DE69103783T2

DE69103783T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dicke einer Schicht.

Info

Publication number: DE69103783T2
Application number: DE69103783T
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Aikawa; Akira Inoue; Yoichi Ishiguro
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-01-16
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: EP0443322A2; EP0443322A3; CA2034162A1; US5208645A; KR910021571A; EP0443322B1; AU6943991A; AU639970B2; DE69103783D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Messen der Dicke von einem ein zylindrisches Objekt, wie zum Beispiel eine Optikfaser, umgebenden Überzug.
Auf Quarz basierende Faseroptiken haben die Tendenz zum Brechen, wenn sie über längere Zeit unter Zugspannung stehen. Dieses Phänomen wird gewöhnlich als "Ermüdung (fatigue)" bezeichnet. Eines der sich mit dem Ermüdungsproblem befassenden Verfahren sieht vor, das Wachstum von Oberflächenfehlern dadurch zu verhindern, daß gesichert wird, daß die Oberflächenenergie einer Quarzglasfaser immer auf einem hohen Niveau gehalten wird. Ein spezieller Weg zur Durchführung dieses Verfahrens ist in der Figur 1 gezeigt. In Figur 1 ist eine einen dotierten Siliziumoxydkern 31 und einen Siliziumoxydmantel 32 enthaltene Optikfaser 30 mit einem wenig wasserdurchlässigen pyrolytischen Kohlenstoffilm 33 (welcher nachfolgend als "Kohlenstoffmantel" bezeichnet wird) durch eine CVD-Tecnnik beschichtet, so daß auf der Oberfläche der Faser kein Wasser adsorbiert wird. Filme, wie zum Beispiel diese Kohlenstoffbeschichtung, welche an einem Substrat eng anliegen (in diesem Fall der optischen Faser 30) und welche wenig gasdurchlässig sind, werden gewöhnlich als "hermetische Überzüge" bezeichnet.
Die Optikfaser mit dem Kohlenstoffbeschichtungsfilm 33 profitiert von der bevorzugten Eigenschaft geringer Wasserdurchlässigkeit und diese Eigenschaft variiert bekanntermaßen stark mit der Dicke der Kohlenstoffbeschichtung. Wenn die Dicke der Beschichtung zur Verringerung der Durchlässigkeit von H&sub2; und Wasser soweit wie möglich vergrößert wird, wird eine anwachsende Menge von Nebenprodukten auf der Innenoberfläche der Reaktionsröhre während der Faserherstellung abgelagert und der resultierende Kontakt der Ablagerung mit der nackten Faser bewirkt eine Verminderung ihrer anfänglichen Festigkeit, wodurch es unmöglich ist, die Faserherstellung über eine längere Zeit fortzusetzen.
Deshalb sollte die Dicke des Kohlenstoffilms, die zum Verhindern des Eindringens von Wasser ausreichend ist und welche nicht irgendwelche ungünstigen Effekte durch Nebenprodukte verursacht, innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden, und es ist notwendig, die Filmdicke während der Faserherstellung zu steuern.
In der EP-A-0294889 ist ein System zur Herstellung einer Optikfaser mit einer diese umgebenden Beschichtung beschrieben, welches eine Optikfaserherstellungseinrichtung, eine Optikfaserbeschichtungseinrichtung und eine Meßeinrichtung zum optischen Messen der Dicke der Beschichtung auf der optischen Faser umfaßt.
Jedoch bestent ein wichtiger Schritt beim Herstellen einer beschichteten optischen Faser darin, die genaue Dicke des Kohlenstoffilms zu messen.
Das Messen von Filmdicken im Bereich von ca. 200 - 1000 Angström, welche im allgemeinen für praktische Kohlenstoffüberzüge vorzuziehen sind, erfordert komplexe analytische Techniken, wie zum Beispiel FE-SEM (Feld-Emissions-Sekundärelektronenmikroskopie) und AES (Auger-Elektronen-Spektroskopie), in welchen ein zu messendes Objekt durch einen Elektronenstrahl bestrahlt wird und eine Energie von Auger-Elektronen, die von der Oberfläche des Objekts erzeugt werden, gemessen wird, um die Zusammensetzung des Objekts zu erfassen, und deshalb war die Entwicklung einer Einrichtung wünschenswert, die es ermöglicht, die Filmdicke von Kohlenstoffbeschichtungen während der Faserproduktion auf einfache Weise zu überprufen.
Unter Verwendung der Korrelation zwischen der Dicke eines Films und seines elektrischen Widerstandes haben die Erfinder vorgeschlagen, daß die Dicke von Kohlenstoffbeschichtungen, die nicht dicker als 0,1 um sind, zerstörungsfrei durch Messen ihres elektrischen Widerstandes bestimmt wird.
Eine Schaltung zum Durchführen dieses Verfahrens ist in der Figur 2(a) gezeigt, in welcher der elektrische Widerstand einer Optikfaser 41 mit einer pyrolytischen Kohlenstoffbeschichtung mit Führungen 42 und 43 gemessen wird, wobei die als elektrische Kontakte verwendeten Führungen aus einem Metall, wie zum Beispiel Phosphorbronze hergestellt sind. Mit 44 ist kein elektrischer Kontakt, sondern nur eine Führung bezeichnet. Eine andere Schaltung ist in der Figur 2(b) gezeigt, in welcher die elektrische Widerstandsmessung mit Schmelzen aus einem Metall, wie zum Beispiel Quecksilber 45 in Ziehdüsen 46 und 47 durchgeführt wird, durch welche die optische Faser 41 tritt, und welche als elektrische Kontakte verwendet werden.
In dem oben beschriebenen Verfahren muß die zu messende Optikfaser 41 in Kontakt zu den Führungen 42 und 43 oder geschmolzenem Metall 45 gebracht werden, und es besteht eine hohe wahrscheinlichkeit, daß die mechanische Festigkeit der Faser im Ergebnis dieses Faserkontakts mit anderen Objekten verschlechtert wird. So bestand der Wunsch, ein zerstörungsfreies und kontaktloses Verfahren zum Messen der Dicke von Beschichtungsfilmen zu entwickeln.
Aus der EP-A-0256539 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Messen der Dicke einer Beschichtung auf einer Optikfaser durch Messen der Intensität von Licht, welches durch die Optikfaser getreten ist, bekannt. Das Meßlicht wird senkrecht auf die Länge der optischen Faser gerichtet. Auf der anderen Seite der Optikfaser ist eine Bilddetektoreinrichtung angeordnet. Die Bilddetektoreinrichtung mißt die Dicke des Überzugs auf der optischen Faser auf der Basis der Maximalniveaus der Intensität von durch den Linseneffekt der optischen Faser gebündeltem konzentrierten Licht.
Wie vorangehend erwähnt wurde, ist es wichtig, die genaue Dicke des die optische Faser umgebenden Überzugs zu messen. Jedoch sind bei dem oben beschriebenen optischen System keine Vorkehrungen getroffen, um zu sichern, daß nur das gebrochene übertragene Licht durch die Bilddetektoreinrichtung empfangen wird.
Deshalb ist das optische System dieses Meßsystems zum genauen Messen der Dicke von Optikfaserüberzügen nicht ausreichend.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welchem bzw. mit welcher die Dicke eines Überzugsfilms auf einem zu messenden Teil, wie zum Beispiel einer Optikfaser, genau unter Verwendung eines optischen Systems gemessen werden kann, um einen korrekten Dickenwert anzugeben.
Die oben genannte und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch ein Verfahren zum Messen der Dicke eines Films erreicht, welches die im Anspruch 1 angegebenen Schritte umfaßt, und durch eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens, welche die im Anspruch 7 beschriebenen Merkmale umfaßt. Darüberhinaus schafft die vorliegende Erfindung ein Optikfaserherstellungssystem zum Herstellen einer beschichteten Optikfaser, welches die Merkmale des Anspruchs 13 umfaßt.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung zum Messen der Dicke eines Überzugfilms eine Quelle paralleler Lichtstrahlen, eine erste Fokussierlinse, eine Isolationseinrichtung für gebrochenes Transmissionslicht, eine zweite Fokussierlinse und einen Fotodetektor in dieser Reihenfolge auf einer einzigen Achse auf, wobei die parallelen Lichtstrahlen ein Durchdringungsvermögen durch eine zu messende überzogene zylindrische Probe weder von 0 % noch von 100 % aufweisen, der Abstand zwischen der Quelle paralleler Lichtstrahlen und der ersten Fokussierlinse länger als die Brennweite der ersten Fokussierlinse ist, der Abstand zwischen der ersten Fokussierlinse und der Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht gleich der Brennweite der ersten Fokussierlinse ist, der Abstand zwischen der zweiten Fokussierlinse und dem Fotodetektor gleich der Brennweite der zweiten Fokussierlinse ist, und wobei die Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht eine genügende Größe aufweist, um einen durch die erste Fokussierlinse gebündelten Lichtfleck paralleler Strahlen zu empfangen, die zylindrische Probe in dem Brennpunkt der ersten Fokussierlinse der zu der Quelle paralleler Lichtstrahlen näher liegenden Seite in einer Richtung senkrecht dazu positioniert ist, und wobei die Dicke des die zylindrische Probe umgebenden Beschichtungsfilms auf der Basis der durch den Fotodetektor empfangenen Lichtmenge bestimmt wird.
Der Abstand zwischen der ersten Fokussierlinse und der Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht braucht nicht genau gleich der Brennweite der ersten Fokussierlinse zu sein, und die Längen können einander gleich innerhalb der Fehlergrenzen sein, welche für praktische Zwecke zulässig sind. Dies gilt auch für den Abstand zwischen der zweiten Fokussierlinse und dem Fotodetektor, und dieser kann gleich der Brennweite der zweiten Fokussierlinse innerhalb der Fehlergrenzen sein, welche für praktische Zwecke zulässig sind. Ferner kann die Position der zylindrischen Probe dem Brennpunkt der ersten Fokussierlinse innerhalb der Fehlergrenzen entsprechen, welche für praktische Zwecke zulässig sind.
Einem Teil der von der Lichtquelle emittierten Parallelstrahlen wird es ermöglicht, in die Probe einzutreten, und er tritt daraus nach Brechung aus, aber dem anderen Teil ist es nicht möglich, in die Probe einzutreten. Die parallelen Lichtstrahlen, welchen es nicht möglich ist, in die Probe einzutreten, werden durch die erste Fokussierlinse gebundelt und durch die Isolationseinrichtung für das gebrochene Licht absorbiert, so daß sie nicht in die zweite Fokussierlinse oder den Fotodetektor eintreten können.
Die Lichtstrahlen, welche aus der Probe nach Brechung austreten, werden beim Durchgang durch die erste und zweite Fokussierlinse gebündelt und werden in den Fotodetektor als ein Lichtintensitätssignal geleitet. Dieses Lichtintensitätssignal steht in Korrelation mit der Dicke des Überzugs auf der Probe, da die Quarzglasfaser bei der Analysewellenlänge (d.h. der zum Erfassen der Beschichtungsdicke verwendeten Wellenlänge) über eine optische Weglänge, welche der Dimension der Faser entspricht, nicht schwächend ist. Daher kann die Dicke des Überzugs aus dem Lichtintensitätssignal auf der Basis einer Kalibrierkurve bestimmt werden, welche das durch den Fotodetekor empfangene Lichtintensitätssignal mit der durch ein anderes Verfahren, wie zum Beispiel die Messung des elektrischen Widerstandes, vorab bestimmten Filmdicke in Korrelation bringt. Auf diese Weise kann die Dicke des interessierenden Überzugs durch ein optisches kontaktloses Verfahren gemessen werden.
Sogar wenn die Probe keine Quarzglasfaser und daher schwächend ist, kann die Überzugsdicke aus dem Lichtintensitätssignal auf der Basis einer Kalibrierkurve, die unter Berücksichtigung von Verlust ermittelt ist, bestimmt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den beiliegenden Zeichnungen:
Fig.1 ist ein Querschnitt einer kohlenstoffbeschichteten Quarzglasfaser;
Fig.2 erläutert 2 Methoden nach dem Stand der Technik zum Messen der Dicke eines Überzugsfilms;
Fig.3(a) ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau einer Vorrichtung zum Durchführen der vorliegenden Erfindung in einem Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig.3(b) ist eine Abtastung von einer beobachteten Intensitätsverteilung von gebrochenem Licht;
Fig.3(c) ist eine charakteristische Kurve, welche die Beziehung zwischen der Intensitätsverteilung von übertragenem Licht und der Kohlenstoffüberzugsdicke zeigt;
Fig.4(a) ist ein schematisches Diagramm, welches ein anderes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung zeigt;
Fig.4(b) ist ein schematisches Diagramm, welches das Experiment zeigt, das in Zusammenhang mit der Ausführung der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde;
Fig.4(c) ist eine Kurve, welche die Beziehung zwischen der Dicke von in dem Beispiel für die vorliegende Erfindung gebildeten Kohlenstoffüberzügen und der Intensität von reflektiertem Licht zeigt;
Fig.4(d) ist ein Flußdiagramm, welches die Ergebnisse einer Inline-Messung der Intensität von reflektiertem Licht in dem Beispiel für die vorliegende Erfindung, in welchem Kohlenstoffüberzüge von verschiedenen Dicken (wie aus den Werten ihres elektrischen Widerstandes geschätzt) durch Ändern der Bedingungen von zugeführtem Gas gebildet wurden;
Fig.5 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Anordnung eines Optikfaserherstellungssystems entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig.6 ist ein schematisches Diagramm, welches das andere Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig.7 ist eine charakteristische Kurve, welche die Menge des durch den Fotodetektor empfangenen Lichts aufgetragen über der Dicke des Kohlenstoffüberzugs zeigt;
Fig.8-10, 12 und 13 sind schematische Diagramme, welche jeweils die Modifikation des in der Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigen; und
Fig.11 ist eine graphische Darstellung, die eine Änderung einer durch einen Fotodetektor empfangenen Lichtmenge zeigt, welche infolge der Verschiebung des zu messenden Objekts auftritt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird zuerst unter Bezugnahme auf die Figur 3(a) beschrieben, in welcher die Referenzzahl 1 eine Lichtquelle bezeichnet, wie zum Beispiel eine LED, die ein Licht emittiert, welche mit einer mit einer Kollimatorlinse 2 kollimiert wird. Mit 3 ist eine Probe oder eine Quarzglasfaser mit einem Kohlenstoffüberzug bezeichnet. Das kollimierte Licht aus der Linse 2 erzeugt eine Intensitätsverteilung infolge des gebrochenen Lichts aus der Oberfläche der Glasfaser 3. Das gebrochene Licht aus der Glasfaser 3 wird durch eine Abbildungslinse 4 hindurchgeschickt, um in eine Abbildungseinrichtung 8 eingelassen zu werden. Mit 5 ist ein Televisionsmonitor zum Beobachten der Intensitätsverteilung von durch die Abbildungseinrichtung 8 erfaßtem Licht bezeichnet, und 7 ist ein Computer, welcher die Intensitätsverteilung des gebrochenen Lichts analysiert, welches von der Abbildungseinrichtung 8 über eine Steuereinrichtung 6 zugeführt wird.
Figur 3(b) zeigt eine Aufzeichnung der Intensitätsverteilung des gebrochenen Lichts aus der Glasfaser 3, gemessen für Punkte (a) - (a') auf dem Schirm des Televisionsmonitors 5. Die Maxima 9 und 9' in Figur 3(b) entsprechen dem Licht, das durch Brechung auf der Oberfläche der Optikfaser gebündelt wird, und die Maxima entsprechen den Lichtstrahlen, welche durch den Kohlenstoffüberzug und die Quarzglasfaser als solche getreten sind. Eine Untersuchung mit einem Spektroskop zeigte, daß die Lichtdurchlässigkeit von Kohlenstoff ungefähr 50 % bei einer Dicke von 350 Angström in dem sichtbaren Bereich bis nahen Infrarotbereich betrug. Die Quarzglasfaser als solche ist im wesentlichen über eine optische Weglänge nicht schwächend, welche der Dimension der Faser (typischerweise 125 um) entspricht. Es wurde daher angenommen, daß die Maximalniveaus 9 und 9' angemessen mit der Dicke des Kohlenstoffüberzugs korrelieren wurden. Auf der Basis dieser Annahme kann die Dicke des interessierenden Kohlenstoffüberzugs aus einer Kalibrierkurve bestimmt werden, welche die Dicke des Kohlenstoffüberzugs, wenn sie durch ein anderes Verfahren, wie zum Beispiel die Messung des elektrischen Widerstandes, gemessen wird, mit den Maximalniveaus 9 und 9', wie sie durch das optische Verfahren des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels erhalten werden, miteinander in Korrelation bringt.
Als ein spezielles Beispiel für das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wurde ein experimentelles System aufgebaut, welches das Verfahren verwendet, um die Maximalniveaus 9 und 9' auf kohlenstoffbeschichteten Fasern (Durchmesser 125 um) mit Beschichtungsdicken von 130 Angström, 270 Angström und 430 Angström, gemessen durch das elektrische Widerstandsverfahren, zu erfassen. Die Lichtquelle 1 in dem System war eine bei einer Wellenlänge von 0,73 um emittierende LED; die Abbildungslinse 4 war eine Objektivlinse mit einer Vergrößerung von x 150; und die Abbildungseinrichtung 8 war eine abtastende Kamera, welche einen eindimensionalen, aus 2048 Pixeln bestehenden Liniensensor verwendet. Zum Erreichen konsistenter Meßergebnisse wurde eine automatische Positionseinstellung ausgeführt, um den Abstand zwischen der Abbildungslinse 4 und der kohlenstoffbeschichteten Faser während des Versuchs auf einem konstanten Niveau zu halten. Figur 3(c) zeigt eine Aufzeichnung der Beziehung zwischen der Dicke des Kohlenstoffüberzugs und der Größe der Lichttransmission. Unter Verwendung dieser Kalibrierkurve war es möglich, die Dicke verschiedener Kohlenstoffüberzüge auf der Basis der Intensität von übertragenem Licht von der Seitenfläche der Glasfaser 3 abzuschätzen.
Wie auf den vorangehenden Seiten beschrieben ist, umfaßt das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung das Richten paralleler Lichtstrahlen auf ein zu messendes Objekt, wobei eine Intensitätsverteilung des gebrochenen Lichts erhalten und die Maximalniveaus in der Verteilung bestimmt werden, und dies ermöglicht es, die Dicke des Überzugs auf dem Objekt in einer kontaktfreien Weise zu bestimmen.
Ferner können Online-Messungen der Überzugsdicke ausgeführt werden, wenn das zu messende Objekt produziert wird. Die Ergebnisse einer speziellen Messung werden unmittelbar zu der Beschichtungseinrichtung zurückgeführt und durch Fortsetzen der Produktion mit einem relevanten Parameter, wie zum Beispiel der richtig eingestellten Zuführung von Beschichtungsmaterialien, kann eine Beschichtung mit der geeigneten Dicke erhalten werden.
Das zweite Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 4 (a) bis 4 (d) beschrieben, in welchem die Messung unter Verwendung eines von einem Objekt reflektierten Lichts durchgeführt wird, wobei das Objekt einen dünnen, zu messenden Filmüberzug aufweist.
Figur 4(a) zeigt ein schematisches Diagramm eines Meßsystems 18, welchem das Konzept der vorliegenden Erfindung innewohnt. Gemäß Figur 4 wird der Lichtstrahl Pi, der aus einer Lichtquelle 10, wie zum Beispiel einem He-Ne-Laser, emittiert wird, durch die Kombination aus einer ersten Linse 11 und einer zweiten Linse 12 ausgedehnt und wird in eine optische Faser 24 geleitet, welche eine mit einem pyrolytischem Kohlenstoffilm 23 überzogene Glasfaser 20 umfaßt. Von der überzogenen optischen Faser 24 reflektiertes Licht Pr wird auf einen Detektor 14 mit Hilfe einer dritten Linse 13 fokussiert und seine Stärke (Intensität), welche mit einer Si-Fotodiode 15 erfaßt werden kann, wird durch einen Verstärker 16 verstärkt und als eine Variation in der Spannung mit Hilfe eines Voltmeters 17 gemessen.
Das Meßsystem 54 kann bei dem in der Figur 5 gezeigten Herstellungsprozeß für eine optische Faser angewendet werden. Eine Vorform 51 wird in einem Heizofen 52 geschmolzen und zu einer nackten Faser 3 gezogen. Die Faser 3 wird dann zur Herstellung eines pyrolytischen Überzugs in eine Reaktionsröhre 53 geführt, wo ein Kohlenstoffüberzug 23 um die Faser 3 herum gebildet wird. Die mit Kohlenstoff beschichtete Faser 3' wird ferner durch eine Ziehform 55 geführt, damit sie auf ihrem Umfang eine Harzbeschichtung aufweist. Wie in der Figur 5 gezeigt ist, wird das Meßsystem 54 nach der vorliegenden Erfindung zwischen der Reaktionsröhre 53 für die pyrolytische Kohlenstoffbeschichtung und der Ziehform 55 angeordnet. Beim Stand der Technik unterliegt die sich von der Reaktionsröhre 53 zu der Ziehform 55 bewegende Faser 3' unvermeidlich Vibrationen mit einer Amplitude von weniger als 1 mm. Daher weist der aus der zweiten Linse 12 austretende Lichtstrahl Pi vorzugsweise einen Durchmesser von 5 - 10 mm auf, um zu sichern, daß die Variation der Intensität von reflektiertem Licht vernachlässigt werden kann, sogar wenn die Faser 3' mit einer Amplitude von etwa 1 mm vibriert. Ferner muß ein geeignetes optisches System in einer solchen Weise ausgewählt werden, daß das auf den Detektor 14 fokussierte Bild nicht über dessen Lichtempfangsfläche hinausgeht, sogar wenn die Faser mit einer Amplitude von 1 mm vibriert. In der Figur 5 bezeichnet die Referenzzahl 54 einen Heizer, 56 ist eine Harzschmelzeinrichtung und 57 ist eine Windungstrommel. Um zu sichern, daß die Intensität von gestreutem Licht stark in Reaktion auf eine Änderung der Dicke des Kohlenstoffüberzugs reagiert, ist der Winkel, den die die Lichtquelle 10 und die kohlenstoffbeschichtete Faser 24 verbindende optische Achse mit der die Faser und den Detektor 14 verbindenden optischen Achse bildet, vorzugsweise spitz, im Bereich von 10 bis kleiner 90 Grad.
Während ihrer Untersuchungen zur Ausführung der vorliegenden Erfindung führten die Erfinder das folgende Experiment durch.
(1) Ein pyrolytischer Kohlenstoffilm 23 wurde in einer Dicke von 200 Angström, 400 Angström oder 600 Angström auf einem Objektträgerglas 19 abgelagert, wie das in der Figur 4(b) gezeigt ist, wodurch drei Proben für das Experiment hergestellt wurden.
(2) Unter Verwendung dieser drei Proben und einer Kontrollprobe, welche durch ein Objektträgerglas ohne einen pyrolytischen Kohlenstoffüberzug gebildet war, wurde Licht mit einer Intensität von Pi unter einem Einfallswinkel von 30 Grad, wie in Figur 4(b) gezeigt ist, eingestrahlt, und die Intensität von durchgelassenem Licht Pt und reflektiertem Licht Pr wurde gemessen, um die Durchlässigkeit (Pt/Pi) und das Reflexionsvermögen (Pr/Pi) zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle gezeigt. TABELLE FILMDICKE Angström
Die Tabelle zeigt, daß die Dicke des Kohlenstoffüberzugs in Korrelation zu der Intensität des reflektierten Lichts steht. Die Ergebnisse des Experiments zeigen daher klar, daß nicht nur die Durchlässigkeit, sondern auch das Reflexionsvermögen als ein Mittel zum Messen der Dicke der Kohlenstoffbeschichtung verwendet werden kann.
Messungen von durchgelassenem Licht sind bei Proben mit kleinem Durchmesser, wie zum Beispiel optischen Fasern, schwierig durchzuführen, da ein Teil des einfallenden Lichts nicht durch die Faser sondern an dieser vorbeitritt, um direkt auf den netektor gerichtet zu werden. Diese Schwierigkeit tritt bei der Messung von reflektiertem Licht wie in der vorliegenden Erfindung nicht auf, und die Dicke des Kohlenstoffüberzugs kann in einfacher und genauer Weise gemessen werden.
Genauer gesagt wird eine Kalibrierkurve, die eine Korrelation zwischen der Intensität von von einem dünnen Film reflektierten Licht und seiner Dicke herstellt, vorab ermittelt, und die Dicke eines interessierenden dünnen Films kann auf der Basis dieser Standardkurve bestimmt werden.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist nicht nur bei der Messung der Dicke eines Kohlenstoffüberzugs auf optischen Fasern anwendbar; es kann auch effektiv zum Messen der Dicke von allen anderen hermetischen Beschichtungen mit einem metallischen Glanz, die um optische Fasern herum gebildet sind, wie zum Beispiel Al-, In-, Au-, Ti-, Ag- und Sn-Beschichtungen, verwendet werden.
Theoretisch wird der Filmdickenbereich, welcher durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung gemessen werden kann, durch die "Tiefe des Eindringens eines elektromagnetischen Films in einen Film" bestimmt, welche ihrerseits von der "Dielektrizitätskonstanten des Films" und der "Wellenlänge der elektromagnetischen Welle aus der Lichtquelle" abhängt. Wenn die Filmdicke kleiner als die Eindringtiefe ist, wird die Intensität des von dem Film reflektierten Lichts mit der Filmdicke variieren. Entsprechend den von den Erfindern durchgeführten Experimenten konnten Filmdicken bis zu etwa einem Drittel der Betriebswellenlänge einer Lichtquelle gemessen werden, und dies war im wesentlichen unabhängig von den Herstellungsmaterialien des Films, ob er aus C, Al, In, Au, Ti, Ag, Sn oder irgendeinem anderen Metall hergestellt war. Zum Beispiel konnten Messungen bis zu 200 nm bei allen Filmarten unter Verwendung eines He-Ne-Lasers (λ = 633 nm) als Lichtquelle erreicht werden.
Andere Lichtquellen, welche in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, enthalten einen He-Cd-Laser, einen Ar-Laser, eine rotes Licht emittierende LED, eine Halogenlampe, eine Wolframlampe, usw.
Filmdickenmessungen wurden mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Systems mit dem in der Figur 5 gezeigten Aufbau durchgeführt. Die Kohlenstoffüberzugsdicke wurde durch Steuern der Konzentration von Kohlenstoffmaterial eingestellt und anhand des elektrischen Widerstands des Beschichtungsfilms abgeschätzt. Die bei diesem Beispiel verwendete Lichtquelle war ein He-Ne-Laser, der bei einer Wellenlänge von 0,633 um arbeitet (Ausgangsleistung, 2 mW; Modell GLG-5300 der Nippon Electric Company Limited). Der einfallende Lichtstrahl hatte einen Durchmesser von 10 mm, und der Winkel, den die die Lichtquelle und die Optikfaser verbindende optische Achse mit der die Faser und den Detektor (Si-Fotodiode, beziehbar von Advantest Co., Ltd., unter dem Handelsnamen "TQ 8210 Power Meter") verbindenden optischen Achse bildete, betrug 30 Grad. Wie in der Figur 4(d) gezeigt ist, wurde die Strömungsrate des Kohlenstoffmaterials zur Kohlenstoffbeschichtung variiert, um Filmdicken von 32 nm, 28 nm, 23 nm, 14 nm, 6 nm und 0 nm zu bilden. Die resultierende Korrelation zwischen der in den Detektor fallenden Lichtstärke (nW) und seinem Ausgangssignal (mV) ergab sich wie in der Figur 4(d) gezeigt. Die Dicke des Kohlenstoffüberzugs (nm), die in Beziehung zu der Stärke des ref lektierten Lichts (Spannung in mV) steht, ergab sich entsprechend der Darstellung von Figur 4(c), aus welcher entnommen werden kann, daß die Filmdicke aus der Intensität des reflektierten Lichts bestimmt werden kann, und daß das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung auch in einer Faserziehstrecke verwendet werden kann, in welcher Positionsänderungen von bis zu 1 mm üblich sind.
Die vorangehende Beschreibung bezieht sich auf den Fall der Messung der Dicke eines Kohlenstoffüberzugs, es sollte aber beachtet werden, daß das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ebenso effektiv bei der Messung der Dicke von anderen hermetischen Beschichtungen mit metallischem Glanz, welche auf der Oberfläche von optischen Fasern gebildet wurden, einsetzbar war.
Bei Verwendung eines optischen Systems ermöglicht es die vorliegende Erfindung, die Dicke eines Überzugsfilms auf Optikfasern in kontaktfreier Weise zu messen, während die Möglichkeit der Verschlechterung der Festigkeit der Optikfasern während der Messung eliminiert ist.
Ferner können On-line-Messungen der Dicke eines Beschichtungsfilms durchgeführt werden, wenn eine Optikfaser produziert wird. Die Ergebnisse einer bestimmten Messung werden unmittelbar zu der Beschichtungsvorrichtung zurückgeführt, und durch Fortsetzen der Produktion, wobei ein relevanter Parameter, wie zum Beispiel die Zuführung von Beschichtungsmaterial passend eingestellt ist, kann eine Optikfaser mit einem Überzug von geeigneter Dicke hergestellt werden.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist besonders effektiv, wenn es bei der Herstellung von Optikfasern mit einem Kohlenstoffüberzug und anderen hermetischen Überzügen mit einem Metallglanz angewendet wird.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 6 und 7 beschrieben. Die Figur 6 zeigt den Aufbau einer Vorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung. Mit 61 ist eine Lichtquelle, wie zum Beispiel eine LED, und mit 62 ist eine Kollimatorlinse bezeichnet. Durch die Kombination aus 61 und 62 ist eine Lichtquelle 612 gebildet, welche parallele Lichtstrahlen 63 emittiert. Mit 64 ist ein zylindrisches Teil bezeichnet, welches in dem betrachteten Fall eine Quarzglasfaser mit einer pyrolytischen Kohlenstoffbeschichtung (nachfolgend als "Kohlenstoffüberzug" bezeichnet) auf ihrem Umfang ist. Die Quelle paralleler Lichtstrahlen 612 ist dazu vorgesehen, Licht zu emittieren, für das die Durchlässigkeit weder 0 % noch 100 % in bezug auf die kohlenstoffbeschichtete Quarzglasfaser 64 beträgt.
Die Lichtquelle 612, die kohlenstoffbeschichtete Quarzglasfaser 64, deren Achse in einer Richtung senkrecht zu den parallelen Lichtstrahlen 63 angeordnet ist, eine erste Fokussierlinse 66, eine geeignete Abschirmplatte 68, eine zweite Fokussierlinse 610 und ein Fotodetektor 611 sind in der beschriebenen Reihenfolge auf einer einzigen optischen Achse angeordnet. Die erste Fokussierlinse 66 ist an einem Punkt positioniert, welcher von der kohlenstoffbeschichteten Quarzglasfaser 64 um einen Abstand entfernt ist, der gleich der Brennweite der Linse ist. Die Abschirmplatte 68 befindet sich an einem Punkt, der von der ersten Fokussierlinse 66 um einen Abstand entfernt ist, welcher gleich der Brennweite dieser Linse ist. Ferner ist der Fotodetektor 611 in einem Punkt angeordnet, welcher von der zweiten Fokussierlinse 610 um eine Distanz entfernt ist, die gleich der Brennweite der Linse ist.
Bedingt durch diese Anordnung wird ein Teil der parallelen Lichtstrahlen 63 in die kohlenstoffbeschichtete Quarzglasfaser 64 geleitet und tritt nach Brechung aus dieser aus. Die so übertragenen Strahlen 65 werden durch die erste Fokussierlinse 66 fokussiert und die resultierenden parallelen Strahlen 69 werden dann auf die zweite Fokussierlinse 610 gerichtet. Der andere Teil der parallelen Lichtstrahlen 63, welcher nicht durch die kohlenstoffbeschichtete Quarzglasfaser 64 hindurchtritt, wird direkt auf die erste Fokussierlinse 66 gerichtete und das resultierende gebündelte Licht 67 wird durch die Abschirmplatte 68, die in dem Brennpunkt der ersten Fokussierlinse 66 angeordnet ist, absorbiert. Die zweite Fokussierlinse 610 ermöglicht es den parallelen Strahlen 69 aus der ersten Fokussierlinse 66, auf den Fotodetektor 611 konzentriert zu werden.
In dem oben beschriebenen optischen System weist die Abschirmplatte 68 die notwendige und genügende Größe auf, um das gebündelte Licht 67 abzuschirmen, und dies sichert, daß nahezu das gesamte gebrochene Transmissionslicht 65 aus der kohlenstoffbeschichteten Quarzglasfaser 64 wirksam von dem anderen Licht 63 isoliert ist, bevor es in den Fotodetektor 611 eintritt.
Eine Untersuchung mit einem Spektroskop zeigte, daß die Lichtdurchlässigkeit von Kohlenstoff ungefähr 50 % bei einer Dicke von 350 Angström im sichtbaren oder nahen infraroten Bereich betrug. Die Quarzglasfaser als solche ist im wesentlichen nicht schwächend über eine optische Weglänge, welche der Dimension (typischerweise 125 um als Außendurchmesser) entspricht. Daher hängt die von dem Fotodetektor 611 empfangene Lichtmenge eindeutig von der Dicke des Kohlenstoffüberzugs ab, und die Dicke des interssierenden Kohlenstoffüberzugs kann auf der Basis einer Kalibrierkurve gemessen werden, welche die Dicke des Überzugs, die durch eine anderes Verfahren, wie zum Beispiel die Messung des elektrischen Widerstandes, gemessen wird, mit der Menge des durch den Fotodetektor 611 empfangenen Lichts in der Vorrichtung des betrachteten Ausführungsbeispiels in Korrelation bringt.
Als ein spezielles Beispiel einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wurde ein experimentelles System aufgebaut, welches die Vorrichtung verwendet, um die durch den Fotodetektor 611 empfangene Lichtmenge für kohlenstoffbeschichtete Fasern (Durchmesser 125 um) mit Beschichtungsdicken von 160 Angström, 270 Angström, 340 Angström, 430 Angström, 620 Angström und 720 Angström, gemessen durch das elektrische Widerstandsverfahren, zu untersuchen. Die Lichtquelle 61 in dem System war eine bei 0,73 um emittierende LED; die erste Fokussierlinse 66 war eine Kameralinse mit einer F-Zahl von 1,2 und einer Brennweite von 50 mm; die zweite Fokussierlinse 610 war eine Einzellinse mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Brennweite von 100 mm; und der Fotodetektor 611 war eine Siliziumfotodiode mit einer Lichtempfangsfläche von 5,8 mm2. Um die ungünstigen Effekte von Streulicht zu eliminieren, wurde ein Interferenzfilter, welcher für Licht mit einer Wellenlänge von 0,73 um durchlässig war, vor dem Fotodetektor 611 angeordnet. Ferner wurde die Lichtquelle 61 einer Wechselstrommodulation unterzogen, und der Fotodetektor 611 wurde mit einem Bandpassfilter ausgerüstet, um den Empfang eines schmalbandigen Signals zu erreichen.
Figur 7 zeigt die Beziehung zwischen der Dicke eines Kohlenstoffüberzugs und der von dein Fotodetektor 611 empfangenen Lichtmenge, wie sie in dem oben beschriebenen Experiment bestimmt wurde. In Figur 7 repräsentiert die Länge von jedem Doppelpfeil die Variation des Ausgangssignals des Fotodetektors 611, welche auftrat, wenn die kohlenstoffbeschichtete Quarzglasfaser 64 aus dem Zentrum der Messung in entweder horizontaler oder vertikaler Richtung innerhalb der Grenzen von +/- 0,5 mm bewegt wurde.
Unter Verwendung der aus den in Figur 7 gezeigten Daten gebildeten Kalibrierkurve kann man die Dicke eines speziellen Kohlenstoffüberzugs auf der Basis der Intensität von gebrochenem Transmissionslicht aus der Längsseite der kohlenstoffbeschichteten Quarzglasfaser 64 bestimmen.
Ferner ist, wie aus der Figur 7 ebenfalls klar hervorgeht, die von dem Fotodetektor 11 empfangene Lichtmenge faktisch unempfindlich gegen geringe Verschiebungen der kohlenstoffbeschichteten Quarzglasfaser sowohl in der horizontalen als auch vertikalen Richtung. Diese Stabilität der Ausgangscharakteristiken ergibt sich aus der Tatsache, daß die erste Fokussierlinse 66, welche gewöhnlich hinreichend größer als der Durchmesser der kohlenstoffbeschichteten Quarzglasfaser 64 ist, sichert, daß kleine Verschiebungen der kohlenstoffbeschichteten Quarzglasfaser 64 nur Vernachlässigbare Änderungen bezüglich des Zustandes der parallelen Lichtstrahlen 69 verursachen.
Figur 11 ist eine graphische Darstellung, welche Variationen in der durch den Fotodetektor empfangenen Lichtmenge zeigt, die durch Verschiebung des Meßobjekts bewirkt werden.
Figur 8-10, 12 und 13 sind schematische Diagramme, die jeweils Modifikationen des in der Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigen, in denen zusätzliche Mittel vorgesehen sind, um ungünstige Effekte infolge der relativ großen Verschiebung der Faser 64 zu eliminieren. In dieser Figur tragen Elemente, welche gleich oder äquivalent zu denjenigen in Figur 6 sind, jeweils die gleichen Bezugszahlen.
In Figur 8 ist ein Fotodetektor 68' zum Messen der Intensität des Lichts anstelle der Abschirmplatte 68 vorgesehen, um Änderungen in der Intensität des durch die Quelle erzeugten Lichts und in der Intensität des durch das zylindrische Teil mit dem Überzug getretenen Lichts infolge Kontamination der Oberflächen eines Einfallslichtfensters 613 und vorstehenden Lichtfensters 614 zu kompensieren.
Wie in der Figur 9 gezeigt ist, kann ein Reflexionsspiegel 68" an die Stelle des Fotodetektors 68' treten, und eine dritte Bilderzeugungslinse 616 und ein Fotodetektor 617 sind vorgesehen, um die gleiche Funktion wie der Fotodetektor 68' zu bewirken. Der Reflexionsspiegel 68" ist dazu vorgesehen, einen optischen Weg von einem Teil des Lichts zu ändern, das auf eine Lichtintensitätsdetektoreinrichtung zum Erfassen der Intensität des Teils des Lichts zu richten ist, um Änderungen der Intensität des durch die Quelle 61 erzeugten Lichts und in der Intensität des durch das zylindrische Teil 64 mit der Beschichtung getretenen Lichts, die infolge Kombination der Oberflächen von Einfalls- und Austrittslichtfenstern 613 und 614 auftreten, zu kompensieren.
In Figur 10 ist ein Paar von PSDs (positionsempfindliche Einrichtung) zusammen mit einem Paar von Bilderzeugungslinsen 618a und 618b vorgesehen, um das Zentrum der optischen Stärke zu erfassen.
Mit einem solchen System, wie es in der Figur 10 gezeigt ist, wird die Positionserfassung der Faser auf dem Weg einer Dreiecksbildung mit einem vorbestimmten Abstand OR zwischen den Linsen 618a und 618b und konstanten Winkeln /PQR und /PRQ ausgeführt, und die Position der Faser relativ zu dem optischen System wird erfaßt, um eine Anordnung des optischen Systems einzustellen. Ferner kann die gemessene Dicke entsprechend der relativen Position der Faser korrigiert werden. Die Figuren 12 und 13 sind schematische Diagramme, welche die oben beschriebenen Modifikationen zeigen, in welchen eine Zweiachsenbewegungsplattform 601 für das optische System, eine Plattformsteuerung 602, eine CPU 603 und ein A/D-Konverter 604 vorgesehen sind, um Ausgangssignale aus den PSD-Elementen 619a und 619b zu verarbeiten, so daß die Anordnung des optischen Systems entsprechend der Änderung in der relativen Position gesteuert wird.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein zu messendes Objekt mit parallelen Lichtstrahlen beleuchtet, und die Intensität von gebrochenein oder reflektiertem Transmissionslicht wird gemessen, um die Dicke des Überzugs auf dem Objekt berührungsfrei zu messen. Ferner können geeignete Messungen trotz geringer Verschiebung des Objekts ausgeführt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das gesamte unerwünschte Licht, das weder gebrochen wird, noch durch das Objekt hindurchtritt, durch das Abschirmteil absorbiert wird und den Fotodetektor nicht erreicht und damit keine ungünstigen Wirkungen auf die Meßergebnisse ausüben kann.
Folglich können On-line-Messungen der Dicke von Überzügen ausgeführt werden, wenn das zu messende Objekt produziert wird. Die Ergebnisse einer speziellen Messung werden unmittelbar zu der Beschichtungseinrichtung zurückübertragen und durch Fortsetzen der Produktion mit einem geeignet eingestellten relevanten Parameter, zum Beispiel der Zuführung des Beschichtungsmaterials, kann eine Beschichtung mit geeigneter Dicke erhalten werden.

Claims

1. Ein Verfahren zum Messen der Dicke von einem ein zylindrisches Teil umgebenden Überzug, mit den Verfahrensschritten:

Vorsehen eines optischen Systems, das eine Quelle paralleler Lichtstrahlen (612), eine erste Fokussierlinse (66) und einen Fotodetektor (611) umfaßt;

Bestrahlen des zylindrischen Teils mit einem Meßlicht aus der Quelle paralleler Lichtstrahlen (612);

Empfangen des von dem Überzug herstammenden Lichts; und

Messen der Intensität des Lichts, welches durch das zylindrische Teil (64) getreten ist, um die Dicke des Überzugs auf der Basis der Menge von durch den Fotodetektor empfangenem Licht zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Verfahrensschritte umfaßt:

Versehen des optischen Systems mit einer Isolationseinrichtung (68) für gebrochenes Transmissionslicht, und einer zweiten Fokussierlinse (610), und Anordnen des optischen Systems auf einer einzigen optischen Achse, beginnend mit der Quelle für parallele Lichtstrahlen, gefolgt von der ersten Fokussierlinse, gefolgt von der Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht, gefolgt von der zweiten Fokussierlinse und gefolgt von dem Fotodetektor, wobei die parallelen Lichtstrahlen weder ein Durchgangsvermögen von 0 % noch ein Durchgangsvermögen von 100 % durch das zylindrische Teil mit dem zu messenden Überzug aufweisen, die Entfernung zwischen der Quelle paralleler Lichtstrahlen und der ersten Fokussierlinse länger als die Brennweite der ersten Fokussierlinse ist, der Abstand zwischen der ersten Fokussierlinse und der Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht gleich der Brennweite der ersten Fokussierlinse ist, der Abstand zwischen der zweiten Fokussierlinse und dem Fotodetektor gleich der Brennweite der zweiten Fokussierlinse ist, die Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht eine ausreichende Größe hat, um einen durch die erste Fokussierlinse aus parallelen Strahlen gebündelten Lichtfleck zu isolieren, und wobei das zylindrische Teil in dem Brennpunkt der ersten Fokussierlinse auf der Seite näher an der Quelle paralleler Lichtstrahlen in einer Richtung senkrecht zu diesen positioniert ist.

2. Das Meßverfahren nach Anspruch 1, wobei die Isolationseinrichtung (68) für gebrochenes Licht ein Abschirmteil umfaßt.

3. Das Meßverfahren nach Anspruch 1, wobei die Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht eine Lichtempfangseinrichtung (68') umfaßt, welche zusätzlich die Intensität des Lichts mißt, um Variationen in der Intensität des durch die Lichtquelle erzeugten Lichts und Variationen in der Intensität des durch das zylindrische Zeil getretenen Lichts infolge Kontamination der Oberflächen von einem Einfallslichtfenster und einem vorstehenden Lichtfenster (613, 614) zu kompensieren.

4. Das Meßverfahren nach Anspruch 1, wobei die Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht eine Reflexionseinrichtung (68"), eine dritte Fokussierlinse (616) und einen Fotodetektor (617) umfaßt, welcher zusätzlich die Intensität des Lichts mißt, welches durch die Reflexionseinrichtung (68") reflektiert worden ist, um Variationen in der Intensität des durch die Lichtquelle erzeugten Lichts und Variationen in der Intensität des durch das zylindrische Teil getretenen Lichts infolge Kontamination der Oberflächen von einem Einfallslichtfenster und einem vorstehenden Lichtfenster (613, 614) zu kompensieren.

5. Das Meßverfahren nach Anspruch 1, wobei die Position des zylindrischen Teils (64) relativ zu dem optischen System erfaßt wird, um die Dicke des Überzugs gestützt auf die so erfaßte relative Position des zylindrischen Teils zu korrigieren.

6. Das Meßverfahren nach Anspruch 1, wobei die Position des zylindrischen Teils relativ zu dem optischen System erfaßt wird, um eine Anordnung des optischen Systems einzustellen.

7. Eine Vorrichtung zum Messen der Dicke von einem Überzug, welcher um ein zylindrisches Teil herum vorgesehen ist, mit:

einer Bestrahlungseinrichtung in der Form einer Quelle paralleler Lichtstrahlen (612) zum Bestrahlen des zylindrischen Teils mit einem Meßlicht;

einer Lichtempfangseinrichtung, welche einen Fotodetektor (611) für den Empfang des von dem Überzug stammenden Lichts umfaßt;

einer Meßeinrichtung zum Messen der Intensität des Lichts, welches durch das zylindrische Teil (64) getreten ist, um die Dicke des Überzugs auf der Basis der Menge von durch den Fotodetektor empfangenem Licht zu erfassen; und

einem optischen System, welches eine erste Fokussierlinse (66), die zwischen dem zylindrischen Teil (64) und dem Fotodetektor (611) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System ferner umfaßt: eine Isolationseinrichtung (68) für gebrochenes Transmissionslicht; und eine zweite Fokussierlinse (610), wobei die Vorrichtung so auf einer einzigen Achse, beginnend mit der Quelle paralleler Lichtstrahlen (612), gefolgt von der ersten Fokussierlinse (66), gefolgt von der Isolationseinrichtung (68) für gebrochenes Licht, gefolgt von der zweiten Fokussierlinse (610) und gefolgt von dem Fotodetektor (611) angeordnet ist, wobei die parallelen Lichtstrahlen weder ein Durchdringungsvermögen von 0 % noch 100 % durch das zylindrische Teil mit dem zu messenden Überzug aufweisen, der Abstand zwischen der Quelle paralleler Lichtstrahlen und der ersten Fokussierlinse größer als die Brennweite der ersten Fokussierlinse ist, der Abstand zwischen der ersten Fokussierlinse und der Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht gleich der Brennweite der ersten Fokussierlinse ist, der Abstand zwischen der zweiten Fokussierlinse und dem Fotodetektor gleich der Brennweite der zweiten Fokussierlinse ist, die Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht eine genügende Größe aufweist, um einen durch die erste Fokussierlinse aus parallelen Strahlen gebündelten Lichtfleck zu isolieren, und wobei das zylindrische Teil in dem Brennpunkt der ersten Fokussierlinse auf der Seite näher an der Quelle paralleler Lichtstrahlen in einer Richtung senkrecht zu diesen positioniert ist.

8. Die Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Isolationseinrichtung (68) für gebrochenes Licht ein Abschirmteil umfaßt.

9. Die Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht eine Lichtempfangseinrichtung (68') umfaßt, welche die Intensität des Lichts zusätzlich mißt, um Variationen in der Intensität des durch die Lichtquelle erzeugten Lichts und Variationen in der Intensität des durch das zylindrische Teil getretenen Lichts infolge Kontamination der Oberflächen von einem Einfallslichtfenster und einem vorstehenden Lichtfenster (613, 614) zu kompensieren.

10. Die Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht eine Reflexionseinrichtung (68"), eine dritte Fokussierlinse (616) und einen Fotodetektor (617) umfaßt, welcher zusätzlich die Intensität des durch die Reflexionseinrichtung (68") reflektierten Lichts mißt, um Variationen in der Intensität des durch die Lichtquelle erzeugten Lichts und Variationen in der Intensität des durch das zylindrische Teil getretenen Lichts infolge Kontamination der Oberflächen von einem Einfallslichtfenster und einem vorstehenden Lichtfenster (613, 614) zu kompensieren.

11. Die Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Position des zylindrischen Teils (64) relativ zu dem optischen System erfaßt wird, um die Dicke des Überzugs gestützt auf die so erfaßte relative Position des zylindrischen Teils zu korrigieren.

12. Die Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Position des zylindrischen Teils relativ zu dem optischen System erfaßt wird, um eine Anordnung des optischen Systems einzustellen.

13. Ein Optikfaser-Herstellungssystem zu Herstellen einer optischen Faser, um welche herum ein Überzug vorgesehen ist, mit:

einer Optikfaser-Herstellungseinrichtung (52) zum Erzeugen einer nackten optischen Faser;

einer Beschichtungseinrichtung (53) zum Herstellen eines Überzugs um die nackte optische Faser herum; und

einer die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale umfassende Meßeinrichtung (54) zum optischen Messen der Dicke des Überzugs, wobei im Betrieb die Menge des der Beschichtungseinrichtung zuzuführenden Beschichtungsmaterials entsprechend Variationen der Dicke des Überzugs, die durch die Meßeinrichtung erfaßt werden, gesteuert wird.

14. Das System nach Anspruch 13, wobei die Isolationseinrichtung (68) für gebrochenes Licht ein Abschirmteil umfaßt.

15. Das System nach Anspruch 13, wobei die Isoiationseinrichtung für gebrochenes Licht eine Lichtempfangseinrichtung (68') umfaßt, welche zusätzlich die Intensität von Licht mißt, um Variationen in der Intensität des durch die Quelle erzeugten Lichts und Variationen in der Intensität des durch das zylindrische Teil getretenen Lichts infolge Kontamination der Oberflächen von einem Einfallslichtfenster und einem vorstehenden Lichtfenster (613, 614) zu kompensieren.

16. Das System nach Anspruch 13, wobei die Isolationseinrichtung für gebrochenes Licht eine Reflexionseinrichtung (68"), eine dritte Fokussierlinse (616) und einen Fotodetektor (617) umfaßt, welcher zusätzlich die Intensität des Lichts mißt, welches durch die Reflexionseinrichtungen (68") reflektiert worden ist, um Variationen in der Intensität des durch die Lichtquelle erzeugten Lichts und Variationen in der Intensität des durch das zylindrische Teil getretenen Lichts infolge Kontamination der Oberflächen von einem Einfallslichtfenster und einem vorstehenden Lichtfenster (613, 614) zu kompensieren.

17. Das System nach Anspruch 13, wobei die Position des zylindrischen Teils relativ zu einem optischen System erfaßt wird, um die Dicke des Überzugs gestützt auf die so erfaßte relative Position des zylindrischen Teils zu korrigieren.

18. Das System nach Anspruch 13, wobei die Position des zylindrischen Teils relativ zu einem optischen System erfaßt wird, um eine Anordnung des optischen Systems einzustellen.