DE3335136A1

DE3335136A1 - Mikroskop zur untersuchung eines objekts unter einer brechenden flaeche

Info

Publication number: DE3335136A1
Application number: DE19833335136
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.phil. 8000 München Deserno; Günther 8050 Freising Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-09-28
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1985-04-11

Description

Mikroskop zur Untersuchung eines Objekts unter einer
brechenden Fläche Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß dem Oberbeqriff des Patentanspruchs 1 ein Mikroskop zur Untersuchung eines Objekts unter einer insbesondere gewölbten brechenden Fläche.
Bei der Mikroskopie an Objekten im Inneren von Lichtleitfasern, beispielsweise bei der Untersuchung von Kernen von Monomode-Lichtleitfasern stört die starke brechende Wirkung des zylindrischen Fasermantels, wenn die Objekte quer zur Achse der Faser beobachtet werden müssen. Der Einfluß des brechenden Fasermantels auf den Strahlengang des Mikroskops führt zu einer Schärfe- und Kontrastminderung des Bildes.
Bei der Herstellung von Spleißverbindungen an Monomode-Lichtleitfasern müssen die Kerne quer zur Achse der Fasern beobachtet werden, wobei die Kerne vor und während des Spleißens mit Genauigkeiten von 1 m und darunter ausgerichtet werden müssen.
In der Mikroskopie ist es bekannt, den ungünstigen Einfluß einer brechenden Fläche auf den Strahlengang des Mikroskops mittels Immersionsverfahren auszuschalten. Bei der Herstellung von Spleißverbindungen an Monomodefasern und anderen Anwendungen, bei denen eine Faser quer zur Faserachse beobachtet werden muß, ist der Einsatz von Immersionsverfahrens zur Ausschaltung des Einflusses der zylindrischen Mantelfläche der Faser auf den Strahlengang des Mikroskops schlecht oder nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, aufzuzeigen, wie der Einfluß einer insbesondere gewölbten brechenden Fläche auf den Strahlengang des Mikroskops dort beseitigt werden kann, wo der Einsatz von Immersionsverfahren schlecht oder nicht möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein obengenanntes Mikroskop gelöst, welches die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, die Kompensationslinse gemäß Anspruch 2 anzuordnen, wobei insbesondere eine Anordnung gemäß Anspruch 3 zweckmäßig ist.
Bei einer derartigen Anordnung der Kompensationslinse kann eine Linse mit niedriger Brechkraft verwendet werden und eine Korrektur von Farbfehlern ist in der Regel nicht nötig.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Anordnungen der Kompensationslinse gehen aus den Ansprüchen 4 bis 7 hervor, wobei für die Untersuchung von Glasfasern oder anderen zylindrischen Glaskörpern, wie beispielsweise Vorformen von Glasfasern, eine Kompensationslinse gemäß Anspruch 6, insbesondere in der Anordnung gemäß Anspruch 7 vorteilhaft ist.
Eine vorteilhafte, über die Anwendung zur Untersuchung und Kontrolle von Glasfasern hinausgehende Anwendung des erfindungsgemäßen Mikroskops ist im Anspruch 8 angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Von den Figuren zeigen: Figur 1 einen zentralen Längsschnitt durch ein Mikroskop mit Kompensationslinse, von dem nur das Objektiv und das Okular dargestellt sind, und Figur 2 einen zweiten zentralen Längsschnitt durch das Mikroskop nach Figur 1, wobei die Schnittebene des zweiten Schnittes senkrecht zur Schnittebene des ersten Schnittes ist und das Okular des Mikroskops fortgelassen ist.
In den Figuren sind die Kompensationslinse und das zu untersuchende Objekt ansichtsmäßig, d.h. ungeschnitten, dargestellt. Die Figuren sind auch nicht maßstabsgetreu.
Bei den Figuren ist angenommen, daß die Schnittebene der Figur 1 in einer y-z-Ebene und die Schnittebene der Figur 2 in einer x-z-Ebene eines rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystems liegt.
Als zu untersuchendes Objekt ist eine Kern-Mantel-Glasfaser, beispielsweise eine Monomode-Faser, angenommen, deren äußere Mantelfläche mit 1 und deren Kern mit 8 bezeichnet ist. Die Achse 11 dieser Faser verläuft parallel zur x-Achse des Koordinatensystems.
Gemäß Figur 1 wird ein Punkt 81 im Kern 8 der zu untersuchenden Faser durch das Objektiv 5 des Mikroskops 3 von den im Strahlengang 2 enthaltenen Lichtstrahlen, die von dem Punkt 81 in einer von der Achse 11 der Faser senkrecht durchstoßenen Ebene ausgestrahlt werden, zumindest annähernd auf die Zwischenbildebene 6 des Mikroskops 3 abgebildet, auf die das Okular 7 einzustellen ist. Der Grund liegt darin, daß diese sagittalen Lichtstrahlen die äußere brechende Mantelfläche 1 der Faser zumindest annähernd senkrecht durchstrahlen und daher dort keine nennenswerte Brechung auftritt.
Gemäß Figur 2 wird der Punkt 81 durch das Objektiv 5 von den im Strahlengang 2 des Mikroskops 3 enthaltenen Lichtstrahlen, die vom Punkt 81 in einer relativ zur Achse der Faser 11 axialen oder achsparallelen Ebene ausgestrahlt werden, auf eine andere Zwischenbildebene 60 abgebildet (Astigmatismus). Der Grund liegt darin, daß für diese meridionalen Lichtstrahlen die brechende Mantelfläche 1 eine relativ stark brechende Fläche darstellt. Die gestrichelten Linien zwischen der Linse 4 und der anderen Zwischenbildebene 60 deuten den Verlauf des Strahlenganges 2 bei Abwesenheit der Linse 4 an.
Die im Strahlengang 2 des Mikroskops angeordnete Linse 4 ist als Kompensationslinse so zu gestalten, daß die beiden im Abstand voneinander angeordneten Zwischenbildebenen 6 und 60 möglichst in einer Ebene zusammenfallen.
In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kompensationslinse 4 als plankonvexe Zylinderlinse ausgebildet, deren zylindrisch gewölbte Fläche 41 der Mantelfläche 1 der zu untersuchenden Faser zugekehrt ist und deren Achse 42 senkrecht zur Achse 11 der Faser verläuft.
Die Zylinderlinse 4 ist zwischen dem Objektiv 5 und der Zwischenbildebene 6 des Mikroskops 3 angeordnet und ihre Brechkraft ist so gewählt, daß der Punkt 81 von den Lichtstrahlen gemäß Figur 2 etwa auf die Zwischenbildebene 6 abgebildet wird, d.h. daß die andere Zwischenbildebene 60 etwa mit der Zwischenbildebene 6 zusammenfällt, die am selben Ort bleibt, weil die Zylinderlinse 4 die Strahlen gemäß Figur 1 nicht wesentlich beeinflußt.
Die zu untersuchende Glasfaser kann ohne weiteres relativ zum Mikroskop verschoben werden, wodurch sich das Mikroskop vorteilhaft zur Überwachung von Faserziehprozessen eignet. Aber auch Vorformen für solche Fasern können leicht kontrolliert werden.
Vorteilhaft ist es, die Zylinderlinse 4 als unsymmetrische Bikonvex- oder Bikonkavlinse auszubilden, bei der die beiden brechenden Linsenflächen etwa oder genau die gleiche Brechkraft haben. Den günstigen Eigenschaften einer solchen Linse kommt eine Plankonvex- oder Plankonkavlinse sehr nahe, die aber vergleichsweise erheblich billiger herstellbar ist. Daher sind solche Plankonvex oder Plankonkavlinsen besonders vorteilhaft als Kompensationslinse geeignet.
2 Figuren - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Mikroskop zur Untersuchung eines Objekts unter einer insbesondere gewölbten brechenden Fläche, dadurch g ek e n n z e i c h-n e t , daß zur Kompensation des Einflusses der brechenden Fläche (1) auf den Strahlengang (2) des Mikroskops (3) in dem Strahlengang (2) des Mikroskops eine Kompensationslinse (4) angeordnet ist.
2. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß die Kompensationslinse (4) in einem Tubus des Mikroskops (3) angeordnet ist.
3. Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ek e n n z e i c h n e t , daß die Kompensationslinse (4) zwischen dem Objektiv (5) und einer Zwischenbildebene (6) des Mikroskops (3) angeordnet ist.
4. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kompensationslinse (4) eine die Kompensation des Einflusses der gewölbten brechenden Fläche (1) auf den Strahlengang (2) des Mikroskops (3) bewirkende gewölbte brechende Linsenfläche (41) aufweist.
5. Mikroskop nach Anspruch 4, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß die Kompensationslinse (4) eine Plankonvex- oder eine Plankonkav-Linse ist.
6. Mikroskop nach Anspruch 4 oder 5, zur Untersuchung eines Objekts unter einer zylindrisch gewölbten brechenden Fläche (1), dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die gewölbte brechende Linsenfläche (41) der Kompensationslinse (4) um eine Achse (42) zylindrisch gewölbt ist, die quer zur Achse (11) der zylindrisch gewölbten brechenden Fläche (1) verläuft.
7. Mikroskop nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die die Kompensation des Einflusses der gewölbten brechenden Fläche (1) auf den Strahlengang (2) des Mikroskops (3) bewirkende gewölbte brechende Linsenfläche (41) der Kompensationslinse (4) der gewölbten brechenden Fläche (1) zugekehrt ist.
8. Anwendung eines Mikroskops nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, zur Untersuchung und Kontrolle von Glasfasern und Vorformen solcher Glasfasern sowie zur Überwachung von Faserziehverfahren.