DE69008220T2 - Lichtleiter-Beschichtungssteuerung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung optischer Fasern und spezieller Verfahren zum Messen und Steuern dünner kohlenstoffhaltiger Beschichtungen während der optischen Faserherstellung.
• Hauptsächlich aufgrund ihrer Verwendung in optischen Kommunikationssystemen, war die Herstellung von optischen Fasern Gegenstand intensiver Untersuchung und Entwicklung. Optische Fasern werden typischerweise in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt, welches das Ziehen des dünnen Glasstrangs oder der Faser aus einer teilweise geschmolzenen Glasvorform und danach deren Beschichten mit einem Polymer umfaßt, um deren strukturelle Festigkeit zu erhöhen. Das US Patent von Andrejco et al., 4,450,333 beschreibt im Detail einen Ofen des Typs, der für das Erhitzen einer Glasvorform verwendet werden kann, der es gestattet, eine Faser zu ziehen.
• Optische Fasern sind, wie sie derzeit hergestellt werden, viel zerbrechlicher als metallische Leiter und sie unterliegen erhöhten Lichtübertragungsverlusten aufgrund von Wasserstoff-Kontamination. Die Kontamination ist besonders dann ein Problem, falls die optische Faser als Teil eines Unterwasserkabels verwendet wird, da das Eindringen von Wasser oder OH-Radikalen zu einer unerwünschten Reaktion mit der optischen Glasfaser (Siliciumdioxyd) führen kann und da in dieser Umgebung der Ersatz der Faser oder eine Reparatur vergleichbar unzweckmäßig und kostenintensiv ist. Eine parallel anhängige US-Anmeldung von DiMarcello et al., Seriennummer 098,253, angemeldet am 18. September 1987 und übertragen auf die Bell Telephone Laboratories, Inc. (die durch Zitierung hier mit einbezogen wird) beschreibt ein Verfahren für das hermetische Abdichten der optischen Faser durch deren Beschichten mit einem dünnen Kohlenstoffilm. Die Faser wird beschichtet durch Aussetzen der heißen Faser aus dem Ofen einer Atmosphäre mit, beispielsweise Acetylen und anderen Gasen, was zu einer kohlenstoffhaltigen Beschichtung mit einer Form führt, die besonders zuverlässig und wirkungsvoll beim Schutz der Glasfaser gegenüber Kontamination ist. Im Speziellen führt bei dem beschriebenen Verfahren die Beschichtung zu einem vernetzten Kohlenstoffnetzwerk, das die Festigkeit der Faser erhöht sowie Schutz bereitstellt.
• Ein Problem bei der Verwendung des Verfahrens von DiMarcello et al. besteht in der Schwierigkeit der Überwachung der Faser während der Herstellung, um sicherzustellen das eine Kohlenstoffbeschichtung der geeigneten Dicke aufgebracht wird. Da die Beschichtung lediglich 0,05 bis 0,1 Mikrometer (500- 1000 Angström) dick ist, können normale mechanische Verfahren der Überwachung der Beschichtungsdicke nicht verwendet werden. Die internationale Patentanmeldung mit der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 87/05831 zeigt die Verwendung eines Lasers zum Überwachen des Durchmessers einer optischen Faser. Die Veröffentlichung "Scattering from side-illuminated clad glass fibers for determination of fiber parameters", L.S. Watkins, Journal of the Optical Society of America, Band 64, Nummer 6, Juni 1974, Seiten 767-772, beschreibt im Detail, wie eine derartige Einrichtung verwendet werden kann. Während eine derartige Technik recht zuverlässig ist zum Anzeigen eines Glasfaserdurchmessers, der typischerweise 125 Mikrometer beträgt, ist diese nicht ausreichend genau, um brauchbare Meßwerte der Beschichtungsdicken von weniger als einem Mikrometer zu ergeben. Derzeit wird die Beschichtungsdicke durch Messen der elektrischen Leitfähigkeit entlang Proben der optischen Faser bestimmt. Da sowohl die Glasfaser als auch die Polymerbeschichtung nicht leitend sind, ist die elektrische Leitfähigkeit entlang der Probenlänge eine Funktion der Kohlenstoffdicke. Dies ist normalerweise ein destruktives Prüfverfahren, da es die Trennung der Faserprobe aus der Faser während der Herstellung erfordert. Es besteht somit ein Bedürfnis nach einem einfachen und genauen Verfahren zur Feststellung von Kohlenstoffbeschichtungsdicken auf optischen Fasern und vorzugsweise einem Verfahren, das für die optische Faser zerstörungsfrei ist. Ferner besteht ein Bedürfnis an Messungen auf eine Weise, welche die Rückkopplung während der Herstellung zum Einstellen von Beschichtungsdicken während einem kontinuierlichen Herstellungsablaufes gestattet, um sicherzustellen, das diese innerhalb vorgeschriebener Grenzen bleibt.
• Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Verfahren, wie in Anspruch 1 definiert, zur Verfügung gestellt.
• Wir haben herausgefunden, daß wenn ein geeigneter Laserstrahl auf eine eine Kohlenbeschichtung umfassende Faser gerichtet wird, die Energie des vorwärts gestreuten Laserlichtes monoton invers proportional zur Dicke der Kohlenstoffbeschichtung ist. Als Folge kann die Beschichtungsdicke während der Herstellung der Faser gemessen werden und diese Information verwendet werden, um beim Aufbringen der Beschichtung die Beschichtungsdicke zu ändern. Die Energie in den vorwärts gestreuten Moden kann zweckmäßigerweise durch Auffangen des Laserlichtes mit einem Schirm bzw. Schneiden des Laserlichtweges mit einem Schirm, Richten einer Fernsehkamera auf den Schirm und Überwachen der Intensität des empfangenen Lichtes nach dem Austasten des Lichtes des ungestreuten Laserlichtstrahls überwacht werden. Darüberhinaus kann diese Messung durch die Verwendung von bereits zum Zwecke der Überwachung der Konzentrizität der Polymerbeschichtung durchgeführt werden. Diese und andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile sind aus Betrachtung nachfolgender detaillierter Beschreibung in Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.
Figurenbeschreibung
• Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen einer optischen Faser gemäß einer Ausführungsform vorliegender Erfindung,
• Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines durch einen Abschnitt einer optischen Faser tretenden Laserstrahls, welches bestimmte erfindungsgemäße Aspekte erläutert,
• Fig. 3 zeigt eine Kurve des Streuwinkels θ aus Fig. 2 als Funktion des Abstands des Strahls aus Fig. 2 von einer Mittenlinie der Faser,
• Fig. 4 zeigt eine Kurve der Intensität des diagonal durch eine optische Faser tretenden Lichtintensität als Funktion des Winkels 8,
• Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erfassen vorwärts gestreuten Lichtes gemäß einer Ausführungsform vorliegender Erfindung,
• Fig. 6 zeigt eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zum Umwandeln von Videosignalen aus der Vorrichtung aus Fig. 5 in Signale zum Steuern des Gasstroms in die Vorrichtung aus Fig. 1.
• Nachstehend wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher als funktionale Blockdarstellung eine Vorrichtung zur Herstellung optischer Fasern gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Ein Ziehturm, in welchem die Vorrichtung typischerweise verwendet wird, umfaßt einen Ofen 11, welchem eine Glasvorform (nicht dargestellt) zugeführt wird und aus welchem eine optische Faser 12 gezogen wird. Der Ofen kann von dem allgemeinen, in vorstehend erwähntem Patent von Adrejco et al. sein und kann eine Temperatur in der Größenordnung von 2300ºC erzeugen, die teilweise die Vorform schmilzt und die es gestattet, eine Glasfaser 12, mit typischerweise 125 Mikrometern im Durchmesser, aus der geschmolzenen Vorform bei einer Rate typischerweise zwischen 2 und 10 Metern pro Sekunde zu ziehen.
• Wie in der vorstehend erwähnten Patentanmeldung von DiMarcello et al. beschrieben, wird dann die erhitzte Faser durch eine Kohlenstoffbeschichtungskammer 13 gerichtet bzw. geführt, in welcher diese einem kohlenstoffenthaltenden Gas ausgesetzt wird. Beispielsweise kann Acetylen (C&sub2;H&sub2;) aus einer Quelle 14 in die Beschichtungskammer 13 zusammen mit Stickstoff aus einer Quelle 15 geführt werden. Wie in der Anmeldung von DiMarcello et al. beschrieben, ist es das Ziel des Beschichtungsablaufes, Kohlenstoff, der chemisch mit Siliciumatomen der Glasfaser 12 gebunden ist und der ein vernetztes Kohlenstoffnetzwerk mit ungesättigten Bindungen erzeugt, auf der optischen Faser abzuscheiden. Der Strom des Acetylens in die Beschichtungskammer 13 wird vorzugsweise so eingestellt, das der Kohlenstoff die optische Faser zu einer Dicke von 500-1000 Angström (0,05-0,1 Mikrometern) beschichtet. Eine typische Acetylenströmungsrate beträgt 3,5 Liter pro Minute mit einer Stickstoffströmung von 2 Litern pro Minute.
• Nach der Kohlenstoffbeschichtung wird die Faser 2 in einen Polymerbeschichtungsapplikator 17 gerichtet bzw. durch diesen geführt, der diese in bekannter Weise mit einem Polymer, wie z.B. einer UV-härtbaren Acrylatbeschichtung beschichtet. Der Durchmesser der Faser mit der Polymerbeschichtung beträgt typischerweise 250 Mikrometer. Danach wird die Faser durch eine Polymerhärtungsstation 19 geführt, welche die Ausgangsleistung ultravioletter Lampen mit einer zum Härten, Abbinden bzw. Vernetzen des Beschichtungsmaterials auf der Faser 12 ausreichenden Leistung.
• Gemäß der Erfindung wird vor oder nach dem Härten der Polymerbeschichtung ein Strahl eines Lasers 20 diagonal bzw. quer zur optischen Faser 12 gerichtet und das vorwärts gestreute Laserlicht durch einen Lichtdetektor 21, der ein Array bzw. Feld aus Photodetektoren sein kann, erfaßt. Wie später weiter beschrieben wird, haben wir herausgefunden, daß die Energie des vorwärts gestreuten Laserlichtes monoton invers proportional zur Dicke der Kohlenstoffbeschichtung ist. Der Detektor kann ungestreutes Licht maskieren, um lediglich gestreutes Licht zu erfassen. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal des Detektors zu einem Computer 22 geführt, der ein geeignetes Signal zum Betätigen eines Ventils 24, das den Strom von Acetylen zur Beschichtungskammer 13 steuert, erzeugt. Der Computer ist so programmiert, daß die Strömung des Acetylens in Antwort auf eine vorwärts gestreute Lichtintensität, die anzeigt, daß die Beschichtung zu dünn ist, erhöht wird, in ähnlicher Weise steuert das Computersignal das Ventil, um die Acetylenströmung zu senken, falls die Lichtintensität anzeigt, daß die Beschichtung zu dick ist. Das monoton inverse Verhältnis der erfaßten Lichtintensität zur Beschichtungsdicke stellt selbstverständlich Teil des Computerprogrammes dar. Während das Diagramm das erzeugte elektrische Signal bei Verwendung zur Steuerung der Strömungsrate zeigt, ist festzuhalten, daß dieses als direktes Maß der Dicke verwendet werden könnte und daß ein Bediener diese Information zur Korrektur des Gasstroms verwenden könnte.
• Fig. 2 bis 4 sind dargestellt, um beim Verständnis der erfindungsgemäßen Prinzipien zu helfen. In Fig. 2 umfaßt eine optische Faser 12' (dargestellt als Querschnitt quer zur Mittenachse der Faser) einen inneren Quarzglas-(Silica-)Abschnitt 26 einen äußeren Polymerabschnitt 27 und eine Carbonbeschichtung 28 zwischen dem Quarzglas und den Polymeranteilen. Die Linie 29 ist eine die Achse der optischen Faser enthaltende Mittellinie. Betrachtet werden soll ein Lichtstrahlenbündel 30 parallel zur Mittenlinie 29 und um einen Abstand x von der Mittenlinie versetzt. Dieses wird aufgrund von Brechung durch Polymer-, Kohlenstoff- und Quarzglas-(Silica-)Bestandteile gestreut und wird die optische Faser unter einem Streuwinkel θ in Bezug auf die Mittenlinie 29 verlassen.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 3 kann gezeigt werden, daß für quer durch die Faser tretendes Licht der Streuwinkel θ mit dem Abstand x ansteigt, bis ein Maximumwinkel θn erreicht wird. Wenn x weiter ansteigt, fällt der Winkel θ wie in der Kurve dargestellt. Das gleiche gilt für negative Werte von x unterhalb der Mittenlinie, wobei negative Winkel θ erzeugt werden. Fig. 4 zeigt eine Kurve der vorwärts gestreuten Lichtintensität als Funktion des Winkels θ. Die Ordinate 32 stellt den Punkt dar, an welchem der Winkel θ dem Wert 0 gleicht, während die Ordinaten 33 und 34 θ-Werte von +θn und -θn jeweils darstellen.
• Die Kurve 36 beschreibt eine typische Verteilung der Lichtintensität als Funktion von θ für eine optische Faser, in welcher keine Kohlenstoffbeschichtung vorhanden ist, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Maximum-Lichtintensitäten sind symmetrisch um die Linie 32 bei +θn und -θn versetzt angeordnet und die Lichtintensität ist bei allen Winkeln vergleichbar hoch. Falls in Fig. 2 anstelle eines Laserstrahls 30 mit unendlich kleinem Durchmesser von uns ein kollimierter Lichtstrahl mit gleichförmiger Intensität über seine Breite und mit einer Breite, die ungefähr der beschichteten optischen Faser 12' gleicht, betrachtet würde, würde das gesamte verteilte vorwärts gestreute Licht der Kurve 36 entsprechen, falls keine Kohlenstoffbeschichtung vorhanden wäre und falls die Polymerbeschichtung 27 zum Quarzglasabschnitt 26 konzentrisch wäre. Die Linie 32 stellt selbstverständlich den Punkt dar, bei welchem der Streuwinkel 0 ist, welche der Mittenlinie 29 aus Fig. 2 entspricht. Es kann gezeigt werden, daß falls ein Fehlen an Konzentrizität der Polymerbeschichtung 27 in Bezug auf den Quarzglasabschnitt 26 besteht, die Bereiche mit Maximumintensität, dargestellt durch Linien 33 und 34, wie in Bezug auf die Mittenlinie 32 gezeigt, nicht symmetrisch wären. Wie in der Veröffentlichung "High Speed Measurement and Control of Fiber-Coating Concentricity", von D.H. Smithgall and R.E. Frazee, Bell System Technical Journal, Band 60, Nummer 9, November 1981, Seiten 2065-2080, kann dieses Phänomen vorteilhaft genutzt werden, um ein Fehlen an Konzentrizität der Polymerbeschichtung zu erfassen und automatisch zu korrigieren.
• Zum Zwecke vorliegender Erfindung wird jedoch stattdessen der gesamten Energie der vorwärts gestreuten Moden, die als proportional zur Fläche unter der Kurve 36 angesehen werden können, Aufmerksamkeit geschenkt. Wie vorstehend beschrieben, haben wir beobachtet, daß die Energie des vorwärts gestreuten Laserlichtes monoton umgekehrt proportional zur Dicke der Carbonbeschichtung 28 ist. Falls somit eine Carbonbeschichtung 28 einer vorgegebenen Dicke aufgebracht wird, wird die Kurve 36 zu der relativen Position, die beispielsweise durch Kurve 36a dargestellt ist, absinken. Falls die Kohlenstoffdicke weiter erhöht wird, wird die gesamte Intensität des vorwärts gestreuten Lichtes weiter absinken und die Kurve würde zu der z.B. durch Kurve 36b dargestellten Position absinken. In der Vorrichtung aus Fig. 1 wird dieses Phänomen vorteilhaft genutzt, um automatisch die Dicke der Carbonbeschichtung der optischen Faser 26 zu steuern. Es ist festzuhalten, daß Fig. 4 die Intensität des nicht gestreuten Laserlichtes nicht darstellt; falls dies in Fig. 4 mit einbezogen würde, würde es als um die Linie 32 zentrierte Spitze auftreten mit einer Breite, die von der Breite des Laserstrahls abhängt. Es sollte ebenfalls zur Kenntnis genommen werden, daß bei seiner Verwendung "vorwärts gestreutes Licht" das gesamte Licht aus einem kollimierten Strahl bezeichnet, das gebrochen oder in anderer Weise aus seiner Ausbreitungsrichtung durch die Faser abgelenkt wird und das auf einer Bezugsebene auf einer Seite der Faser, die der Lichtquelle gegenüberliegt, auftrifft.
• Ein weiterer Vorteil unserer Erfindung besteht darin, daß die Kohlenstoffbeschichtungsdicke durch die gleiche Ausstattung überwacht werden kann, die verwendet wird, um die Polymerbeschichtungskonzentrizität, wie in dem vorstehend erwähnten Artikel von Smithgall et al. beschrieben, zum Überwachen verwendet wird. Die optische Konstruktion einer derartigen Vorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt, in welcher das Ausgangssignal eines Lasers 37, typischerweise ein ein Milliwatt Helium Neonlaser in zwei Bestandteile 38 und 39 geteilt wird, die jeder reflektiert werden, um sich bei der Mittenachse der Faser 12 zu schneiden. Ungefähr 4 cm von der Faser entfernt sind Beobachtungsschirme 41 und 42 angeordnet. Die Schirme können aus weißem Papier bzw. weißem Briefpostpapier bestehen, welches einen Hintergrund mit hohem Kontrast zur Verfügung stellt und das Streumuster teilweise streut bzw. diffundieren läßt, was die der Interferenz aus gebrochenen und reflektierten Strahlen entsprechende Feinstruktur eliminiert. Der Glasfaserdurchmesser beträgt beispielsweise 125 Mikrometer, der beschichtete Durchmesser 250 Mikrometer und der Laserstrahldurchmesser 800 Mikrometer. Das Streumuster erscheint bei Beobachtung auf dem Schirm als heller Balken auf jeder Seite des sehr hellen Mittenpunktes, wobei der Mittenpunkt das ungestreute Licht darstellt und die zwei hellen Balken wie in Fig. 4 dargestellt, Intensitätsmaxima darstellen.
• Das Streumuster auf dem Schirm 42 wird durch eine interne Fersehkamera 43 beobachtet und das Muster auf dem Schirm 41 durch eine Fernsehkamera 44 beobachtet. Die Kamera betrachtet den Schirm ein 0,633-Mikrometer-Interferenzfilter, welches es der Einrichtung gestattet, unter normalen Raumlichtbedingungen zu arbeiten, während lediglich das Streumuster beobachtet wird. Die Kamera wird so befestigt, daß das Streumuster durch eine Vielzahl vertikaler Abtastlinien gekreuzt wird (die Symmetrie des Intensitätsmusters um die Mittenlinie ist, wie in Fig. 4 dargestellt, willkürlich als die horizontale Richtung definierend genommen). Somit wird entlang jeder Abtastzeile die Intensität des Musters einmal abgetastet. Bei Extraktion dieser Information aus dem Kameraausgangssignal kann das Streumuster rekonstruiert werden, um die in Fig. 4 dargestellte Intensitätsverteilung zu ergeben. Ferner kann die Anordnung wichtiger Strukturen innerhalb des Musters durch Zählen der Anzahl von Abtastungen oder Abtastzeilen, zwischen Strukturen festgestellt werden. Mit dem vollen Gesichtsfeld der Kamera ist der Detektor unempfindlich gegenüber Verkippung des Streumusters, die aus einer winkelmäßig fehlausgerichteten Kamera oder optischen Faser resultiert.
• Um die Laserstrahlen zur beschichteten Faser zu justieren, sind drehbare Kuben 45 und 46 jeder auf der Welle eines kleinen Servomotors befestigt, in jedem optischen Weg angeordnet. Eine Apertur bzw. Öffnung zwischen dem Kubus und dem Beobachtungsschirm vermeidet fehlerhafte Streuwirkungen von den Kanten der Kuben.
• Das Ausgangssignal jeder Kamera 43 und 44 wird identisch bearbeitet; Fig. 6 zeigt ein funktionales Blockdiagramm, das die Bearbeitung des Ausgangssignals einer der Kameras darstellt. Das zusammengesetzte Videosignal (Composite Videosignal) wird durch einen Videoseparator 49 und einen Synchronseparator 50 in Video- und Synchronisierungsbestandteile getrennt. Der Videoanteil des Signals wird zu zwei getrennten Integriererschaltungen 52 und 53 geleitet. Der Integrierer 53 summiert den gemeinsamen Wert aller Videopulse, die in einem vollständigen vertikalen Teilbild, bzw. Halbbild enthalten sind. Daher ist die Ausgangsspannung des Integrators 53 proportional zur gesamten Energie, die in dem vorwärts gestreuten Muster enthalten ist. Dieses Signal wird durch einen Analog-zu-Digital (A/D) Wandler dem Computer zugeführt. Der zweite Integrator 52 summiert die in jeder vertikalen Abtastzeile enthaltenen Signalpegel. Das Ausgangssignal, gesteuert durch Zeilensynchronisierungspulse zum Bilden einer (Bit-)seriellen Boxcar-Darstellung der einhüllenden, wird zu einem Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler 55 geführt, der jeden Abtastzeilenpegel zu acht Bit Binärdaten wandelt, die zum Computer geführt werden. Die Videoabtastzeile wird bei der Abtastrate von ungefähr 63 Mikrosekunde aufbereitet.
• Wie in dem vorstehend erwähnten Artikel von Smithgall et al., kann der Computer aus diesen Daten ein Signal für das Ändern der Exzentrizität der Faser in Bezug auf die Polymerbeschichtung entwickeln. In ähnlicher Weise wird der Computer verwendet, um das Ventil 24 aus Fig. 1 zu steuern. Dies wird normalerweise die Wandlung des Computerausgangssignals aus einem digitalen in ein analoges Signal erfordern, um so beispielsweise eine Spule anzutreiben, die das Ventil 24 in einem monoton inversen Verhältnis zur erfaßten Lichtintensität, wie vorstehend beschrieben, steuert. Es ist festzuhalten, daß die Verwendung von zwei Laserstrahlen unter rechten Winkeln zum Erfassen der Beschichtungsdicke dem einfachen Verwenden eines Strahls vorzuziehen ist, da dies besser verwendet werden kann, um nicht gleichförmige Beschichtungen zu erfassen. Der Computer wird ein Signal basierend auf einer Summe beider Videoausgangssignale entwickeln, das normalerweise für die Beschichtungsdicke um den gesamten Umfang einer vorgegebenen Probe repräsentativer ist als es nur ein Videoausgangssignal wäre.
• Obwohl die Verwendung von Fernsehkameras zum Erfassen der Lichtintensität im Detail beschrieben wurde, ist es festzuhalten, daß eine einfache Verwendung von Photodetektoren als vorteilhaft angesehen werden könnte. Photodetektoren erzeugen selbstverständlich auf ihnen innewohnende Weise ein elektrisches Signal, das zur Lichtintensität proportional ist und ein elektrischer Invertierer würde ein solches Signal so wandeln, daß es invers bzw. umgekehrt proportional zur Lichtintensität ware. Es ist festzuhalten, daß die monoton inverse Proportionalität, die wir entdeckt haben, nicht notwendigerweise eine lineare Proportionalität ist. Ebenfalls muß die Strömungsrate des Acetylens in Fig. 1 nicht notwendigerweise linear proportional zur Beschichtungsrate sein. Da andere wichtige Parameter, wie z.B. Fasertemperatur, Beschichtungskammeranordnung, Zugraten etc. die Beschichtungsdicke beeinflussen können, wird es bevorzugt, daß das funktionale Verhältnis zwischen dem erzeugten elektrischen Signal und der Beschichtungsdicke jedes erwogene Verfahren empirisch abgeleitet wird. Dies kann durch Vergleichen verschiedener Beschichtungsdicken, die elektrisch mit den erzeugten elektrischen Signalen gemessen wurden, durchgeführt werden. Alternativ können die wichtigen Verhältnisse mathematisch abgeleitet werden.
• Obwohl der Laser die praktischste Einrichtung zum Bilden eines kollimierten Lichtstrahls ist, können prinzipiell andere Einrichtungen verwendet werden. Es kann erwünscht sein, den nicht gestreuten Laserstrahl herauszufiltern, um so eine gesamte integrierte Intensität zu erhalten, die sensibler gegenüber Änderungen der Kohlenstoffbeschichtungsdicke ist. Andererseits wird aufgrund der Gauß'chen Verteilung der Lichtintensität bei den meisten Laserstrahlen, falls der Strahl um die Faser zentriert wird, ein großer Anteil der Lichtintensität durch die Kohlenstoffbeschichtung transmittiert, selbst wenn die Breite des Strahls deutlich größer als der Kohlenstoffbeschichtungsdurchmesser ist; dies bedeutet, daß ein großer Anteil des erfaßten Lichtes vorwärts gestreutes Licht sein wird, selbst falls der nicht gestreute Anteil nicht herausgefiltert wird. Andere Abwandlungen und Ausführungsformen können durch Fachleute auf dem Gebiet ohne Abweichen von Geist und Umfang der Erfindung durchgeführt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung optischer Fasern mit den Schritten des Ziehens einer Glasfaser aus einem erhitzten Glaskörper, Führen der Faser durch eine Beschichtungskammer, Aussetzen der Faser einer kohlenstoffenthaltenden Gaszusammensetzung in der Beschichtungskammer, um dabei die Glasfaser mit einer kohlenstoffhaltigen Beschichtung bis zu einer Dicke von 0,1 Mikrometern oder weniger zu beschichten und danach Beschichten der Glasfaser mit einer Polymerbeschichtung, gekennzeichnet durch:

Richten eines Laserstrahls auf die Faser nachdem diese mit Polymer beschichtet wurde, wobei das Auftreffen des Strahls auf der optischen Faser zu einem vorwärts-gestreuten Lichtmuster führt,

Verwenden der Intensität des vorwärts-gestreuten Lichtes, welches das Muster ausbildet, zum Erzeugen eines Signals, das eine Funktion der Dicke der kohlenstoffhaltigen Beschichtung ist, und

Verwenden des Signals zum Steuern der Dicke der kohlenstoffhaltigen Beschichtung in der Beschichtungskammer.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß wenn die Faser durch die Beschichtungskammer geführt wird, die Beschichtung durch in Kontakt treten der Faser mit einem kohlenstoffenthaltenden Gas hergestellt wird, um eine kohlenstoffhaltige Beschichtung auf der Faser auszubilden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Signal verwendet wird, um den Strom des Gases in die Beschichtungskammer zu steuern.

4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Acetylen enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die unbeschichtete Glasfaser einen Durchmesser von ungefähr 125 Mikrometer hat und der äußere Durchmesser der Polymerbeschichtung ungefähr 250 Mikrometer beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des vorwärts-gestreuten Lichtes durch Einsetzen eines Schirms in den Weg des vorwärts-gestreuten Lichtes und Richten einer Fernsehkamera auf den Schirm erfaßt wird und das Signal ein erstes elektrisches Ausgangssignal der Fernsehkamera ist, das eine Funktion der vorwärts-gestreuten Lichtintensität ist, wobei diese Intensität monoton invers proportional zur Dicke der kohlenstoffhaltigen Beschichtung ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das erste elektrische Ausgangssignal der Fernsehkamera einem Computer zugeführt ist, der ein zweites elektrisches Signal erzeugt, und das zweite elektrische Signal ein Ventil steuert, das den Strom des kohlenstoffenthaltenden Gases in die Beschichtungskammer steuert.

8. Verfahren nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl in zwei Bestandteile aufgeteilt wird, die auf die optische Faser unter einem rechten Winkel zueinander gerichtet sind,

wobei das vorwärts-gestreute Licht von jedem Laserstrahl durch Anordnen der zwei Schirme so, daß jeder Schirm das vorwärts-gestreute Licht eines der beiden Laserstrahlbestandteile schneidet, erfaßt wird,

und zwei Fernsehkameras verwendet werden, um dritte elektrische Signale zu erzeugen, welche die Intensität auf den beiden Schirmen anzeigen,

wobei die dritten elektrischen Signale kombiniert sind, um das Signal zu bilden, das eine Funktion der Dicke der Beschichtung ist.