DE2656520A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung eines parameters einer ummantelten optischen faser - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur bestimmung eines parameters einer ummantelten optischen faserInfo
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Description
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Western Electric Company* incorporated Frazee 1-9
New York. IMT* -, USA
zur Bestimmung eines
optischen Faser
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Bestimmung eines Parameters einer ummantelten optischen
Faser gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw, des Anspruchs 4.
Es wurde vorgeschlagen* verschiedene Parameter einer optischen
Faser dadurch zu messen, daß man ein kohärentes Lichtstrahlenbündel,
wie ein Laserstrahlenbündel, auf die Faser richtet und das dabei erzeugte Fernfeld-VorwärtsStreuungsmuster analysiert.
Der Aüßenradius einer solchen Faser kann dadurch bestimmt werden, daß die Anzahl der Streifen in einer speziellen Zone
des Streuungsmusters gezählt Wird. Bei einer ummantelten Faser kann das Verhältnis von "Kemradius zu Ummantelungsradius
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München: Kramer -Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach -Pr. Bergen . Zwirner
dadurch bestimmt werden, daß die Position eines Winkels" im Streuungsmuster gemessen wird, bei dem eine Modulation der
Streifen beginnt, womit man in die Lage versetzt wird, den Kernradius vom äußeren Ummantelungsradius zu bestimmen. Diese
Verfahren hängen davon ab, daß man den Brechungsindex einer nichtummantelten Faser oder der Ummantelung einer ummantelten
Faser kennt. Solche Meßverfahren sind in der DT-OS 25 27 beschrieben»
In Anbetracht dessen, daß das Verhältnis von Kernradius zu Ümmantelungsradius von demjenigen Winkel im Vorwärtsstreuungsmuster
bestimmt werden kann, bei welchem die Streifenmodulation beginnt, ist es erwünscht, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur automatischen Bestimmung dieses Winkels verfügbar zu machen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Parametern einer ummantelten
optischen Faser zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Anspruch 4.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens geben die Ansprüche' 2 und 3 und Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung geben die Ansprüche 5 und 6 an.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm einer ummantelten optischen Faser, das
die Wirkung der Faser auf die Strahlen eines auftreffenden
Lichtstrahlenbündels zeigt;
Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Fernfeld-Streuungsmusters
für eine ummantelte optische Faser;
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung des Verhältnisses von Kernradius zu Ummantelungsradius;
Fig. 4 eine mehr ins Einzelne gehende schematische Darstellung
einer Ausführungsform eines Spitzenwertdetektors für die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung; und
Fig. 5 eine Reihe von graphischen Darstellungen, welche elektrische
Signale im Spitzenwertdetektor der Fig. 4 darstellen.
Fig. 1 ist eine Strahl engangdar stellung, die eine Draufsicht auf ein Ende einer ummantelten optischen Faser zeigt sowie
Strahlen von einem monochromatischen, kohärenten Lichtstrahlenbündel,
das durch die Faser gestreut wird. Diese Darstellung dient zur Erläuterung, wie ein Streuungswinkel θ_, bei dem in
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einem Vorwärtsfernfeld-Streuungsmuster eine Modulation beginnt,
mit dem Verhältnis von Kernradius zu Ummantelungsradius verknüpft ist.
Gemäß Fig. 1 umfaßt die Faser 10 einen Kern 11 mit einem Radius
A und einem Brechungsindex m2 und eine Ummantelung 12 mit
einem Außenradius B und einem Brechungsindex m^. Ein auftreffendes
Lichtstrahlenbündel 13 aus monochromatischem kohärenten Licht, wie ein Laserstrahlenbündel, ist auf die Faser 10 gerichtet.
In Fig. 1 sind verschiedene Lichtstrahlen des Strahlenbündels 13 gezeigt, soweit sie durch die Faser 10 beeinflußt
werden.
Strahlen vom Strahlenbündel 13 werden von der Faser 10 gebeugt, reflektiert oder gebrochen und sie divergieren von der Mittellinie
des Strahlenbündels 13 unter verschiedenen Streuungswinkeln. Gebeugte Strahlen sind nicht von Interesse. Strahlen,
die von der Faser 10 reflektiert werden, treten unter einem ersten Streuungswinkelbereich auf. Strahlen, die nur von der
Ummantelung 12 gebrochen werden, treten in einem zweiten Streuungswinkelbereich auf. Und Strahlen, die sowohl von der
Ummantelung 12 als auch dem Kern 11 gebrochen werden, treten in einem dritten Streuungswinkelbereich auf. Diese Bereiche
überlappen sich, so daß Strahlen jedes Typs unter demselben Winkel gestreut werden können. Dieses Prinzip ist anhand der
Strahlen 14, 15 und 16 gezeigt.
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Strahl 14 wird von der Außenoberfläche der Faser 10 reflektiert und setzt sich unter einem Streuungswinkel θ gegenüber dem
einfallenden Strahlenbündel fort. Strahl 15 wird von der Ummantelung 12 gebrochen, also ebenfalls unter dem Streuungswinkel θ . Strahl 16 wird von der Ummantelung 12, dem Kern 11
und dann wieder von der Ummantelung 12 gebrochen und ebenfalls unter dem Winkel θ gestreut. Man sieht also, daß die Strahlen
14, 15 und 16, die von der Faser 10 je auf unterschiedliche Weise beeinflußt werden, je unter demselben Winkel θ gestreut
werden.
Strahlen 17, 18 und 19 sind gewählt worden, um die Grenzen des zweiten und des dritten Bereichs zu zeigen. Strahl 17
streift den Rand des Kerns 11. Wenn der Strahl 17 so verschoben wird, daß er den Kern 11 knapp verfehlt, wird er unter
einem Winkel θ_ gestreut. Wenn der Strahl 17 jedoch so
verschoben wird, daß er gerade eben durch einen Teil des Kerns'11 hindurchgeht, wird er unter einem Winkel θ gestreut.
Man kann sehen, daß der Strahl 18, der die Ummantelung 12 gerade streift, gebrochen wird, um unter dem maximalen Streuungswinkel
θ weiterzulaufen, und daß der Strahl 19, der die Faserachse passiert, unter einem Winkel von 0° weiterläuft.
Der zweite Bereich von Streuungswinkeln, den nur von der Ummantelung
12 gebrochene Strahlen passieren, reicht von θ bis θ , und der dritte Bereich von Streuungswinkeln, den Strahlen
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durchlaufen, die sowohl vom Kern 11 als auch der Ummantelung
12 gebrochen worden sind, reicht von O bis θ . Diese Bereiche
überlappen sich somit zwischen θ_ und G11 und es existieren
beide Arten gebrochener Strahlen: die nur von Ummantelung 12 gebrochenen und die sowohl vom Kern 11 als auch von
der Ummantelung 12 gebrochenen. Der erste Bereich von Streuungswinkeln reflektierter Strahlen erstreckt sich von 0° bis
oberhalb 9m.
Strahlen, welche die Faser 10 unter demselben Streuungswinkel
verlassen, treten im Fernfeld bei einem Abstand, der groß gegenüber dem Durchmesser der Faser ist, in Interferenz. Eine
Interferenz im Fernfeld zwischen Strahlen mit dem selben Streuungswinkel, wie zwischen dem reflektierten Strahl 14 und
den gebrochenen Strahlen 16 und 17, verursachen Streifen im Streuungsmuster. Diese Streifen können gezählt werden, um den
Außendurchmesser der Faser zu bestimmen, wie zuvor erwähnt worden ist. Eine Interferenz zwischen den beiden Arten der gebrochenen
Strahlen bewirkt eine Modulation der Streifen in dem Teil des Streuungsnusters zwischen θ_ und Θ. Es existieren
auch Streifen unterhalb θ . und zwar aufgrund einer Interferenz zwischen reflektierten Strahlen und Strahlen, wie
Strahl 19, die sowohl von der Ummantelung als auch vom Kern gebrochen worden sind, und oberhalb θ , und zwar aufgrund
einer Interferenz zwischen reflektierten Strahlen und Strahlen, wie Strahl 18, die nur von der Ummantelung gebrochen worden
sind.
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Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Lichtintensität
im Fernfeld-Streuungsmuster von einer ummantelten optischen Faser, wie Faser 10. In Fig. 2 stellt die horizontale Achse
den Streuungswinkel in Graden und die vertikale Achse die Lichtintensität in beliebigen Einheiten dar. Zwischen den
Streuungswinkeln von 0° und etwa 7° ist von der Faser 10 gebeugtes
Licht vorherrschend. Wie zuvor erwähnt worden ist, wird gebeugtes Licht bei den betraditeten Meßmethoden nicht
verwendet. Oberhalb 7° ist reflektiertes und gebrochenes Licht dominant. In Fig. 2 sind die Winkel θ_ und Θ,, markiert, und
C VL
man kann sehen, daß die Streifen im Streuungsmuster zwischen diesen Winkeln moduliert sind, wobei die Größe der Modulationskomponente
in der Nähe von θ auf ein Maximum ansteigt.
Es wird nun eine Beziehung zwischen dem Streuungswinkel Q^
und dem Verhältnis A/B zwischen Kerndurchmesser und Ummantelungsdurchmesser
entwickelt. Es wird wieder Fig. 1 betrachtet. Der Einfallswinkel «c ist der Einfallswinkel des Strahls 17,
und ß_ ist der Winkel zwischen dem Strahl 17 und der Normalen
zur Oberfläche der Ummantelung 12. Da der Strahl 17 tangential auf den Kern 11 trifft, gilt
A/B = sin ßc (1)
Aus dem Snellschen Gesetz ergibt sich
sin ßc = sin o^/n^ (2)
70 9 826/0 2 93.
ist, kann man aus den Gleichungen (2) und (3) ableiten
tan rtc = miSin (9c/2)/ fm^osCe^) - ij (4)
sinotc =
+ 1 - 2miCos(9c/2) (5)
Somit erhält man aus den Gleichungen (1),(2) und (5)
Α/Β = sin (ec/2)/Jn^ + 1 - a^cosCG^) (6).
Gleichung (6) kann mit einem gemessenen Wert von θ und einem
bekannten Wert des Brechungsindexes m^ verwendet werden, um
das Verhältnis A/B zu bestimmen. Wenn der Ummantelungsradius B bekannt ist, kann man den Kernradius A bestimmen.
Es erweist sich nicht als praktisch, 9„ direkt zu messen. Man
fand Jedoch, daß eine Messung mit ausreichender Genauigkeit von einem Streuungsmuster, wie dem in Fig. 2 gezeigten, dadurch
erhalten werden kann, daß man die Winkelposition des Maximums der Streifenmodulationskomponente mißt, einen Winkel,
709826/0293
der in Fig. 2 mit ö "bezeichnet worden ist. Der ¥inkel Q^ ist
P P
etwas gegenüber Q? verschoben. Diese Verschiebung neigt jedoch
dazu, über einen recht weiten Bereich im wesentlichen konstant zu sein, und es wird nur ein kleiner Fehler verursacht
durch Einführen einer Konstanten ΔΘ, die zusammen mit
den gemessenen Vierten von θ_ verwendet werden kann, um das Verhältnis A/B zu bestimmen. Unter Verwendung von θ und Δ.Θ
wird Gleichung (6) zu
A/B = sin CC-θρ - Ae)ZaJ[ZiZm1 2 + L- 2miCos[(0 - AQ)Z^J (7)
Es ist somit erforderlich, eine Vorrichtung zur Bestimmung
des ersten Modulationsmaximums im Streuungsmuster von der gemessenen Faser vorzusehen. Dies kann beispielsweise durch
die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung verwirklicht werden.
In Fig. 3 ist ein Laserstrahlenbündel 13 gezeigt, das auf
die ummantelte Faser 10 gerichtet ist. Das dabei erzeugte
Fernfeld-Streuungsmuster fällt auf eine lineare Diodenanordnung 30* die eine Anzahl von Dioden, beispielsweise 512, umfaßt.
Eine solche Diodenanordnung kann selbstabtastend sein, d. Iu, die Anordnung kann eine Schaltungsanordnung umfassen,
die in Abhängigkeit von einer Eingangsleitung 29 zugeführten
Taktimpulsen der Reihe nach jede Diode mit einer Ausgangs- .
leitung 31 verbindet. Auf diese Weise kann auf Leitung 31 ein
zeitlich veränderliches Signal erzeugt werden, das das Streu-
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ungsmus"ter darstellt. Solche selbstabtastenden Diodenanordnungen
sind bekannt, beispielsweise die selbstabtastenden Photodiodenanördhungen
der Serie 7000, die von der Integrated
Photmation Ltd., Dorchester, England, vertrieben werden. Die Diodenanordnung 30 kann im Fernfeld-Streuungsmuster so positioniert werden,' daß sie gerade denjenigen Bereich abtastet,
von dem" angenommen wird, daß in ihm der Modulations spitzenwert auftritt, oder daß sie einen größeren Bereich abtastet,
wie vom Winkel Q^ bis zum Winkel θρ>
der genügend Streifen des Streuungsmusters für eine Bestimmung des Außendurchmessers
der Faser umfaßt, wie es in der genannten DT-OS beschrieben
ist.
Das zeitlich variierende Analogsignal auf Leitung 31 wird durch ein Tiefpaßfilter (LPF) 32 gefiltert, um die Streifeninformation
abzuscheiden und die Modulationskomponente im wesentlichen zu belassen. Das Ausgangs signal des LPF 32 ist graphisch
in Fig. 5 dargestellt. Das gefilterte Signal vom LPF
gelangt dann durch einen Spitzenwertaetektor 33, der einen
Ausgangsimpuls an den Eingabe-Eingang eines Registers 34 liefert,
wenn das Modul at ions signal vom LPF 32 einen Spitzenwert
erreicht. Eine beispielsweise Ausführungsform eines für diesen Zweck geeigneten Spitzenwertdetektors ist nachstehend beschrieben.
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Ein Taktgeber 35 erzeugt eine Impulsfolge, um über Leitung 29 die Diodenanordnung 30 und über eine Leitung 37 einen
Zähler 36 zu treiben. Die Impulsfolgefrequenz kann beispielsweise
1 Megahertz betragen. Als Zähler 36 kann ein solcher gewählt werden, dessen Anzahl der Zählwerte gleich der Diodenzahl
der Diodenanordnung 30 ist, so daß der Zählwert im Zähler 36 immer der Nummer der abgetasteten Diode entspricht-.
Eine alternative Anordnung wäre die, den Zähler 36 mit Impulsen zu versorgen, deren Folgefrequenz anders ist als die der
der Diodenanordnung 30 zugeführten Impulse, und den Zähler beim Beginn einer jeden Abtastung der Dxodenanordnung 30 zurückzustellen.
Eine Schaltung für eine solche Anordnung zu erstellen, bedeutet für den Fachmann keine Schwierigkeit.
Zähler 36 ist mit dem Register 34 verbunden, so daß der Zählstand
des Zählers 36 in das Register 34 eingegeben wird, wenn
am Eingabe-Eingang des Registers 34 ein Impuls vom Spitzenwertdetektor
33 erscheint. Da der Zähler 36 periodische Impulse zählt, ist die Größe des im Register 34 gespeicherten
Zählstandes proportional der Zeitdauer seit dem Beginn der Abtastung der Diodenanordnung 30 und auch zur Größe von θ .
Die Größe von θ kann man dadurch berechnen, daß man den Zählwert
im Register 34 mit einer geeigneten Proportionalitätskon-, stanten multipliziert.
Ein mit dem Ausgang des Zählers 36 verbundener Zuordner 40 er-
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ν»
zeugt Zeitsteuerungsimpulse an geeigneten Punkten im Abtastzyklus,
um den Spitzenwertdetektor 33 zu treiben, wie nachstehend bei der Beschreibung der beispielsweisen Ausführungsforin
des Spitzenwertdetektors 33 deutlich wird.
Die Zählstände des Registers 34 repräsentierende Signale werden auf einen Prozessor 42 gegeben, der die Größe des im Register
34 gespeicherten θ entsprechend einer mathematischen Beziehung, wie Gleichung (7), in das Verhältnis A/B umwandelt.
Der Prozessor 42 kann je nach Belieben eine analoge oder eine digitale Vorrichtung sein, und dem Prozessor 42 zugeführte
oder von diesem abgegebene Signale können je nach Wunsch in Analog- oder Digitalform vorliegen. Der Prozessor
42 kann ein Digitalrechner sein, der zur Berechnung sowohl des Verhältnisses A/B aus θ als auch anderer Größen programmiert
ist. Beispielsweise könnte der Prozessor 42 auch den Kernradius aus einem bekannten oder berechneten Wert des
Ummantelungsradius berechnen. Eine geeignete Einrichtung als Prozessor 42 vorzusehen, liegt innerhalb der Möglichkeiten
des Fachmanns auf diesem Gebiet.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Spitzenwertdetektors 33.
In Fig. 4 wird das gefiltere Modulationssignal vom LPF 32 einer Mittlungsschaltung zugeführt, die Widerstände 50 und
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und 51 und Kondensatoren 52 und 53 auf v/eist. Die Spannung an
einem Verbindungspunkt 54, die .dem mittleren Wert des gefilterten
Modulationssignals entspricht, spannt über Widerstände 57 und 58 Dioden 55 bzw. 56 auf diesen mittleren Wert vor.
Das gefilterte Modulationssignal wird über einen Widerstand 60 auf die Anode der Diode 55 und die Kathode der Diode 56
geführt. Wenn das gefilterte Modulationssignal größer als die Spannung am Verbindungspunkt 54 ist, leitet die Diode 55
und die Diode 56 sperrt. Wenn dagegen das gefilterte Modulationssignal
kleiner als die Spannung am Verbindungspunkt 54 ist, leitet Diode 56 und Diode 55 sperrt. Somit wirken die
Dioden 55 und 56 als Schalter.
Der Ausgang der Diode 56 ist mit einem Inverter verbunden, der einen Operationsverstärker 61 und Widerstände 62 und 63
aufweist und die Polarität von Ausschlägen des gefilterten Modulationssignals unter den Wert der Spannung am Verbindungspunkt 54 ändert. Widerstände 64 und 65 kombinieren Signale
von der Diode 55 und vom Verstärker 61, um ein Signal an
einem Verbindungspunkt 66 zu erzeugen, das im wesentlichen eine gleichgerichtete Version des gefilterten Modulationssignals ist.
Ein Operationsverstärker 67 und ein Kondensator 70 bilden einen Integrator, der das Signal am Verbindungspunkt 66 über
die Zeitdauer für eine Abtastung des Streuungsmusters inte-
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griert. Ein Feldeffekttransistor 71 entlädt den Kondensator 70 am Ende einer jeden Abtastung, um den Integrator zurückzustellen.
Ein Inverter mit einem Operationsverstärker 72 und Widerständen 73 und 74 invertiert das Ausgangssignal des
Integrators. Das kombinierte Signal am Verbindungspunkt 66 und das integrierte Signal an einem Verbindungspunkt 75 sind
in Fig. 5 dargestellt.
Ein Komparator 76 vergleicht das Signal am Verbindungspunkt
75 mit einem Bezugssignal auf einer Leitung 77, das durch die Kombination von Abtast- und -speicherschaltungen 80 und
81 und eines Potentiometers 82 erzeugt worden ist. \Ί&όχι das
Signal am Verbindungspunkt 75 größer als das auf Leitung 77 ist, ist das Ausgangssignal des Komparators 76 eine logische
1. Wenn das Signal am Verbindungspunkt 75 kleiner als das auf Leitung 77 ist, ist das Ausgangssignal des Komparators
76 eine logische 0.
Ein UND-Gatter 83 empfängt das logiksignal vom Komparator 76
und über Leitung 84 ein Freigabesignal vom Zuordner (sequencer) 40. Wenn diese beiden Signale 1 sind, erscheint am
Ausgang des Gatters 83 eine 1. Ein 0/1-Übergang im Ausgangssignal des Gatters 83 bewirkt, daß eine monostabile Kippschaltung
85 einen einzelnen Impuls erzeugt, um das Register 34 (Fig. 3) zu laden. Der O/l-Übergang im Ausgangssignal des
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Komparators 76, der die monostabile Kippschaltung 85 zündet,
tritt auf, wenn das Signal am Verbindungspunkt 75 größer als der Schwellenwert auf Leitung 77 wird. Eine Darstellung des
Ausgangssignals der monostabilen Kippschaltung 85 ist in Fig. 5 gezeigt.
Die Abtast- und Speicherschaltungen 80 und 81 sind mit dem Verbindungspunkt 75 und mit Freigabeleitungen 90 bzw. 92 vom
Zuordner 40 verbunden. Beim Beginn eines jeden Abtastzyklus erzeugt der Zuordner 40 einen Impuls auf Leitung 92, um den
Kondensator 70 zu entladen, und dann einen Impuls auf Leitung 90, um die Schaltung 80 dazu zu bringen, das Signal am Verbindungspunkt
75 abzutasten und zu speichern. Am Ende eines jeden Abtastzyklus erzeugt der Zuordner einen Impuls auf Leitung
91> um die Schaltung 81 dazu zu bringen, das Signal am
Verbindungspunkt 75 abzutasten und zu speichern. Somit werden die Signalwerte beim Beginn und beim Ende eines Abtastzyklus
für den nächsten Zyklus festgehalten. Ein Schwellenwert zwischen dem Anfangs- und dem Endwert wird auf Leitung 77 mit Hilfe des
Potentiometers 77 erhalten. Dieser Schwellenwert wird auf etwa den Wert des Punktes der maximalen Steigung des Signals am
Verbindungspunkt 75 eingestellt. In Fig. 5 sind die Ausgangswerte der Schaltungen 80 und 81 und der Schwellenwert auf
Leitung 77 durch gestrichelte Linien dargestellt. Wie man Fig. 5 entnehmen kann, entspricht der Punkt maximaler Steigung
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dem Modulationsspitzenwert beim Winkel θ . Amplitudenänderangen
des Modulationssignals, die von Änderungen entweder der Übertragungseigenschaften oder der Position der optischen
Faser 10 herrühren, bringen die Schaltungen 80 und 81 folglich dazu, entsprechend den Schwellenwert auf Leitung 77
zu ändern, so daß der Zeitpunkt, zu dem das integrierte Signal den Schwellenwert erreicht, im wesentlichen dem Zeitpunkt
des Spitzenwertes des Modulationssignals folgt.
Der Zuordner 40 gibt eine logische 1 auf Ader 84, um das Gatter 83 während des Zeitintervalls freizugeben, in welchem
der Auftritt des Spitzenwertes des Modulationssignals erwartet wird, und eine logische 0, um das Gatter 83 zu sperren
und Störsignale vom Gatter 83 zu blockieren, die das Register 36 während derjenigen Intervalle beeinflussen könnten, während
welcher der Kondensator 71 entladen wird oder während welcher die Schaltungen 80 und 81 betrieben werden.
Der Zuordner 40 kann eine Reihe von Dekodierern aufweisen, die auf verschiedene Zustände des Zählers 36 reagieren, um
Signale auf den Leitungen 84, 90, 91 und 92 zu erzeugen. Wenn die Diodenanordnung 30 beispielsweise 512 Dioden aufweist und
der Zähler 36 von 0 bis 511 zählt, kann der Zuordner 40 so ausgelegt werden, daß er einen Impuls auf Leitung 92 beim Zählstand
0, einen Impuls auf Leitung 90 beim Zählerstand 1, einen
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Freigabepegel auf Leitung 84 von den Zählständen 2 bis 510 und einen Impuls auf Leitung 91 beim Zählstand 511 erzeugt.
Eine andere Zuordnerausführungsform umfaßt eine Reihe von Verzögerungs- und Impulsschaltungen, die so angeordnet sind,
daß sie Impulse zu geeigneten Zeiten erzeugen. Eine solche Schaltungsanordnung zu entwerfen, liegt im Bereich der Möglichkeiten
eines Fachmanns auf diesem Gebiet.
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Claims (5)
1. Verfahren zur Bestimmung eines Parameters einer ummantelten
optischen Faser, bei dem ein monochromatisches kohärentes Lichtstrahlenbündel auf die Faser gerichtet wird, um ein
F^rnfeld-Streuungsmuster mit Anteilen von der von der Faser verursachten Reflexion und Brechung des Strahlenbündels
zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet , daß der Streuungswinkel (Θ , Fig. 2), bei dem ein Maximum der
Streifenmodulationskomponente im Streuungsmuster auftritt, festgestellt, und der Parameter (A/B) vom festgestellten
Streuungswinkel (θ_) abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Parameter um das Verhältnis A/B von Kernradius zu Ummantelungsradius handelt und dieses
abgeleitet wird von der Beziehung
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München: Kramer · Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner
ORIGINAL INSFlCTEO
Α/Β = sin [(Qp-Ao)^Vm1 2 + 1 -
wobei θ der Streuungswinkel "beim Maximuni der Streifenmodulationskoinponente
ist, eine Konstante, die im wesentlichen die Differenz
zwischen 0„ und dem Winkel θ_ ist, bei dem die
P c
Modulation beginnt, und
der Brechungsindex der Ummantelung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Streuungswinkel (θ ) festgestellt
wird durch Umwandeln des Streuungsmusters in ein zeitlich veränderliches elektrisches Signal (durch 30),
durch Filtern (durch 32) des zeitlich veränderlichen Signals, um die Modulationskomponente zu isolieren, und durch Bestimmen
(durch 33, 34) des Intervalls vom Beginn des zeitlich veränderlichen Signals bis zum Maximum der Modulationskomponente,
wobei das Intervall eine Funktion des Streuungswinkels ist.
4. Vorrichtung zur Bestimmung eines Parameters einer ummantelten optischen Faser, mit einer Quelle eines monochromatischen
kohärenten Lichtstrahlenbündels, das auf die Faser gerichtet ist zur Erzeugung eines Fernfeld-Streuungsmusters
mit Anteilen von der von der Faser verursachten Reflexion und Brechung des Strahlenbündels, ge k e η η -
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zeichnet durch eine Detektoreinrichtung (30, 33,
34) zur Feststellung desjenigen Streuungswinkels, bei welchem das Maximum der Streifenmodulationskomponente im
Streuungsmuster auftritt, und eine Einrichtung (42) zur Ableitung des Parameters vom festgestellten Streuungswinkel.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Parameter um das
Verhältnis A/B von Kernradius zu Urnmantelungsradius handelt und die Ableiteinrichtung (42) eine Vorrichtung umfaßt
zur Berechnung des Verhältnisses A/B aus der Beziehung
A/B = sin
wobei θ_ der Streuungswinkel beim Maximum der Modulationskomponente ist,
Δθ eine Konstante, die im wesentlichen die Differenz
Δθ eine Konstante, die im wesentlichen die Differenz
zwischen θ_ und dem ¥inkel θ^ ist, bei dem die
P c
Modulation beginnt, und
m.. der Brechungsindex der Ummantelung.
m.. der Brechungsindex der Ummantelung.
6, Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung
eine Konvertervorrichtung (30) umfaßt zum Umwandeln des Streuungsmusters in ein zeitlich veränderliches elektrisches
Signal, ein Filter (32), das aus dem Ausgangssignal der Kon-
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verteilvorrichtung die Modulationskomponente des zeitlich
veränderlichen Signals isoliert, und eine Vorrichtung (33, 34) zur Bestimmung des Intervalls vom Beginn des zeitlich
veränderlichen Signals bis zum Spitzenwert des Modulationskomponente, wobei dieses Intervall eine Funktion des
Streuungswinkels ist.
• 709826/0293
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/641,697 US4027977A (en) | 1975-12-17 | 1975-12-17 | Method and apparatus for determining ratio of core radius to cladding radius in clad optical fibers |
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ID=24573490
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2656520A Expired DE2656520C3 (de) | 1975-12-17 | 1976-12-14 | Verfahren zur Ermittlung des Verhältnisses von Kernradius zu Mantelradius einer ummantelten optischen Faser |
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
| In Betracht gezogene ältere Anmeldungen: DE-OS 25 27 637 * |
| Journal of the Optical Society of America, Vol. 64, Nr. 6, Juni 1974, S. 767-772 * |
Also Published As
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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