FI89207B - Anordning foer maetning av egenskaperna hos en optisk enkelmodfiber - Google Patents

Description

ι S9207

Yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto 5 Tämä keksintö koskee yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteistoa, joka käsittää: asen-nustelineen mitattavan optisen kuidun asentamiseksi alustalle; ja mittaustelineet alustalla olevan optisen kuidun ominaisuuksien mittaamiseksi, jotka telineet on asennettu 10 peräkkäin alustan liikkeen suunnassa, jolloin kullakin mittaustelineellä on optisen mittausjärjestelmän tulo- ja ulosmenopää, ja jolloin mainittu alusta, johon mitattava optinen kuitu asetetaan, on sovitettu siirrettäväksi peräkkäin mainittuihin mittaustelineisiin, ja jokaisessa 15 mittaustelineessä mitattavan optisen kuidun molemmat päät sijoitetaan samaan linjaan optisen mittausjärjestelmän tulo- vastaavasti ulosmenopäiden suhteen niin, että mit-taustelineeseen kuuluvat mittaukset suoritetaan.

Yksimoodisen optisen kuidun lukuisia muuttujia 20 voidaan mitata. Näihin kuuluu geometriset rakennemuuttu-jat kuten ulkohalkaisija, ytimen halkaisija ja ytimen epärengasmaisuus sekä ei-rakenteellisia muuttujia kuten esimerkiksi pistekoko, siirtohäviö, dispersio, taaksepäin hajonta, katkaisupituus ja erityinen taite-ero.

25 Yleensä mitattaessa geometrisiä rakenteellisia muuttujia kuten ulkohalkaisijaa, ytimen halkaisijaa ja ytimen epärengasmaisuutta ja lukuisia muita muuttujia, kuten esimerkiksi pistekokoa, katkaisuaallonpituutta ja erityistä taite-eroa, otetaan näytteeksi optisen kuidun 30 kappale pituudeltaan 1-2 m (eli mittausta ei suoriteta . . valon siirtyessä koko optisen kuidun läpi mittauksen luonteen takia) ja mittaukset tehdään siinä. Näytekappaleen mitattujen piirteiden oletetaan edustavan koko sitä optista kuitua, josta näyte oli otettu (esimerkiksi opti-35 sen kuidun käämistä).

2 89207 Tähän asti kutakin edellä kuvattua mittausvaihetta varten testattavan optisen kuidun päät asetetaan valon tulo- ja ulosmenopisteen suhteen paikoilleen, esimerkiksi optisten kuitujen päiden suhteen, jotka on yhdistetty 5 ITV-kameraan, valonilmaisimeen, mittauslaitteen valolähteeseen ja valon vastaanottavaan yksikköön. Tässä tilanteessa suoritetaan mittaus. Mittauksen suorittaa yleensä kunkin mittausinstrumentin ääreen sijoitettu laitteen hoitaja. Aina kun mitataan eri muuttujaa, optinen kuitu 10 täytyy asettaa uudelleen. Tämä vie huomattavan paljon aikaa ja työvoimaa. Edelleen optisen kuidun asennustyötä ei voida tehdä sinä aikana kun optisen kuidun ominaisuuksia mitataan mittauslaitteella. Tämä vaikeus voidaan poistaa suorittamalla optisen kuidun asennustyö ja mittaus vuo-15 rottain. Kuitenkin myös vuorottelemalla kerralla mitatta vien suureiden lukumäärä on vain kaksi. Perinteinen yksi-moodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittausmenetelmä vaatii siten huomattavasti työvoimaa ja aikaa. Se on erittäin tehoton työvaihe.

20 Äskettäin kehitettyjen optisen kuidun valmistusme netelmien tullessa esiin on tullut mahdolliseksi tuottaa suuria määriä korkealaatuista optista kuitua. Vaatimukset optisten kuitujen tutkimiseksi suurella tarkkuudella ja tehokkaalla tavalla ovat kasvaneet. Erityisen tärkeitä 25 ovat seuraavat muuttujat* i) katkaisuaallonpituudet, ii) geometriset tiedot, kuten ytimen halkaisija, ulkohalkaisija, ytimen epärengasmaisuus, ja ytimen epä-keskisyys ulkohalkaisijan suhteen, ja 30 iii) optisten kuitujen pistekoot ovat tärkeimpiä optisia parametreja ja ne ovat siten olennaisia mitattavia suureita optisten kuitujen mittauksessa. Nämä voidaan mitata käyttämällä optisen kuidun kappaletta, joka on noin 2 m pitkä, kuten edellä on kuvattu.

35 Tämä keksintö esittelee erittäin tarkan yksimoodi- sen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteen, joka 3 89207 voi mitata tehokkaasti, automaattisesti ja onnistuneesti yksimoodisen optisen kuidun geometrisia rakennemuuttujia, kuten ulkohalkaisijan, ytimen halkaisijan, ytimen epäkes-kisyyden ja epärengasmaisuuden, pistekoon, katkaisuaal-5 lonpituuden ja erityisen taite-eron.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä mittauslaitteistolla, joka käsittää lisäksi kannattimet mitattavan optisen kuidun molempia päitä varten, alustalle sijoitetun ensimmäisen optisen kuidun taivutusyksikön, 10 joka on sovitettu taivuttamaan optista kuitua tarkasti ensimmäiselle kaarevuussäteelle siten, että taivutus vastaa ensimmäisen kaarevuussäteen omaavan ympyrän yhtä ym-päryskehää, optisen kuidun etenemismoodin kontrolloimista varten; alustalle tai määrätylle mittaustelineelle tai 15 -telineille sijoitetun toisen optisen kuidun taivutusyksikön, joka on sovitettu taivuttamaan mitattavaa optista kuitua toiselle kaarevuussäteelle, joka on pienempi kuin ensimmäinen kaarevuussäde, siten, että taivutus vastaa enemmän kuin yhtä toisen kaarevuussäteen omaavan ympyrän 20 ympäryskehää.

Ensin mitattava optinen kuitu asetetaan alustalle aloitusvaiheeseen. Sitten alusta, jolle optinen kuitu on asetettu siirretään seuraavaan vaiheeseen eli mittausvaiheeseen niin, että vaiheeseen kuuluva mittaus suorite-25 taan, kun taas seuraava optinen kuitu asetetaan seuraa- valla alustalla alkuvaiheeseen. Kun optinen kuitu on asetettu alustalle alkuvaiheeseen, alusta kierrätetään automaattisesti mittausvaiheiden läpi niin, että joukko optisen kuidun ominaisuuksia voidaan mitata.

: 30 Kuten edellä olevasta kuvauksesta ilmenee, keksin nössä esitetyssä yksimoodisen optisen kuidun mittauslaitteistossa teline, jossa optinen kuitu asetetaan alustalle, on eri kuin ne telineet, joilla optisen kuidun ominaisuudet mitataan. Siten kun yhden kuitunäytteen ominai-35 suuksia mitataan, seuraava kuitunäyte voidaan asettaa 4 89207 seuraavalle alustalle. Samoin voidaan käyttää aika taloudellisesti ja joukko optisen kuidun ominaisuuksia voidaan mitata pelkästään asettamalla optinen kuitu alustalle. Optisen kuidun näytteiden lukumäärä, jonka yksi työnteki-5 jä voi mitata aikayksikössä on huomattavasti suurentunut.

Ensimmäinen optisen kuidun taivutusyksikkö on sijoitettu alustalle niin, että alustalle asetettu optinen kuitu taivutetaan määrättyyn kaaren säteeseen ja että sitä ei voida tarpeettomasti taivuttaa. Tällä tavoin optisen 10 kuidun etenemistapaa mittauksen aikana voidaan kontrolloida niin, että tarpeellinen eteneminen ylläpidetään. Niinpä optinen kuitu voidaan pitää mitattavana vakaissa olosuhteissa kaiken aikaa.

Piirustuksissa 15 kuvio 1 on kaaviokuva, joka esittää tämän keksinnön mukaisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteistossa käytettävän alustan esimerkin järjestelyjä, jossa mitattava optisen kuidun näyte on taivutettu suurisäteisel-le kaarelle, 20 kuvio 2 on kaaviokuva, joka esittää alustaa, jossa optinen kuitu on taivutettu pienisäteiselle kaarelle, kuviot 3(A) ja 3(B) esittävät optisen kuidun taivu-tusyksikön esimerkin, jossa optisen kuidun näyte taivutetaan mittauksen aikana pienelle kaarelle. Tarkemmin, ku-25 va 3(A) esittää optisen kuidun taivutusyksikköä, joka alkaa taivuttaa optista kuitua pienelle kaarelle ja kuva 3(B) esittää optisen kuidun taivutusyksikköä, joka on taivuttanut optista kuitua pienisäteiselle kaarelle.

Kuvio 4 on kaaviokuva, joka esittää toista esimerk-30 kiä optisen kuidun taivutusyksiköstä, joka on sovitettu taivuttamaan optista kuitua pienisäteiselle kaarelle.

Kuvio 5 on kaaviokuva, joka esittää esimerkkiä vetovoiman tuottavasta laitteesta, joka aiheuttaa määrätyn vetovoiman toiseen optisen kuidun taivutusyksikköön, jot-35 ta optinen kuitu saisi suuren kaarevuussäteen mittauksen aikana.

5 89207

Kuvio 6 on kaaviokuva, joka esittää toista esimerkkiä alustasta, jota käytetään yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteessa, jossa optinen kuitu taivutetaan suurelle kaarelle mittauksen aikana.

5 kuvio 7 on kaaviokuva, joka esittää sitä alustaa, jossa optiselle kuidulle annetaan pienisäteinen kaari.

Kuvio 8 esittää kuvaa keksinnön mukaisen yksimoodisen optisen kuidun mittauslaitteen yhden tietyn suoritusmuodon järjestelyjä.

10 Kuvio 9 on kaaviokuva, joka esittää perusjärjestely jä, joissa sovelletaan käytäntöön menetelmää mitata optisen kuidun katkaisuaallonpituutta taivutusmenetelmän mukaan.

Kuvio 10 on graafinen esitys, joka esittää esi-15 merkkiä tiedosta, jota saadaan yksimoodisen optisen kuidun katkaisuaallonpituuden mittausmenetelmällä.

Keksinnön periaatteiden mukaisen yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteiston esimerkit esitetään liitteenä oleviin kuviin viitaten.

20 Ensin kuvataan tyypillinen yksimoodisen optisen kuidun katkaisuaallonpituus.

Yksimoodiselle optiselle kuidulle katkaisuaallonpituus on tärkeä muuttuja. Se kuvaa kriittistä aallonpituutta, joka sallii optisen kuidun kuljettavan valoa 25 vain yhdessä moodissa. Niinpä on olennaista mitata katkaisuaallonpituutta suurella tarkkuudella. Menetelmä, jota paljon käytetään mitattaessa katkaisuaallonpituutta on "taivutusmenetelmä", joka on esitetty teoksessa "Optical Communication Handbook", sivulla 437, 3q kuvassa 5.4.29, julkaisija "Asakura Shorten", syyskuun 1. 1982. Tyypillinen taivutusmenetelmän mukainen mittauslaitteisto on esitetty kuvassa 9. Mitattava optinen kui-tu 1, jonka pituus on sopiva, on yhdistetty aallonpituutta vaihtavan valolähteen 2 ja valonilmaisimen 3 väliin.

35 Valolähde 2 ja ilmaisin 3 on yhdistetty ohjaus- ja lasku-laitteistoon 4.

6 89207

Kun niitattava optinen kuitu 1 ei ole taivutettu, kuten kuvassa 9 on esitetty jatkuvalla viivalla, ohjaus-ja laskulaitteiston 4 ohjaamana aallonpituutta vaihtavasta valolähteestä 2 tuleva valonsäde pyyhkäistään mää-5 rätyillä aallonpituuksilla. Kullakin aallonpituudella ulostuleva optisen kuidun 1 valovoima ( A) havaitaan valoilmaisimella 3 ja talletetaan ohjaus- ja laskulait-teeseen 4.

Tämän jälkeen yhteysolojen optisen kuidun 1 ja valoko lähteen 2 ja valoilmaisimen 3 välillä pysyessä muuttumattomana, optinen kuitu 1 kierretään halkaisijaltaan sopivalle akselille 5, kuten kuvassa 9 on esitetty katkoviivalla IA. Ohjaus- ja laskulaitteen 4 kontrolloimana valolähteestä 2 lähetettävä valosäde pyyhkäistään samalla 35 aallonpituusalueella, ja kullakin aallonpituudella ulostuleva valovoima P2 ( \ ) havaitaan valoilmaisimella 3 ja talletetaan ohjaus- ja laskulaitteeseen 4.

Optisen kuidun ollessa taivuttamaton tallennetun ulostulevan valon suhde ulostulevaan valoon, joka on 20 tallennettu kun optinen kuitu on taivutettu; esimerkiksi seuraava yhtälö, lasketaan ohjaus- ja laskulaitteella 4, ja graafinen esitys, joka kuvaa taivutushäviötä ja aallonpituutta, eli graafinen esitys, joka kuvaa optisen kuidun taivutushäviön aallonpituusominaisuuksia, muodos-25 tuu kuvassa 10 esitetyllä tavalla. Aallonpituusominaisuuk-sien mukaisesti katkaisuaallonpituus voidaan saada taivutushäviön nousupisteenä: Ρη(Λ) R(A) = lOlog —- (1) Ρο(Λ) 30 2

Yksimoodisen optisen kuidun katkaisuaallonpituuden tavanomainen mittaaminen edellä kuvatun "taivutusmenetel-män" mukaan on kuitenkin riittämätön mittaustarkkuutensa ja mittauksen suorituksen suhteen. Katkaisuaallonpituu-35 den mittaustarkkuuteen voi vaikuttaa muutokset optisen kuidun molempien päiden kytkennässä mikä aiheutuu optisen 7 89207 kuidun taivutuksesta, ja siksi täytyy pitää huoli siitä, ettei optisen kuidun päiden kytkennöissä tapahdu muutosta. Toisin sanoen, jos kytkentää muutetaan, valonilmaisi-meen tulevan valon määrä muuttuu riippumatta optisen kui-5 dun aallonpituuden luotettavuudesta.

Edellä kuvatussa "taivutusmenetelmässä'' mitattavan optisen kuidun molemmat päät on kiinnitetty ja siten kiinnitetty optinen kuitu ei taivu. Niinpä optisen kuidun taivuttamiseksi se kierretään akselille. Näin tehden optinen 1Q kuitu kierretään väistämättä keskiakselinsa ympäri. Toisin sanoen optisesta kuidusta tulee kierteinen. Yleensä päällystettyyn optiseen kuituun on jäänyt suuri, sen kier-teisyyttä, vastustava voima. Siksi kierre vaikuttaa optisen kuidun molempien päiden kytkentäoloihin vaikuttaen 15 siten negatiivisesti mittauksen tarkkuuteen.

Edelleen peitettyyn optiseen kuituun on jäänyt sen taivutusta vastustava voima. Siten on vaikea pitää optista kuitua paikallaan pelkästään kiertämällä se akselille. Niinpä on tarpeen käyttää esimerkiksi teippiä kiinnit-20 tämään optinen kuitu akseliin, mikä alentaa mittauksen tehokkuutta.

Edelleen edellä kuvatussa "taivutusmenetelmässä" olosuhteiden, joissa optista kuitua ei taivuteta, uudelleen aikaansaaminen ja pysyvyys on heikkoa ja siten mittaustu-25 loksen luotettavuus on alhainen. Ensimmäinen syy tähän on se, että "tilannetta, jossa optista kuitua ei ole taivutettu" ei ole selvästi määritelty, optisen kuidun asentamistapa on jätetty mittauksen tekevälle henkilölle. Eri henkilöt tai eri mittaukset saattavat aikaansaada erilai-30 siä "olosuhteita, jossa optista kuitua ei taivuteta".

Toinen syy on, että kun optinen kuitu riippuu, kuten kuvassa 9, mittausarvo muuttuu suuresti optisen kuidun tilan pienestä muutoksesta.

Niinpä CCITT (International Consultative Committee 35 for Telephone and Telegraph) on ilmoittanut seuraavan tie- 8 89207 don teoksessa "Revised Version of Recommendation G652 Cnaracteristics of A Single Mode Fiber Cable", ss 15-18, May 1984: "Tilanne, jolloin optinen kuitu ei ole taivutettu" on tilanne, jossa optinen kuitu on taivutettu 5 suurelle kaarelle säteeltään 140 mm; ja "tilanne, jossa optinen kuitu on taivutettu" on tilanne, jossa optinen kuitu on taivutettu pienelle kaarelle säteeltään 30 mm. Aallonpituuden luotettavuuden vertailu molemmissa olosuhteissa tehdään samalla tavalla kuin tavanomaisessa 10 menetelmässä, ja siten saadaan katkaisuaallonpituus.

Edelleen on lisätty seuraavat mittausolosuhteet: Annettaessa optiselle kuidulle suuri kaarensäde, suurta kaarensädettä pienempää sädettä ei saa antaa optiselle kuidulle, ja taivutettu optisen kuidun osa on kappale 15 ympyränkehää, jolla on suuri kaarensäde. Toisaalta annettaessa optiselle kuidulle pieni kaarensäde, optiselle kuidulle ei saa antaan pientä sädettä pienempää kaarensädettä, ja taivutettu optisen kuidun osa on kappale ympyränkehää, jolla on pieni kaarensäde.

20 Edellä kuvattu taivutus ohjaa etenemismoodia yksi- moodisessa optisessa kuidussa, ja 30 mm:n säteen kaaren taivutus rajoittaa etenemismoodia optisessa kuidussa LPq^ moodiin, joka on alin ohjausmoodi.

Katkaisuaallonpituus mitataan kuten edellä on ku-25 vattu. Toisaalta, esimerkiksi pistekoon mittaamisessa on tarpeen yksimoodisen pistekoon mittaamiseksi taivuttaa optista kuitua edellä kuvatulla tavalla.

Kuitenkin jopa CCITT:n antamalla menetelmällä, molemmista päistään kiinnitetty optinen kuitu pitää kier-30 tää kerran kehälle, jolla on määrätty säde, ja siksi ongelmat, nimittäin optisen kuidun kiertyminen ja optiseen kuituun jäävä voima, jäävät jäljelle. Optinen kuitu kiertyy, kuidun molempien päiden kiinnitysolosuhteet muuttuvat, ja edelleen päällystettyyn optiseen kuituun 35 jäävä voima vastustaa taivutusta, ja siksi optisen kui- 9 89207 dun asema on epävakaa kun se pelkästään kierretään akselille. Edelleen on tarpeen käyttää esimerkiksi teippiä kiinnittämään optinen kuitu. Tämä optisen kuidun kiinnitys on hankalaa. Vie suhteellisen pitkän ajan kiertää opti-5 nen kuitu halkaisijaltaan suurelle, esimerkiksi 280 mm, akselille niin, että kuitu on tiukasti kiinni akselilla. Lisäksi optisen kuidun kiinnityksessä hyvin pieni taipuma, joka vaikuttaa haitallisesti mittaukseen, aiheutetaan helposti optiselle kuidulle käyttämällä teippiä.

10 Niinpä keksinnön yksimoodisen optisen kuidun ominai suuksien mittauslaite on suunniteltu niin, että mittauksen aikana mitattava optinen kuitu ei kierry ja se voidaan taivuttaa vakaasti, ja optinen kuitu voidaan helposti kiinnittää ja taivuttaa, jolloin mittauksen tarkkuus pysyy 15 suurena, mittauksen tehokkuus paranee, ja mittaukseen kuluva aika ja työvoima voidaan käyttää taloudellisesti.

Niinpä laitteisto, joka voi taivuttaa optista kuitua kiinteässä asemassa kiertämättä sitä ja joka voi pitää ja taivuttaa optista kuitua helposti on sijoitettu alus-20 talle.

Kuvat 1 ja 2 esittävät alustan järjestelyjä, jota käytetään keksinnön mukaisessa yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteessa. Tarkemmin esitettynä kuva 1 esittää mitattavaa optista kuitua, joka on 25 asetettu alustalle ja taivutettu laajalle kaarensäteelle, ja kuva 2 esittää optista kuitua, joka on asetettu alustalle ja joka on taivutettu pienelle kaarelle.

Kuten kuvissa 1 ja 2 on esitetty, optisen kuidun pidäkkeet 24 ja 25 on asetettu alustan 10 lävistäjälle ja 30 lähelle tämän vastakkaisia reunoja. Nämä pidikkeet 24 ja 26 on suunniteltu niin, että jopa suhteellisen suuren vetovoiman kohdistuessa optiseen kuituun 28 mittauksessa, pidikkeet pitävät optista kuitua 28 riittävän suurella voimalla niin, että se pysyy kiinnitettynä. Kiinnittimien 35 24 ja 26 asemaa voidaan hienojakoisesti säätää X-suunnassa 10 89207 ja Y-suunnassa, jotka ovat kohtisuorassa optisen kuidun 28 optista akselia ja toisiaan vastaan ja Z-suunnassa, joka on optisen kuidun 28 optisen akselin suuntainen. Optisen kuidun kiinnikkeet voivat olla kiinnikkeitä ja 5 keskittämislaitteita, jotka on osoitettu JP-patenttihake-muksissa nro 22301/1984 ja 240986/1984.

Ensimmäinen optisen kuidun taivutuskappale, joka taivuttaa optista kuitua 28 mittauksessa suurelle kaarelle, ja toinen optisen kuidun taivutuskappale, joka 10 taivuttaa optista kuitua 28 mittauksessa pienelle kaarelle, on kiinnitetty optisen kuidun kiinnittimien väliin.

Ensimmäiseen optisen kuidun taivutusyksikköön kuuluu suuret rullat 30 ja 32, halkaisijaltaan esim. 280 mm, joita käytetään taivuttamaan optista kuitua suurelle kaa-15 relle. Suutet rullat 30 ja 32 on asennettu niin, että niiden sylinterimäiset seinät ovat vastaavasti yhteydessä kiinnikkeiden 24 ja 26 kiinnipitämien optisen kuidun osien pidennyksiin, ja optinen kuitu ei taivu kiinnikkeen 24 kiinnipitämän optisen kuidun osan ja optisen kuidun 20 osan 28A, joka jää suuren rullan 30 ja pidikkeen 24 väliin, välisellä raja-alueella, eikä raja-alueella, joka jää pidikkeen 26 kiinnittämän optisen kuidun osan ja suurten rullien 32 väliin jäävän optisen kuidun osan 28B väliin.

25 Edelleen rullat 30 ja 32 on asetettu niin, että op tisen kuidun 28 osat 28A ja 28B ovat samansuuntaisia ja osa 28C,joka jää suurien rullien 30 ja 33 väliin, eli rullien 30 ja 32 yhteinen tangentti on samansuuntainen optisen kuidun osien 28A ja 28B kanssa.

30 Toinen suurista rullista 30 ja 32, esimerkiksi 30, on asetettu kiinteästi niin, ettei se voi siirtyä paikaltaan. Toisessa suuressa rullassa, esimerkiksi rullassa 32 on keskiakseli 32A, joka on yhdistetty ohjausuraan 34 niin, että se voi liukua uraa 34 pitkin. Ohjausura 35 34 on muodostettu alustaan 10 niin, että se jatkuu saman- n 89207 suuntaisena kuin optisen kuidun 28 osan pidennys, jota (osaa) pitää paikallaan pidike 26, eli samansuuntaisena kuin tangentti, joka sivuaa pistettä P, josta optisen kuidun 28 taipuma suurella rullalla 32 alkaa.

5 Suuren rullan 32 pitkin ohjausuraa 34 liukuvassa akselissa 32A esiintyy kitkavoimaa niin, että operaattori tai mittaushenkilökunta voi helposti liu'uttaa suurta rullaa 32, mutta optisen kuidun kimmovoima ei voi liu'uttaa rullaa 33. Niinpä kun rullaa 32 siirretään nuolen A suun-nissa, optisen kuidun 28 osat 28A, 28B ja 28C pysyvät lineaarisina ja samansuuntaisina toistensa kanssa; eli ne eivät koskaan taivu niin kauan kun optinen kuitu on kiinnitetty .

Toiseen optisen kuidun taivutusyksikköön, joka tai-^5 vuttaa optista kuitua 28 mittauksen aikana pienelle kaarelle, kuuluu pienisäteiset taivutuskappaleet, nimittäin pienet, halkaisijaltaan esimerkiksi 60 mm olevat rullat 36, 38 ja 40, jotka on asennettu optisen kuidun pidäkkeen 24 ja suuren rullan 30 väliin.

20 Kunkin pienen rullan 36, 38 ja 40 kaarensäde on sama, joka annetaan optiselle kuidulle. Rullat 36 ja 38 asetetaan optisen kuidun 28 toiselle puolelle ja niiden väli on etäisyys D, joka on yhtä suuri kuin rullan 40 halkaisija. Rullat 36 ja 38 ovat yhteydessä optiseen kuituun 28 niin, 25 etteivät ne voi suoranaisesti taivuttaa sitä.

Toinen pieni rulla 40 on asetettu optisen kuidun 28 vastakkaiselle puolelle. Optisen kuidun 28 taivuttamiseksi pienelle kaarensäteelle, rulla 40 työntyy rullien 36 ja 38 väliin työntäen optista kuitua 28 niin, että kolmen 3q pienen rullan keskipisteet ovat samalla suoralla tai rullan 40 keskipiste menee kahden muun pienen rullan 36 ja 38 keskipisteitä yhdistävän linjan poikki, kuten on esitetty kuvassa 2.

. Kun pienet rullat 36, 38 ja 40 asetetaan kuvan 1 mu- 35 kaisesti, optinen kuitu 28 ei taivu pienelle kaarensäteel- 12 89207 le. Kun rullat 36, 38 ja 40 asetetaan kuvan 2 mukaisesti, optinen kuitu 28 taipuu säteeltään pienelle kaarelle ja taipuma vastaa rullan 40 ympärystä.

Kun edellä kuvattu alusta asetetaan asetustelinee-5 seen, mitattava optinen kuitu asetetaan alustalle. Kun alusta asetetaan katkaisuaallonpituutta mittavaan telineeseen mittausasemalla (kuvataan jäljempänä), suoritetaan mittaus.

Optisen kuidun asettamiseksi asennustelineen alus-10 taan, rulla 40 asetetaan kuvassa 1 esitettyyn ensimmäiseen asemaan, ja liikkuva suuri rulla 32 siirretään oikeaan paikkaan, kuten kuvassa 1 on esitetty pisteviivalla. Näissä olosuhteissa pituudeltaan määrätty, esimerkiksi 2 m, optinen kuitu kierretään suurille rullille 30 ja 15 32, ja optisen kuidun molemmat päät kiinnitetään vastaa vasti pidikkeillä 24 ja 26. Sitten suuri rulla 32 siirretään vasempaan kuvassa 2 niin, että optinen kuitu 28 kiinnitetään siinä määrin, ettei mitään liiallista vetovoimaa kohdistu optiseen kuituun.

20 Kaiken kaikkiaan optisen kuidun 28 osat 28A, 28B ja 28C tulevat suoriksi ja toistensa suuntaisiksi. Niinpä optinen kuitu taivutetaan suurilla rullilla 30 ja 32 niin, että kukin suurien rullien muodostama taipuma vastaa suuren rullan 30 tai 32 ympäryksen puolikasta (1/2); eli 25 molempien taipumien summa vastaa rullan 30 tai 32 ympärystä. Edellä kuvatussa operaatiossa optinen kuitu 28 taivutetaan S-kirjaimen muotoon, ja siksi se ei koskaan kierry. Siten optisen kuidun kiinnitysolosuhteet pidikkeillä 24 ja 26 kiinnitettynä pysyvät muuttumattomina.

30 Näissä olosuhteissa asetustelineeseen sijoitettu valonlähde 12 (merkitty pisteviivalla kuvaan 1) lähettää tietyn aallonpituista valosädettä mittauslaitteen läpi. Optista kuitua 16A pidetään mittauslaitteen optisen kuidun pidäkkeellä 14A optisen kuidun 28 toista päätä vas-35 ten. Siten asetettu valosäde tulee optisen kuidun toises- 13 89207 ta päästä ja se kulkee mittauslaitteen optisen kuidun pitimen 14B kiinnittämän mittauslaitteen optisen kuidun 16B kautta valoilmaisimeen 18, jota voidaan hienovaraisesti säätää X-, Y- ja Z-suunnissa niin, että valoilmaisimen 5 18 tulos tulee mahdollisimman suureksi. Tämän tuloksena valolähteen 12 ja optisen kuidun 28 toisen pään välistä etäisyyttä ja valoilmaisimen 18 ja optisen kuidun pään välistä etäisyyttä säädetään useita kymmeniä mikroneja (pm), ja valolähteen 12 ja valoilmaisimen 18 optiset ak-10 selit asetustelineellä osuvat yhteen optisen akselin kanssa.

Alusta, johon optinen kuitu on asetettu edellä mainitulla tavalla, siirretään katkaisuaallonpituuden mittaus-telineeseen. Mittausteliheessä mittauslaitteen optisen kuidun suhteellinen asema valolähteeseen nähden ja mittaus-15 laitteen optisen kuidun suhteellinen asema valonilmaisi-meen on olennaisesti sama kuin mittauslaitteen optisten kuitujen suhteellinen asema asennustelineellä. Niinpä optisen kuidun molempien päiden optiset akselit mittauksen aikana osuvat yhteen valonlähteen ja valonilmaisimen op-20 tisten akseleiden kanssa katkaisuaallonpituuden mittaus-telineellä. Tässä tilanteessa (kuva 1) ohjaus- ja lasku-laitteen kontrolloimana katkaisuaallonpituuden mittaus-telineellä, valolähteestä tuleva valosäde pyyhkäistään tietyillä aallonpituuksilla, ja kullakin aallonpituudella va-25 loilmaisimella havaittu optisen kuidun läpi siirretty valovoima Ρ^(Λ) tallennetaan ohjaus/laskuyksikköön.

Siten valovoiman, joka esiintyy kun optista kuitua taivutetaan suurelle kaarelle, mittaus on suoritettu.

Sitten samalla kun suurta rullaa 34 siirretään oi-30 kealle kuvassa 1, pienempi rulla 40 siirretään toisten pienien rullien 36 ja 38 väliin niin, ettei optinen kuitu 28 löysty, kutfen kuvassa 2 on esitetty. Tästä seurauksena kukin suurten rullien aiheuttama optisten kuitujen taipuma on lyhyempi kuin puolet minkään suuren rullan ympäryk-35 sestä, kun taas pienien rullien 36, 38 ja 40 aiheuttamien 14 89207 optisen kuidun taipumien summa on samankokoinen kuin kunkin pienen rullan ympärysmitta.

Tässä tilanteessa (kuva 2) katkaisuaallonpituuden mittausvaiheessa ohjaus- ja laskulaitteen kontrolloimana 5 valolähteestä tuleva valonsäde pyyhkäistään Selmalla aallonpituusalueella, ja kullakin aallonpituudella katkaisu-aallonpituuden mittausvaiheessa valonilmaisimen havaitsema optisen kuidun 28 läpi siirretty valovoima ?2(A) tallennetaan ohjaus/laskuyksikköön.

10 Siten on mitattu optisen kuidun läpi kahdessa eri laisessa olosuhteessa edelleen valon aallonpituusominai-suudet. Lisäksi on laskettu edellä kuvatun yhtälön (1) mukaan arvo R(A) sekä optisen kuidun katkaisuaallonpituus mittauksen aikana.

15 Edellä kuvatussa suoritusmuodossa suuret rullat 30 ja 32 sekä pienet rullat 36 ja 38 on suunniteltu niin, etteivät ne käänny akseliensa ympäri. Niinpä kun pieni rulla 40 siirretään kuvan 1 asemastaan kuvan 2 asemaan, optinen kuitu 28 liukuu rullien sylinterimäisiä seiniä pit-20 kin. Siinä tapauksessa, että mitattava optinen kuitu on sydänlankaa, joka on myöhemmin päällystetty nailonilla tai vastaavalla materiaalilla, kitkavastusta voidaan vähentää sopivalla rullien materiaalivalinnalla, muodolla ja pintakäsittelyllä, eli optiseen kuituun kohdistuvaa 25 rasitusta voidaan vähentää menetelmällä. Toisaalta tapauksessa, jossa mitattava optinen kuitu on elementtilankaa, joka on ensivaiheessa päällystetty silikonihartsilla tai vastaavalla, kitkavastus on suuri. Siksi optiseen kuituun kohdistuu suurin voima, ja tämän siirto-ominaisuudet voi-30 vat muuttua.

Edellä mainittu vaikeus voidaan poistaa muuttamalla suuria rullia 30 ja 32 ja pieniä rullia 36 ja 38 siten, että ne eivät ole kääntyviä akseliensa ympäri. Jos suuria rullia ja pieniä rullia muutetaan yllä kuvatulla tavalla, 35 sitten kun pieni rulla 40 siirretään kuvan 1 asemastaan is 89207 kuvan 2 asemaansa, rullat, jotka ovat yhteydessä optiseen kuituun 28 kiertyvät optisen kuidun liikkeen mukana; eli optinen kuitu ei koskaan liu'u rullille. Siten vaikka optinen kuitu on elementtilankaa, mitään ei-toivottua voi-5 maa kohdistu optiseen kuituun ja siten tämän siirto-ominaisuudet pysyvät muuttumattomina. Siten sellaisen optisen kuidun, joka on elementtilankaa, katkaisuaallonpituus voidaan mitata suurella tarkkuudella.

Edellä kuvatussa suoritusmuodossa toinen yksikkö, 20 joka taivuttaa mitattavaa optista kuitua pienisäteiselle kaarelle, käsittää pienet rullat 36, 38 ja 40. Toinen yksikkö voidaan kuitenkin muodostaa pienisäteisistä tai-vutuskappaleista 42, 44 ja 46, kuten kuvassa 3 on esitetty. Taivutuskappaleet ovat tarkkoja poikkileikkaukseltaan, 25 ja taivutuskappaleiden kaarien summa on yhtä suuri kuin ympyrän kehä, jolla aikaansaadaan optisen kuidun pienisä-teinen kaari. Tarkemmin selitettynä kunkin taivutuskappa-leen 42 ja 44 kaareva pinta vastaa neljäsosaa ympyrästä, jolla on pieni kaarensäde. Taivutuskappaleet on asetettu 20 optisen kuidun toiselle puolelle siten, että kaarevat pinnat ovat vastakkain toisiensa ja optisen kuidun 28 kanssa. Taivutuskappaleiden 42 ja 44 kaarevat pinnat ovat kulmiensa kautta yhteydessä optiseen kuituun niin, että ; optinen kuitu 28 pysyy suorana (tai kulmat eivät sitä tai- 25 vuta), ja taivutuskappaleiden 42 ja 44 välinen etäisyys D on kaksi kertaa niin pitkä kuin kaaren säde.

Toisella taivutuskappaleella 46 on puolta ympyrää V.: vastaava kaareva pinta. Taivutuskappale 46 on sijoitettu optisen kuidun 28 vastakkaiselle puolelle niin, että kaa-30 reva pinta on vastakkain optisen kuidun 28 kanssa. Siinä tapauksessa, että optinen kuitu on taivutettu pienelle kaarelle, kuten kuvio 3 B esittää, taivutuskappale 46 siirretään niin, että kaikkien kolmen taivutuskappa-leen 42, 44 ja 46 kaarien keskipisteet ovat samalla suo-35 ralla tai taivutuskappaleen 46 kaaren keskipiste menee 16 89207 taivutuskappaleiden 42 ja 44 kaarien keskipisteitä yhdistävän suoran poikki.

Kun taivutuskappaleet 42, 44 ja 46 sijoitetaan niin kuin kuvassa 3A on esitetty, optinen kuitu pysyy 5 suorana. Kun taivutuskappaleet 42, 44 ja 46 sijoitetaan kuvan 3A mukaisella tavalla, optiselle kuidulle 28 tulee pienisäteisen kaaren taivutus. Jos tässä vaiheessa taivutuskappaleen 46 liike on oikda, kumpikin taivutus-kappaleista 42 3a 44 taivuttaa optista kuitua 26 pienisä-teisen ympyrän neljäsosaa (1/4) vastaavasti, kun taas tai-vutuskappale 46 taivuttaa optista kuitua 28 ympyrän puolikasta (1/2) vastaavasti.

Kuvassa 3 esitetyn toisen yksikön muunnelmassa, taivutuskappaleiden 42, 44 ja 46 kaarevat pinnat pitäisi pitää ^5 vastaavasti määrätyissä suunnissa kaiken aikaa; eli ne eivät saisi kiertyä. Siten kun taivutuskappale 46 siirtyy toisten taivutuskappaleiden 42 ja 44 väliin taivutuskappaleet voivat hangata optista kuitua.

Toista optisen kuidun taivutusyksikköä voidaan modi-20 fioida kuvassa 4 esitetyllä tavalla. Pienten rullien 36, 38 ja 40 lisäksi käytetään kahta muuta pientä rullaa 38B ja 40B. Tässä muunnoksessa optiselle kuidulle 28 voidaan saada kaksi kertaa pienen rullan ympärystä vastaava taipuma laittamalla rullat 40 ja 40B menemään rullien 36 ja 38 vä-25 liin ja rullien 38 ja 38B väliin vastaavasti siten, että rullien 36, 38, 38b, 40 ja 40B keskipisteet on asetettu samalle linjalle tai rullien 40 ja 40B keskipisteet menevät rullia 36, 38 ja 38b yhdistävän suoran poikki.

Keksinnön mukaisen optisen kuidun ominaisuuksien 3Q mittauslaitteen edellä kuvatussa alustassa optinen kuitu 28 pidetään tiukkana siirtämällä suurta rullaa 32 ohjainta 34 pitkin. Tämä työvaihe on kuitenkin hankala. Optisen kuidun kiristysaste eli optiseen kuituun vaikuttava vetovoima määritetään operaattorin tai mittaushenkilöstön tun-35 temuksen perusteella, ja siten mittausta ei voida suorit- 17 89207 taa muuttamatta optiseen kuituun vaikuttavaa vetovoimaa. Edelleen vetovoimaa on tarpeen säätää sen verran, että optinen kuitu ei löysty taivutuskappaleiden ympärillä, ja jännitys, joka voi haitallisesti vaikuttaa optisen kuidun 5 siirto-ominaisuuksiin ei kohdistu optiseen kuituun. Toisin sanoen optiseen kuituun vaikuttavan vetovoiman säätö on suhteellisen vaikeaa. Jos vetovoima on liiallista, suuri voima, kuten sivupaine vaikuttaa optiseen kuituun ja muuttaa tämän siirto-ominaisuuksia ja siirtää optista kuitua, ^0 joka on asetettu paikalleen kuidun pidikkeiden avulla.

Kuten edellä oli kuvattu, optiseen kuituun jää sen taivutusta vastustava voima. Siksi, jos optista kuitua asetettaessa kuvassa 1 esitetyllä tavalla alustalle se taivutetaan pelkästään asettamalla se taivutuskappaleiden ^5 päälle, optinen kuitu voi pudota pois. Niinpä työvaihe, jossa optinen kuitu kierretään suurille rullille, ja suurta rullaa 32 siirretään optisen kuidun kiristämiseksi, täytyy suorittaa taitavasti.

Tämä ongelma voidaan ratkaista seuraavilla tavoilla: 20 määrätty vetovoima aiheutetaan siinä suunnassa, jossa suurisäteinen taivutuskappale, kuten suuri rulla 32, liikkuu ja vetovoima kohdistetaan optiseen kuituun jatkuvasti.

Kuvio 5 esittää vetovoiman kohdistuslaitetta, joka on rakenteeltaan yksinkertainen ja jolla voidaan aikaan-25 saada määrätty vetovoima.

Kuviossa 5 esitettyyn laitteeseen kuuluu ohut latta-jousi 70, jonka toinen pää on yhdistetty kierrettävästi kuvan 1 suuren rullan pyörivään akseliin 32A, ja toinen pää on kiinnitetty tiukasti kelaan 68, ja joka on tiukasti 3Q kierretty tälle kelalle 68. Kela 68 on tuettu pyöriväksi pysyvään pisteeseen.

Jousi 7Q on niin sanottu "vakiokuormajousi". Kun jousi 70 vedetään ulos nuolen 72 suunnassa, kela 68 pyörii aiheuttaen vetovoimaa nuolen 74 suunnassa. Koska kela 68 on 35 pyörivä, kela pyrkii kääntymään nuolen 76 suuntaan aiheut- ie 89207 taen siten vakiosuuruisen vetovoiman nuolen 74 suunnassa riippumatta siitä, miten paljon ohutta lattajousta 70 on vedetty auki. Syy, miksi vetovoima on vakio, on se, että ohuen lattajousen voima aiheutuu ainoastaan osassa 78, ^ jossa lattajousi on muotoitunut.

Edellä kuvatussa suoritusmuodossa ensimmäisessä mitattavan optisen kuidun taivutusyksikössä on kaksi pyörivää taivutuskappaletta; kuitenkaan ensimmäiset yksiköt eivät rajoita keksintöä. Toisin sanoen ensimmäistä yksikköä voidaan 10 modifioida kuvissa 6 ja 7 esitetyllä tavalla. Muunnoksessa toinen suurisäteisistä taivutuskappaleista, jotka muodostavat ensimmäisen yksikön, on muutettu puolikuun muotoiseksi osaksi 48, ja toista käytetään suurena rullana 50. Puolikuun muotoinen kappale 48 ja suuri rulla 50 on asennettu 15 niin, että niillä on yhteiset tangentit, jotka on tehty yhdensuuntaisiksi toistensa kanssa ja toinen tangenteista yhtenee optisen kuidun 28 osien, joita pitää paikallaan optisen kuidun pidikkeet 24 ja 26, yhteiseen pidennykseen, ja niin, että optinen kuitu pidetään suorana raja-alueella, 2q joka jää optisen kuidun pidikkeen 24 kiinnittämän osan ja kuidun osan 28A, joka on puolikuun muotoisen osan 48 ja pidikkeen 24 välillä, välille sekä alueella, joka jää optisen kuidun osan, jota pidike 26 pitää paikallaan, ja osan 28B, joka jää suuren rullan 50 ja pidikkeen 26 väliin, vä-25 lille. Optisen kuidun 28 osat 28A ja 28B ja yhteisen tangentin osa 28C puolikuun muotoisen osan 48 ja suuren rullan 50 välillä muodostavat yhden suoran linjan.

Puolikuun muotoinen osa 48, yksi suurisäteisistä taivutuskappaleista, on kiinnitetty niin, että se ei voi 2Q siirtyä. Samalla tavalla kuin kuvissa 1 ja 2 esitetyssä suoritusmuodossa toinen suurisäteinen taivutuskappale, nimittäin suuri rulla 50 liikkuu suunnissa 34A ja 34B, jotka ovat samansuuntaisia kuin mitattavan optisen kuidun 28 osat 28A, 28B ja 28C, ja se on pyörivä. Suuressa rullassa 35 50 on vetovoimankohdistuslaitteisto (ei näy kuvissa 6 ja 7), joka on samanlainen kuin kuvassa 5 esitetty. Vetovoimalait- 19 89207 teisto on otettu mukaan aiheuttamaan määrättyä vetovoimaa siirtämään suurta rullaa nuolen 50A suunnassa; toisin sanoen siirtämään suurta rullaa puolikuun muotoisesta kappaleesta 48 poispäin.

5 Tapauksessa, jossa alustassa on edellä kuvatun kal taiset suurisäteiset taivutusyksiköt, on suositeltavaa asettaa pienet rullat 36, 38 ja 40 puolikuunmuotoisen osan 48 viereen seuraavista syistä: kun pienet rullat toimivat optisen kuidun taivuttamiseksi, puolikuun muotoinen osa 48 10 Pysyy kiinnitettynä, kun taas suuri rulla 50 liukuu pyöriessään tukien siten optista kuitua. Siten, niin kuin kuvissa 1 ja 2 esitetyssä suoritusmuodossa, työvaihe suoritetaan helposti. Edelleen taivutusosat voidaan asentaa tiiviisti, mikä helpottaa alustan koon pienentämistä.

25 Edellä kuvatuissa alustaesimerkeissä pienisäteiset taivutusyksiköt on sijoitettu alustaan; kuitenkin on huomattava, että joillekin mittausvaiheille on tarpeetonta käyttää pienisäteisiä taivutusosia. Siten pienisäteisiä taivutusosia voidaan sijoittaa mittaustelineeseen, jossa 20 pienisäteisen taivutuskappaleen toiminta on tarpeen mittausvaiheessa.

Kuvio 8 esittää tasokuvaa toisesta keksinnön mukaisesta optisen kuidun mittauslaitteen esimerkistä, jossa pienisäteiset taivutusosat on asennettu vain mittausteli-25 neisiin, jossa mittausvaiheet vaativat pienisäteisen taivutuskappaleen toimintaa.

Kuviossa 8 esitetyssä yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteessa on optisen kuidun asetus-teline A, kolme mittaustelinettä B, C ja D läpi kierret-30 tävänä tai nuolien a suunnassa. Alustassa 10 ei ole pienisäteisiä taivutusosia, mutta siinä on suurisäteiset taivutusosat, nimittäin pienet rullat 36, 38 ja 40 on sijoitettu mittaustelineisiin C ja D.

Kuvassa 1 esitetyt valolähde ja valonilmaisin voi-35 vat olla yhdistetty laitteistoksi mitattavan optisen kui- 20 8 9 2 0 7 dun, jota pitää kiinni asetustelineessä A pidikkeet 24 ja 26, säätämiseksi; kuitenkin kuvassa 8 esitetyssä esimerkissä käytetään ITV-kameroita 80 ja 82 kuvaamaan pidikkei-tä 24 ja 26.

5 Mittaustelineeseen B on asennettu optinen kuitu 86, joka on yhdistetty valolähteeseen ja jota pitää paikalleen pidike 84, ja ITV-kamera 90, joka on kiinnitetty pidikkeel-lä 88. Optisen kuidun 86 ja ITV-kameran 90 keskinäinen asema on sama kuin telineen A ITV-kameran 80 ja 82 asema.

1Q Mittaustelineeseen C on asetettu optinen kuitu 86A, joka on yhdistetty valolähteeseen ja jota pitää paikallaan pidike 86A, ja optinen kuitu 92, jota pitää paikallaan 88A ja joka on yhdistetty valoilmaisimeen ja niiden keskinäinen asema on sama kuin telineen A ITV-kameroiden 80 ja 82 asema. 15 Mittaustelineeseen D on asetettu optinen kuitu 86B, joka on yhdistetty valolähteeseen ja jota pitää paikallaan pidike 84B, ja valoa vastaanottava yksikkö 98, jota pitää paikallaan pidike 88B, ja niiden keskinäinen asema on sama kuin telineen A ITV-kameroiden 80 ja 82 asema.

2o Mitattava optinen kuitu 28 on kierretty suurille rullille 30 ja 32 asetustelineen A alustalla 10, ja sen molemmat päät on kiinnitetty vastaavasti pidäkkeillä 24 ja 26. Telineellä A käytetään ITV-kameroita 80 ja 82 tarkkailemaan optisen kuidun 28 päiden sijaintiolosuhteita ja 25 havaitsemaan, onko optinen kuitu kiinnitetty tyydyttävästi pidäkkeillä 24 ja 26 vai ei, ja siten hienojakoisesti voidaan säätää pidikkeiden asemia kahdessa kohtisuorassa suunnassa, jotka ovat kohtisuorassa optisen kuidun optista akselia vastaan. Sitten alusta 10 siirretään telineil-30 le B, C ja D määrätyssä järjestyksessä.

Kun mittaustelineeseen B siirretty alusta 10 on asetettu paikalleen, toinen pidikkeiden 24 ja 26 kiinnittämän optisen kuidun 28 päistä asetetaan samaan linjaan pidikkeen 84 kiinnittämään optisen kuidun 86 kanssa niin, että nii-35 den väliin jää pieni aukko, kun taas optisen kuidun 28 2i 89207 toinen pää asetetaan myös samaan linjaan pidikkeen 88 kiinnittämän ITV-kameran 90 kanssa niin, että niiden väliin jää pieni aukko, ja näiden optiset akselit ovat riittävän yhtenevät toistensa kanssa.

5 Mittaustelineessä B mitataan geometrisia rakenne- muuttujia optiselle kuidulle. Pidikkeen 84 kiinnipitämä optinen kuitu 86 vastaanottaa valolähteestä tulevaa valoa (ei esitetty kuvissa), suuntaa valon mitattavaan optiseen kuituun 28 sen toisen pään läpi valaistakseen ytimen sisä-10 puolen. Toisaalta pidikkeen 88 kiinnipitämä ITV-kamera mittaa niin sanottua "lähialuemallia" optisen kuidun 86 tuottaman ytimen sisäpuolen valaistuksen avulla ja ITV-kameran itsensä aiheuttaman optisen kuidun 28 toisen pään läpi tapahtuvan valaistuksen avulla. Ja ytimen halkaisija, 15 päällysteen läpimitta, epärengasmaisuus ja epäkeskisyys saadaan lähialuemallista.

Kuten edellä olevasta selityksestä ilmenee, on tarpeetonta käyttää pienisäteisiä taivutuskappaleita optisen kuidun geometristen rakenteellisten muuttujien mittaamisessa. 20 Tämän jälkeen alusta 10 siirretään mittaustelinee- seen C. Myös mittaustelineessä C mitattavan optisen kuidun 28, jota pidike 26 pitää paikallaan, pää asetetaan samaan linjaan pidikkeen 84A kiinnipitämän optisen kuidun 86A kanssa niin, että väliin jää pieni aukko, kun taas pidik-25 keen 24 kiinnipitämän mitattavan optisen kuidun toinen pää asetetaan samaan linjaan pidikkeen 88A kiinnipitämän optisen kuidun 92 kanssa niin, että väliin jää pieni väli, ja niiden optiset akselit ovat riittävän yhteneviä keskenään. Pidikkeen 84A kiinnipitämä optinen kuitu 86A vastaanottaa 30 valonlähteestä (ei esitetty kuvassa) tulevaa valoa mitattavan optisen kuidun 28 virittämiseksi, kun taas valoilmaisi-.' . meen (ei-esitetty) yhdistetty optinen kuitu 92 vastaan ottaa valoa, joka tulee mitattavasta optisesta kuidusta 28. Tässä työvaiheessa ensin suoritetaan mittaus taivuttamatta 35 optista kuitua pienillä rullilla 36, 38 ja 40 ja sitten 22 8 9 2 0 7 mittaus suoritetaan tilanteessa, jossa pieni rulla 40 menee muiden pienten rullien 36 ja 38 väliin kunnes kolmen pienen rullan keskipisteet on asetettu samalle linjalle pienisäteisellä kaarella. Optisen kuidun katkaisuaallon-5 pituus saadaan vertaamalla optisen kuidun aallonpituusriip-puvuuksia, joita on havaittu ylläkuvatuilla kahdella mittauksella .

Sekä mittaustelineessä C että mittaustelineessä D (selostettu myöhemmin) toinen optisen kuidun taivutusyksikkö 10 on suunniteltu niin, että pienet rullat 36, 38 ja 40 liikkuvat alustan 10 pinnan kanssa kohtisuorassa suunnassa, eli ne liikkuvat pystysuunnassa, ja pieni rulla 40 liikkuu alustan 10 pinnan suuntaisessa suunnassa ja kohtisuorasti mitattavaan optiseen kuituun niin, että se voi siirtyä toisten pienten rullien 36 ja 38 väliin. Niinpä kun alusta 10 tulee mittaustelineeseen, pienet rullat 36, 38 ja 40 pidetään ylhäällä. Kun alusta 10 on asetettu paikalleen, pienet rullat 36, 38 ja 40 siirretään alas pitämään optista kuitua 28pienen rullan 40 ja jäljelle jäävien rullien 36 ja 38 vä-2q Iissä. Kun mitattavaa optista kuitua 28 taivutetaan pieni-säteiselle kaarelle, pientä rullaa 40 siirretään suunnassa, joka on alustan 10 pinnan kanssa samansuuntainen ja kohtisuorassa kuituun 28 nähden, siirtyen siten jäljelle jäävien pienten rullien 36 ja 38 väliin. Mittauksen jälkeen rulla 25 40 siirretään vähitellen pois toisten rullien 36 ja 38 luo ta ja sitten kaikki kolme rullaa 36, 38 ja 40 nostetaan ylös.

Mittaustelineessä D mitataan pistekokoa. Pidikkeen 84b kiinnipitämä optinen kuitu 86B vastaanottaa valonlähteestä (joka ei näy) tulevaa valoa ja virittää mitatta-3q van optisen kuidun ytimen. Mitattavan optisen kuidun 28 toisen pään kaukoalueen malli on mitattu valoa vastaanottavalla yksiköllä 98, jota pitää paikallaan pidike 88B, ja jota merkitään molemmin puolin nuolilla, ja on yhdistetty kaapelilla 96 mittauslaitteeseen (ei näy), minkä tuloksena op-35 tisen kuidun pistekoko mitataan.

23 8 9 2 0 7 Tässä työvaiheessa myös optinen kuitu taivutetaan toisella yksiköllä, tarkoituksena rajoittaa valon etenemis-moodia optisen kuidun ytimen läpi. Taivutus sallii mitattavan optisen kuidun läpi yksimoodisena etenevän valon ete-5 nemisen havaitsemisen (edellä kuvattuja mittausmenetelmiä varten "menetelmä käyttää lähialuemallia mitattaessa optisen kuidun pään dimensioita" on selitetty teoksessa "Optical Communications Handbook", sivulla 430, julk. "Asakura Shorten" (kirjakauppa), syysk. 1. 1982, tai on esitetty 10 "kaukoalueen mallin mittausmenetelmä". Lisäksi "menetelmä mitata pistekokoa käyttämällä kaukoaluemallia" on esitetty julkaisussa "Sumitomo Denk", ss. 153-156, maalisk., 1983).

Kaikille edellä kuvatuille mittauksille on olennaista saada samaan linjaan valon tulo- ja ulosmenopisteet mit-15 tauslaitteen sivulla ja mitattavan optisen kuidun päät suurella tarkkuudella. Niinpä on tarpeellista, että alusta sijoitetaan tarkasti suhteessa valon tulo- ja ulosmenopis-teisiin, optinen kuitu asetetaan alustalle suurella tarkkuudella ja myös optisen kuidun pidikkeet 24 ja 26 asete-20 taan suurella tarkkuudella. Tämä linjaus voidaan tehdä automaattisesti suurella tarkkuudella seuraavalla menetelmällä: valojärjestelmän sisääntulo- ja ulosmenopään tuet 84 ja 88 (tai 84A ja 84B ja 88B) siirretään mittausteli-neellä B (tai C, tai D) kohtisuorasti optisen kuidun 28 ak-25 seliin nähden kunnes valoa vastaanottavan yksikön vastaanottama valovoima on suurimmillaan. Siinä tapauksessa, että käytetään kuvaa havaitsevaa laitetta kuten ITV-kameraa, säätämisen tehdään tarkkailemalla optisen kuidun kuvaa mittauksen aikana siten, että kuva on kuvaruudulla.

30 Keksinnön mukaan ensimmäinen taivutusyksikkö mitat tavan optisen kuidun taivuttamiseksi suurelle kaarelle on sijoitettu alustalle, ja kaikki mittausvaiheet mukaanlukien ne, joissa käytetään toista taivutusyksikköä taivuttamaan optinen kuitu pienelle kaarelle, tehdään peräkkäisesti.

35 Kun optiseen kuituun kohdistuvaa vetovoimaa kontrolloi- 24 89207 daan sopivasti, optinen kuitu voidaan helposti syöttää, ja optisen kuidun asema voi pysyä muuttumattomana.

Vetovoiman kontrollointi saavutetaan edelleen alustalle sijoitetulla vakiokuormitteisella jousella; toisin 5 sanoen vetovoimaa voidaan kontrolloida käyttämättä ulkoista signaalia tai käyttövoimaa, joka tuotetaan ulkoa päin alustalle. Siten mittauslaite on huomattavan yksinkertainen rakenteeltaan.

Edellä kuvatussa keksinnön mukaisen mittauslaitteen 10 esimerkissä mitataan optisen kuidun geometriset rakennepa-rametrit (käyttäen lähialuemallia), ja mitataan katkaisu-aallonpituus (vaikuttava katkaisuaallonpituus) (käyttämällä kaukoaluemallia. Kuitenkin mittauskohteita ja mittausmenetelmiä voidaan muuttaa tarpeen mukaan. Edellä kuvatun kaltai-15 sessa mittauslaitteessa kukin alusta kierrätetään telineiden läpi ja kaikkia alustoja siirretään samaan aikaan. Siten, jos mittausvaiheeseen vaadittavat ajat mittaustelineel-lä ja optisen kuidun alustalle asettamisen vaatima aika ase-tustelineellä ovat yhtä suuria, aika voidaan käyttää tehok-2o kaasti hyväksi; toisin sanoen mittauksen tehokkuus on lisääntynyt yhtä paljon. Tämän takia esimerkiksi kun geometristen rakennemuuttujien mittaamiseen kuluva aika on suhteellisen pitkä, teline voidaan jakaa kahteen osaan, ytimen mittaustelineeseen ja pinnan mittaustelineeseen niin, 25 että mittausoperaatioiden vaatima aika on kaikilla asemilla riittävän samanpituinen.

Keksinnön mittauslaitteilla mitattavan optisen kuidun päiden linjaus valon tulo- ja ulosmenopisteiden kanssa voidaan saavuttaa jokaisella telineellä, ja kaikki 30 yksimoodisen optisen kuidun, jonka etenemismoodia pitäisi rajoittaa taivutuksella, mittaukset voidaan tehdä. Mittaus-vaiheiden yksityiskohtainen kuvaus sivuutetaan.

Keksinnön edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa suuri kaaren säde ja pienen kaaren säde on vastaavasti asetettu 35 mittoihin 140 mm ja 30 mm CCITTrn ohjeiden mukaan. Keksintö 25 89207 ei kuitenkaan rajoitu sen vuoksi tai siihen. Toisin sanoen yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittausolosuh-teiden mukaan suuri kaaren säde voi olla välillä 100-200 mm, kun taas pieni kaarensäde voi olla välillä 25-50 mm.

5 Edellä olevasta selityksestä käy ilmi, että keksin nön mukaisessa yksimoodisen optisen kuidun mittauslaitteessa, mitattava optinen kuitu asetetaan helposti asetustelineeseen niin, että se pysyy vaaditulla tavalla taivutettuna. Ja pelkästään kierrättämällä alustaa mittaustelineillä 10 peräkkäin voidaan mitata optisen kuidun geometriset rakenne-parametrit, kuten ulkohalkaisija, ytimen halkaisija, ytimen epäkeskisyys ja epärengasmaisuus, pistekoko, katkaisu-aallonpituus ja erityinen taite-ero tehokkaasti, automaattisesti ja jatkuvasti suurella tarkkuudella.

15 Siinä tapauksessa, että mitattava optinen kuitu tai vutetaan geometrisesti suurelle kaarelle alustalla, optinen kuitu taivutetaan niin, että taivutus vastaa ympyrän, jolla on suuri säde, yhtä ympärystä, ja tapauksessa, jossa optinen kuitu taivutetaan säteeltään pienelle kaarelle, kuitu 20 taivutetaan niin, että taivutus vastaa enemmän kuin yhtä ympyrän, jolla on pieni säde, ympärystä. Taivutettaessa optista kuitua, joka on pidetty suorana, optinen kuitu ei koskaan taivu tai löysty. Kun optinen kuitu on kerran asetettu alustalle, kuituun kohdistuva vetovoima ja optisen 25 kuidun asema pidetään muuttumattomana mittauksen ajan.

Siten mittaus voidaan tehdä suurella tarkkuudella ja mittauksen tehokkuus paranee.

Claims (11)

1. 26 89207 Patenttivaatimukset s
2. 1. Yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto, joka käsittää: 5 asennustelineen (A) mitattavan optisen kuidun (28) asentamiseksi alustalle (10); ja mittaustelineet (B, C, D) alustalla olevan optisen kuidun (28) ominaisuuksien mittaamiseksi, jotka telineet on asennettu peräkkäin alustan liikkeen suunnassa, jol-10 loin kullakin mittaustelineellä (B, C, D) on optisen mittausjärjestelmän tulo- ja ulosmenopää, ja jolloin mainittu alusta (10), johon mitattava optinen kuitu (28) asetetaan, on sovitettu siirrettäväksi peräkkäin mainittuihin mittaustelineisiin (B, C, D), ja jokaisessa mittausteli-15 neessä (B, D, D) mitattavan optisen kuidun (28) molemmat päät sijoitetaan samaan linjaan optisen mittausjärjestelmän tulo- vastaavasti ulosmenopäiden suhteen niin, että mittaustelineeseen kuuluvat mittaukset suoritetaan; tunnettu siitä, että mittauslaitteisto käsittää 20 kannattimet (24, 26) mitattavan optisen kuidun (28) molempia päitä varten, alustalle (10) sijoitetun ensimmäisen optisen kuidun taivutusyksikön (30, 32), joka on sovitettu taivuttamaan optista kuitua tarkasti ensimmäiselle kaarevuussä-25 teelle siten, että taivutus vastaa ensimmäisen kaarevuus-säteen omaavan ympyrän yhtä ympäryskehää, optisen kuidun (28) etenemismoodin kontrolloimista varten; alustalle (10) tai määrätylle mittaustelineelle tai -telineille (B, C, D) sijoitetun toisen optisen kui-30 dun taivutusyksikön (36, 38, 40, 40B, 38B), joka on sovitettu taivuttamaan mitattavaa optista kuitua (28) toiselle kaarevuussäteelle, joka on pienempi kuin ensimmäinen kaarevuussäde, siten, että taivutus vastaa enemmän kuin yhtä toisen kaarevuussäteen omaavan ympyrän ympäryskehää. 35 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yksimoodisen op- 27 89207 tisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto, tunnettu siitä, että mainittuun ensimmäiseen optisen kuidun taivutusyksikköön kuuluu ensimmäinen ja toinen suurelle kaarelle taivuttava kappale, joista kutakin käy-5 tetään taivuttamaan mainittua mitattavaa optista kuitua suurisäteiselle kaarelle siten, että taivutus vastaa puolikasta ympyränkehästä, jolla on mainittu säde, ja ainakin mainittu ensimmäinen suurelle kaarelle taivuttava kappale liukuu pitkin mainittujen kahden suurelle kaarel- 10 le taivuttavan kappaleen yhteistä tangenttia.
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto, tunnettu siitä, että ainakin mainittu ensimmäinen suurelle kaarelle taivuttava kappale on sylinterin muotoinen 15 ja pyörii keskiakselinsa suhteen.
4. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto, tunnettu siitä, että mainitun mitattavan optisen kuidun taivuttamiseksi S-kirjaimen muotoon mainitut suurelle 20 kaarelle taivuttavat kappaleet on asennettu niin, että niillä on vain yksi yhteinen tangentti.
5. 5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto, tunnettu siitä, että mainitut suurelle kaarelle 25 taivuttavat kappaleet on asennettu niin, että mainituilla taivutuskappaleilla on kaksi samansuuntaista yhteistä tangenttia, ja niitä pisteitä sivuavat suorat, joissa mainitun mitattavan optisen kuidun taipuminen alkaa, ovat samalla suoralla, jolloin mainittu optinen kuitu taipuu 30 silmukan muotoon.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto, tunnettu siitä, että mainittu toinen suurelle kaarelle taivuttava kappale on puolikuun muotoinen kappale, jonka 35 syvennys on mainittuun ensimmäiseen suurelle kaarelle 2β 89207 taivuttavaan kappaleeseen päin, ja mainittu syvennys on kaari, jonka säde on yhtäsuuri kuin ensimmäisen suurelle kaarelle taivuttavan kappaleen säde.
7. 7. Patenttivaatimuksen 2, 3, 4, 5 tai 6 mukainen 5 yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto, tunnettu siitä, että mainitun ensimmäisen optisen kuidun taivutusyksikön ensimmäiseen suurisä-teiseen taivutuskappaleeseen kuuluu vetovoimaa aiheuttava laitteisto (68, 70, 32A), joka mainittua mitattavaa op- 10 tista kuitua taivutettaessa, aiheuttaa mainittuun ensimmäiseen suurisäteiseen taivutuskappaleeseen vaikuttavan siirtovoiman siten, että siirtovoima suunnataan pitkin mainittua tangenttia ja kohti mainitun ensimmäisen suuri-säteisen taivutuskappaleen sitä puolta, jolle mainittu 15 optinen kuitu on kierretty.
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittaamislaitteisto, tunnettu siitä, että mainittuun vetovoimaa aiheuttavaan laitteeseen kuuluu ohut lattajousi (70), joka on kiertei- 20 sesti käämitty ja jonka toinen pää on yhdistetty mainittuun ensimmäisen optisen kuidun taivutusyksikön ensimmäiseen suurisäteiseen taivutuskappaleeseen ja toinen pää on yhdistetty kelaan (68), joka pyörii pyörivän akselin (32A) ympäri, joka on asetettu tietyn matkan päähän tan-25 gentin suunnassa ensimmäisen suurisäteisen taivutuskappa- leen siitä puolesta, jolle optinen kuitu on kierretty, ja vetovoimaa aiheuttava laite aiheuttaa määrätyn vetovoiman optiselle kuidulle riippumatta ohuen lattajousen asemasta.
9. 9. Patenttivaatimuksen 1, 3, 4, 5, 6, 7 tai 8 mu kainen yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto, tunnettu siitä, että mainittuun toiseen optisen kuidun taivutusyksikköön, jota käytetään taivuttamaan mitattavaa optista kuitua pienisäteiselle 35 kaarelle, kuuluu ainakin kolme pienisäteistä taivutuskap- 29 89207 paletta, joilla on tätä pienisäteistä kaarta vastaava kaareva pinta, että ainakin kaksi näistä pienisäteisistä taivutuskappaleista, nimittäin ensimmäiset taivutuskappa-leet on asennettu niin, että mainitut ensimmäiset pie-5 nisäteiset taivutuskappaleet on sijoitettu mainitun mitattavan optisen kuidun toiselle puolelle ja niiden välinen etäisyys toisistaan on kaksi kertaa pienen kaarevuus-säteen pituus, ja ne on kosketuksissa mitattavaan optiseen kuituun niin, että kun ensimmäinen optisen kuidun 10 taivutusyksikkö taivuttaa mitattavaa optista kuitua suurelle kaarelle, optista kuitua eivät taivuta ensimmäiset pienisäteiselle kaarelle taivuttavat kappaleet, että jäljelle jäävät pienelle kaarelle taivuttavat kappaleet, nimittäin toinen pienisäteinen taivutuskappale ottaa sil-15 loin, kun mitattavaa optista kuitua taivutetaan vain suurelle kaarelle ensimmäisellä optisen kuidun taivutusyksi-köllä, ensimmäisen aseman, joka on mitattavan optisen kuidun toisella puolella niin, että mitattavaa optista kuitua ei taivuteta toisella pienisäteisellä taivutuskap-20 paleella, ja se ottaa siellä toisen aseman kun mitattavaa optista kuitua taivutetaan pienelle kaarelle, missä toinen pienisäteinen taivutuskappale sijaitsee ensimmäisten pienisäteisten taivutuskappaleiden välissä, ja silloin kun mainittu toinen pienisäteinen taivutuskappale on mai-25 nitussa toisessa asemassa, jokainen ensimmäinen pienisä teinen taivutuskappale taivuttaa mitattavaa optista kuitua siten, että taivutus vastaa neljäsosaa (1/4) ympyrän-kehästä, jonka säde on yhtä suuri kuin pieni kaarevuussä-de, kun taas toinen pienisäteinen taivutuskappale taivut-30 taa mainittua mitattavaa optista kuitua siten, että taivutus vastaa puolta (1/2) ympyränkehästä, jonka säde on yhtä suuri kuin mainittu kaarevuussäde, ja toisen optisen kuidun taivutusyksikön ansiosta pienin kaarevuussäde, joka annetaan optiselle kuidulle, on yhtä suuri kuin mai-35 nittu pieni kaarevuussäde. 30 89207
10. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto, tunnettu siitä, että toisen optisen kuidun taivutusyk-sikön toinen pieni säteinen taivutuskappale pyörii tasai- 5 sesti sylinterimäisen akselin ympäri.
11. 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yksimoodisen optisen kuidun ominaisuuksien mittauslaitteisto, tunnettu siitä, että ainakin yhdellä mittaustelineistä optisen mittausjärjestelmän tulo- ja ulosmenopäät ovat 10 kiinnittimien kiinnipitämiä optisia kuituja, joilla kiin-nittimillä optisen mittausjärjestelmän tulo ja menopäiden asemaa voidaan säätää niin, että mittausjärjestelmän tulo- ja ulosmenopäiden ollessa yhdistettynä mitattavan optisen kuidun molempiin päihin, ulostulopäästä tuleva va-15 lovoima on suurin mahdollinen. 3i 89207