zweiten optischen Faser, sodass sich die jeweiligen Faserkerne der ersten und zweiten optischen Faser ohne einen Versatz oder mit einem bestimmten Versatz gegenüber stehen.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend die folgenden Schritte: – Ermitteln einer jeweiligen Lage von Faserrändern (R1, R2, R1', R2') der ersten und zweiten optischen Faser (10, 10') anhand der Lage von äußersten der Minima (MIN2, MIN2', MIN3, MIN3'), die in einem Randbereich der von den optischen Fasern in der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung erzeugten Minima und Maxima liegen, – Ermitteln eines jeweiligen Zentrums (Z, Z') der ersten und zweiten optischen Faser (10, 10') in Bezug auf die jeweiligen Faserränder der ersten und zweiten optischen Faser, – Ermitteln einer ersten Abweichung (O1) zwischen dem anhand der Faserränder (R1, R2) ermittelten Zentrum (Z) der ersten optischen Faser und der ermittelten Lage des Faserkerns (11) der ersten optischen Faser, – Ermitteln einer zweiten Abweichung (O2) zwischen dem anhand der Faserränder (R1', R2') ermittelten Zentrum (Z') der zweiten optischen Faser und der ermittelten Lage des Faserkerns (11') der zweiten optischen Faser, – Ausrichten der ersten optischen Faser (10) in der ersten Halterung (50) und Ausrichten der zweiten optischen Faser (10') in der zweiten Halterung (50') anhand der jeweils ermittelten Lage der Faserränder und der ermittelten ersten und zweiten Abweichungen (O1, O2) zwischen den jeweiligen Zentren (Z, Z') und den jeweiligen Faserkernen (11, 11') der beiden optischen Fasern, sodass sich die jeweiligen Faserkerne genau oder mit einem definierten Versatz gegenüberstehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, umfassend den folgenden Schritt: Durchführen eines Spleißvorganges zur Verbindung der ersten und zweiten optischen Faser (10, 10') nach der Ausrichtung der ersten und zweiten optischen Faser.
Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Faserkerns in einer optischen Faser – mit einer Halterung (50) zur Fixierung eines optischen Kabels (10) mit einem Faserkern (11) zur Führung eines Lichtmodes, wobei die optische Faser eine erste Symmetrieachse (S1), die in Längsrichtung der Faser durch das Zentrum (Z) der optischen Faser verläuft, und eine zweite und dritte Symmetrieachse (S2, S3) umfasst, die jeweils in Querrichtung der optischen Faser durch das Zentrum (Z) der optischen Faser verlaufen, wobei die erste, zweite und dritte Symmetrieachse zueinander orthogonal verlaufen, – mit mindestens einem optischen System, das mindestens eine Linse (30a, 30b), die eine Objektebene (OE1, OE2) in eine Bildebene (BE1, BE2) abbildet, wobei die Objektebene annähernd parallel zu der zweiten oder dritten Symmetrieachse verläuft, eine Lichtquelle (20a, 20b) zur Erzeugung eines Strahlengangs in Richtung auf die Linse (30a, 30b) und eine Vorrichtung (40a, 40b) zur Erfassung einer Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE1, BE2) empfangenen Strahlung aufweist, – wobei die Linse (30a, 30b) zwischen der Lichtquelle (20a, 20b) und der Vorrichtung (40a, 40b) zur Erfassung der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung verschiebbar angeordnet ist, – wobei sich die Halterung (50) zur Fixierung der optischen Faser derart verschieben lässt, dass die in der Halterung fixierte optische Faser in den Strahlengang der Lichtquelle gelangt, – bei der sich die Linse (30a, 30b) derart verschieben lässt, dass die Objektebene (OE1, OE2) zwischen der zweiten und/oder dritten Symmetrieachse (S2, S3) der optischen Faser und der Lichtquelle (20a, 20b) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, – bei der das optische System um die erste Symmetrieachse (S1) der optischen Faser (10a) drehbar gelagert ist, sodass das optische System in Bezug auf die optische Faser derart ausrichtbar ist, dass die von der Lichtquelle (20) ausgehenden Lichtstrahlen wahlweise senkrecht zur zweiten Symmetrieachse (S2) oder zur dritten Symmetrieachse (S3) der optischen Faser ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, – bei der die Halterung (50) zur Fixierung der optischen Faser um die erste Symmetrieachse (S1) der optischen Faser drehbar gelagert ist, sodass die optische Faser in Bezug auf das optische System derart ausrichtbar ist, dass die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen wahlweise senkrecht zur zweiten Symmetrieachse (S2) oder zur dritten Symmetrieachse (S3) der optischen Faser ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, – mit einem ersten optischen System umfassend mindestens eine Linse (30a), die eine Objektebene (OE1) in eine Bildebene (BE1) abbildet, wobei die Objektebene annähernd parallel zur zweiten Symmetrieachse (S2) der optischen Faser verläuft, eine Lichtquelle (20a) zur Erzeugung eines Strahlengangs in Richtung auf die Linse (30a) des ersten optischen Systems und eine Vorrichtung (40a) zur Erfassung einer Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE1) empfangenen Strahlung, – wobei die Linse (30a) des ersten optischen Systems zwischen der Lichtquelle (20a) des ersten optischen Systems und der Vorrichtung (40a) des erstem optischen Systems zur Erfassung der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung angeordnet ist, – mit einem zweiten optischen System umfassend mindestens eine Linse (30b), die eine Objektebene (OE2) in eine Bildebene (BE2) abbildet, wobei die Objektebene annähernd parallel zur dritten Symmetrieachse (S3) der optischen Faser verläuft, eine Lichtquelle (20b) zur Erzeugung eines Strahlengangs in Richtung auf die Linse (30b) des zweiten optischen Systems und eine Vorrichtung (40b) zur Erfassung einer Intensitätsverteilung der in der Bildebene (BE2) empfangenen Strahlung, – wobei die Linse (30b) des zweiten optischen Systems zwischen der Lichtquelle (20b) des zweiten optischen Systems und der Vorrichtung (40b) des zweiten optischen Systems zur Erfassung der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung angeordnet ist, – bei der sich die in der Halterung (50) fixierte optische Faser (10a) in den Strahlengang zwischen die jeweilige Lichtquelle des ersten und zweiten optischen Systems und die jeweilige Linse (30a, 30b) des ersten und zweiten optischen Systems verschieben lässt, – bei der das erste optische System in Bezug auf die optische Faser (10a) derart ausgerichtet ist, dass die von der Lichtquelle (20a) des ersten optischen Systems ausgehenden Strahlen annähernd senkrecht zur zweiten Symmetrieachse (S2) auf die optische Faser (10a) auftreffen, – bei der das zweite optische System in Bezug auf die optische Faser (10a) derart ausgerichtet ist, dass die von der Lichtquelle (20b) des zweiten optischen Systems ausgehenden Strahlen annähernd senkrecht zur dritten Symmetrieachse (S3) auf die optische Faser (10a) auftreffen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei der die Vorrichtung zur Erfassung der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung als eine CCD-Kamera (40a, 40b) mit einer einzelnen Spalte (41) aus CCD-Zellen (C) oder als eine CCD-Kamera mit einem CCD-Zellenfeld (42) in dem die CCD-Zellen in Zeilen und Spalten angeordnet sind, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei der die Vorrichtung (40a, 40b) zur Erfassung der Intensitätsverteilung der empfangenen Strahlung als ein analoges Kamerasystem ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei der der die von der Lichtquelle (20a, 20b) ausgehenden Lichtstrahlen mit einer Wellenlänge erzeugt werden, für die die optische Faser (10a, 10b) transparent ist.