JPH08313751A - 光ファイバの永久接続のための自動融合温度制御の方法と装置 - Google Patents
光ファイバの永久接続のための自動融合温度制御の方法と装置Info
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- JPH08313751A JPH08313751A JP8108003A JP10800396A JPH08313751A JP H08313751 A JPH08313751 A JP H08313751A JP 8108003 A JP8108003 A JP 8108003A JP 10800396 A JP10800396 A JP 10800396A JP H08313751 A JPH08313751 A JP H08313751A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
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-
- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
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- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバ永久接続装置に対する温度の測定
と制御のための方法と装置を提供する。 【解決手段】 光ファイバ永久接続装置の保持器の中
に、比較的大きな横方向オフセット距離を有して光ファ
イバの端部分が配置され、そして溶接用電極の間に発生
する電気アークの熱により、これらのファイバ端部分が
永久接続される。ファイバ端部分の加熱が継続され、こ
の場合、ファイバ端部分のオフセット距離が表面張力に
より次第に減少する。加熱期間中の異なる時刻にオフセ
ット距離が測定され、これらの測定値とそれらの時刻と
からファイバ端部分の温度が決定される。この温度が所
定の設定値と比較され、その結果に従って、永久接続領
域の加熱の制御が行われる。この方法により、比較的正
確に所定の減衰量を有するオフセット減衰器を作成する
ことができる。
と制御のための方法と装置を提供する。 【解決手段】 光ファイバ永久接続装置の保持器の中
に、比較的大きな横方向オフセット距離を有して光ファ
イバの端部分が配置され、そして溶接用電極の間に発生
する電気アークの熱により、これらのファイバ端部分が
永久接続される。ファイバ端部分の加熱が継続され、こ
の場合、ファイバ端部分のオフセット距離が表面張力に
より次第に減少する。加熱期間中の異なる時刻にオフセ
ット距離が測定され、これらの測定値とそれらの時刻と
からファイバ端部分の温度が決定される。この温度が所
定の設定値と比較され、その結果に従って、永久接続領
域の加熱の制御が行われる。この方法により、比較的正
確に所定の減衰量を有するオフセット減衰器を作成する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度を測定するた
めの方法、および前記方法を実施するための装置に関す
る。さらに詳細にいえば、本発明は、光ファイバ永久接
続体に対する自動融合温度制御のための方法と、少し変
えられた光ファイバ永久接続体を得るための装置に関す
る。
めの方法、および前記方法を実施するための装置に関す
る。さらに詳細にいえば、本発明は、光ファイバ永久接
続体に対する自動融合温度制御のための方法と、少し変
えられた光ファイバ永久接続体を得るための装置に関す
る。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバを融合永久
接続する際、多くの場合、電気アークを用いて２個の光
ファイバの端部分を溶融してそれらを相互に永久接続す
ることが行われる。非常に高い電圧の直流電流または交
流電流が一対の電極の間に加えられると、これらの電極
の間に電気アークが発生する。この電気アークの強度
は、通常、消費電流または／および消費電力のフィード
バック制御により制御される（電流および電圧の増
倍）。１９９５年３月７日に受け付けられて出願されて
いる国際特許出願第ＷＯ−Ａ１ ９５／２４６６４号の
「光ファイバの溶接における電子制御（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｗｅｌｄｉｎｇ ｏ
ｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒｓ）」と、対応する日本国特
許出願第５２３，９９９／９５号、および米国特許出願
第０８／４００，９６６号を参照されたい。けれども、
この方法を実際に使用する場合、電気アークにより加熱
される物体の温度は永久接続体ごとに異なり、そして場
合々々で異なるであろう。それは、電極対の条件が常に
変動し、それにより電気アークの強度が変動するからで
ある。
接続する際、多くの場合、電気アークを用いて２個の光
ファイバの端部分を溶融してそれらを相互に永久接続す
ることが行われる。非常に高い電圧の直流電流または交
流電流が一対の電極の間に加えられると、これらの電極
の間に電気アークが発生する。この電気アークの強度
は、通常、消費電流または／および消費電力のフィード
バック制御により制御される（電流および電圧の増
倍）。１９９５年３月７日に受け付けられて出願されて
いる国際特許出願第ＷＯ−Ａ１ ９５／２４６６４号の
「光ファイバの溶接における電子制御（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｗｅｌｄｉｎｇ ｏ
ｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒｓ）」と、対応する日本国特
許出願第５２３，９９９／９５号、および米国特許出願
第０８／４００，９６６号を参照されたい。けれども、
この方法を実際に使用する場合、電気アークにより加熱
される物体の温度は永久接続体ごとに異なり、そして場
合々々で異なるであろう。それは、電極対の条件が常に
変動し、それにより電気アークの強度が変動するからで
ある。
【０００３】高温度の融合永久接続工程（ファイバ端部
分の部材の温度は約１，８００℃〜２，０００℃、およ
びファイバ端部分のまわりの電気アーク領域の温度は約
３，０００℃〜４，０００℃）の期間中、ファイバのシ
リカ部材から粒子が蒸発し、そして電極の表面に付着
し、それにより、電極の表面はかなり粗い構造体にな
る。図１ａの電極の先端部分の写真を参照されたい。表
面を被覆しているシリカの厚さと形状は、長い間には少
し変化する。それは、表面を被覆した粒子の一部分が焼
失し、一方、新しい粒子が電極表面に沈着するからであ
る。これらのシリカ層の導電率は、用いられる高い温度
と高い電圧において、空気の導電率とは非常に異なる。
このために、電気アークの強度と形状とが不均一に分布
し、そして持続的に変動する。図１ｂの電極の先端部の
写真を参照されたい。したがって、電流を同じ値に保持
するために、もし永久接続装置の電子制御装置によって
電流が十分に制御されても、ファイバ端部分の温度は、
作成される永久接続体ごとになお変動するであろう。け
れども、クラッディングの外側表面が整合されて実行さ
れる通常の永久接続の場合、温度の中程度の変動はそれ
程大きな影響を与えないであろう。しかし、もし要求さ
れた減衰量を有する永久接続体のような特別の永久接続
体を考えるならば、この変動は重大な影響を与えること
があるであろう。
分の部材の温度は約１，８００℃〜２，０００℃、およ
びファイバ端部分のまわりの電気アーク領域の温度は約
３，０００℃〜４，０００℃）の期間中、ファイバのシ
リカ部材から粒子が蒸発し、そして電極の表面に付着
し、それにより、電極の表面はかなり粗い構造体にな
る。図１ａの電極の先端部分の写真を参照されたい。表
面を被覆しているシリカの厚さと形状は、長い間には少
し変化する。それは、表面を被覆した粒子の一部分が焼
失し、一方、新しい粒子が電極表面に沈着するからであ
る。これらのシリカ層の導電率は、用いられる高い温度
と高い電圧において、空気の導電率とは非常に異なる。
このために、電気アークの強度と形状とが不均一に分布
し、そして持続的に変動する。図１ｂの電極の先端部の
写真を参照されたい。したがって、電流を同じ値に保持
するために、もし永久接続装置の電子制御装置によって
電流が十分に制御されても、ファイバ端部分の温度は、
作成される永久接続体ごとになお変動するであろう。け
れども、クラッディングの外側表面が整合されて実行さ
れる通常の永久接続の場合、温度の中程度の変動はそれ
程大きな影響を与えないであろう。しかし、もし要求さ
れた減衰量を有する永久接続体のような特別の永久接続
体を考えるならば、この変動は重大な影響を与えること
があるであろう。
【０００４】さらに、電気アークの温度はまたまわりの
空気の気圧に強く依存する。電気アークの最高温度は、
永久接続電流が同じであっても、標高が異なると甚だし
く変わる。標高の高い地球上の地点において、融合電流
をその都度最適化することをしないで融合接続を実行す
る場合、ファイバを相互に永久接続することは全くでき
ない。
空気の気圧に強く依存する。電気アークの最高温度は、
永久接続電流が同じであっても、標高が異なると甚だし
く変わる。標高の高い地球上の地点において、融合電流
をその都度最適化することをしないで融合接続を実行す
る場合、ファイバを相互に永久接続することは全くでき
ない。
【０００５】電気アークの温度は、例えば、オフセット
融合永久接続による減衰器の製造に大きな影響を与える
ことが可能である。その説明については、出願された国
際特許出願第ＷＯ−Ａ１ ９５／２４６６５号の「光フ
ァイバの制御された永久接続（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
ｓｐｌｉｃｉｎｇ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ
ｓ）」と、対応する日本国特許出願第５２３，４００／
９５号、および米国特許出願第０８／４００，９６８号
を参照されたい。この特許の内容は、参考として本発明
の中に取り込まれている。ここで、光ファイバの端部分
は横方向にずれている。この場合、光ファイバの側面の
間にオフセット距離が存在し、したがって、ファイバの
クラッディングの外側表面の間にオフセット距離が存在
する。また、光ファイバの中のコア部材の拡散を用いて
作成される減衰器の製造については、同時に受付けられ
た特許出願「光ファイバ減衰器（Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉ
ｂｅｒ ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）」を参照されたい。電
気アークの温度は、延長された時間間隔の間、注意深く
制御されなければならない。
融合永久接続による減衰器の製造に大きな影響を与える
ことが可能である。その説明については、出願された国
際特許出願第ＷＯ−Ａ１ ９５／２４６６５号の「光フ
ァイバの制御された永久接続（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
ｓｐｌｉｃｉｎｇ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ
ｓ）」と、対応する日本国特許出願第５２３，４００／
９５号、および米国特許出願第０８／４００，９６８号
を参照されたい。この特許の内容は、参考として本発明
の中に取り込まれている。ここで、光ファイバの端部分
は横方向にずれている。この場合、光ファイバの側面の
間にオフセット距離が存在し、したがって、ファイバの
クラッディングの外側表面の間にオフセット距離が存在
する。また、光ファイバの中のコア部材の拡散を用いて
作成される減衰器の製造については、同時に受付けられ
た特許出願「光ファイバ減衰器（Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉ
ｂｅｒ ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）」を参照されたい。電
気アークの温度は、延長された時間間隔の間、注意深く
制御されなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの目的は、
光ファイバを溶接する時の融合温度の制御に対し、自動
的な方法の一部分として用いることができ、そしてリア
ルタイムで実行することができる、温度を測定する方法
を得ることである。
光ファイバを溶接する時の融合温度の制御に対し、自動
的な方法の一部分として用いることができ、そしてリア
ルタイムで実行することができる、温度を測定する方法
を得ることである。
【０００７】本発明のまた別の目的は、従来の自動ファ
イバ永久接続装置において、それらの制御工程を一部変
更することにより実行することができ、良好な温度制御
を有する、オフセット方式の光ファイバ減衰器を製造す
る方法を得ることである。
イバ永久接続装置において、それらの制御工程を一部変
更することにより実行することができ、良好な温度制御
を有する、オフセット方式の光ファイバ減衰器を製造す
る方法を得ることである。
【０００８】本発明のさらに別の目的は、温度を測定す
るための装置を得ることであり、特に、光ファイバに対
し良好な温度制御を有する永久接続装置、およびオフセ
ット・ファイバ永久接続体方式の減衰器を製造するのに
また適切である永久接続装置を得ることである。
るための装置を得ることであり、特に、光ファイバに対
し良好な温度制御を有する永久接続装置、およびオフセ
ット・ファイバ永久接続体方式の減衰器を製造するのに
また適切である永久接続装置を得ることである。
【０００９】これらの目的は本発明により達成すること
ができる。本発明の性質および特徴は請求項に明確に開
示されている。
ができる。本発明の性質および特徴は請求項に明確に開
示されている。
【００１０】したがって全体的にいえば、加熱された領
域の温度、または加熱された領域の内部に配置された部
材の一部分の温度を、下記の方法により決定することが
できる。まず、部材の適切な部分が選定される。この部
分は、加熱された領域の温度に適合した溶融温度を有す
る。したがって、この部分が加熱された領域の中に入れ
られる時、そしてその熱により加熱される時、この部分
は溶融する、または通常は与えられた好ましい粘度を有
する液体状態になる、または少なくとも流体状態になる
はずである。この部材およびその部分の形状は、液体状
態における表面張力により発生する不均一な力および／
または局部的な力を受けるという、特徴を有するはずで
ある。特に、部材のその部分の構造および形状は、表面
張力により液体状態において変形するはずである。好ま
しい部材はガラス部材であり、特に、光ファイバのシリ
カ・ガラスが好ましい部材である。その部分の好ましい
形状または構造は、それらが２個の光ファイバの隣接す
る端部分を有し、そしてその端部分は相互に平行に配置
されるが、しかし整合はしていなく、したがって、光フ
ァイバの表面にオフセットが存在する、すなわち、ファ
イバ・クラッディングの表面にオフセットが存在する。
域の温度、または加熱された領域の内部に配置された部
材の一部分の温度を、下記の方法により決定することが
できる。まず、部材の適切な部分が選定される。この部
分は、加熱された領域の温度に適合した溶融温度を有す
る。したがって、この部分が加熱された領域の中に入れ
られる時、そしてその熱により加熱される時、この部分
は溶融する、または通常は与えられた好ましい粘度を有
する液体状態になる、または少なくとも流体状態になる
はずである。この部材およびその部分の形状は、液体状
態における表面張力により発生する不均一な力および／
または局部的な力を受けるという、特徴を有するはずで
ある。特に、部材のその部分の構造および形状は、表面
張力により液体状態において変形するはずである。好ま
しい部材はガラス部材であり、特に、光ファイバのシリ
カ・ガラスが好ましい部材である。その部分の好ましい
形状または構造は、それらが２個の光ファイバの隣接す
る端部分を有し、そしてその端部分は相互に平行に配置
されるが、しかし整合はしていなく、したがって、光フ
ァイバの表面にオフセットが存在する、すなわち、ファ
イバ・クラッディングの表面にオフセットが存在する。
【００１１】部材のその部分が、加熱された領域の中に
挿入される。好ましい場合には、加熱された領域は、従
来のファイバ永久接続装置の電極の先端の間に発生する
電気アークの領域であり、そしてファイバの端部分がそ
の領域の中に挿入される。次に、例えば、部材のその部
分の表面の幾何学的変化を観測することにより、その部
分の変形の速度が決定される。特別の場合には、ファイ
バの端部分のオフセット距離を、ファイバ・クラッディ
ングのオフセット距離として、または好ましくはファイ
バ端部分コアのオフセット距離として、のいずれかで測
定することができる。この測定は、少なくとも２回行わ
れる。場合によっては、ファイバの端部分が加熱された
領域の中に入れられる時、初期の横方向オフセット距離
を１回の測定として使用することが可能である。決定さ
れた変形の速度から、最終的に、部材のその部分の温
度、そして次に加熱された領域の温度が最終的に決定さ
れる。
挿入される。好ましい場合には、加熱された領域は、従
来のファイバ永久接続装置の電極の先端の間に発生する
電気アークの領域であり、そしてファイバの端部分がそ
の領域の中に挿入される。次に、例えば、部材のその部
分の表面の幾何学的変化を観測することにより、その部
分の変形の速度が決定される。特別の場合には、ファイ
バの端部分のオフセット距離を、ファイバ・クラッディ
ングのオフセット距離として、または好ましくはファイ
バ端部分コアのオフセット距離として、のいずれかで測
定することができる。この測定は、少なくとも２回行わ
れる。場合によっては、ファイバの端部分が加熱された
領域の中に入れられる時、初期の横方向オフセット距離
を１回の測定として使用することが可能である。決定さ
れた変形の速度から、最終的に、部材のその部分の温
度、そして次に加熱された領域の温度が最終的に決定さ
れる。
【００１２】特別の場合には、加熱された領域の温度
は、ファイバの端部分の表面を相互に溶融・融合するの
に十分な温度であることができる。しかし、溶融・融合
を達成するために、ファイバの端部分は加熱された領域
の温度よりもいくらか高い温度にまでまず加熱されるこ
とが好ましい。このことは、加熱された領域が電気アー
クの領域である場合には、電気アークの電流または電力
を最初に増大させ、そして次に、ファイバ端部分のオフ
セット距離が観察される位置において、電気アークの電
流または電力を一定値にまでわずかに低下させることに
より容易に達成することができる。
は、ファイバの端部分の表面を相互に溶融・融合するの
に十分な温度であることができる。しかし、溶融・融合
を達成するために、ファイバの端部分は加熱された領域
の温度よりもいくらか高い温度にまでまず加熱されるこ
とが好ましい。このことは、加熱された領域が電気アー
クの領域である場合には、電気アークの電流または電力
を最初に増大させ、そして次に、ファイバ端部分のオフ
セット距離が観察される位置において、電気アークの電
流または電力を一定値にまでわずかに低下させることに
より容易に達成することができる。
【００１３】特別の場合には、光ファイバの端部分が溶
融温度または溶融温度に近い温度にまで加熱される永久
接続工程の期間中、２個の光ファイバ端部分の間の永久
接続部の温度を制御するために、およびまた所定のオフ
セット距離を有する光ファイバ永久接続部を用いて光減
衰器を作成するために、前記で説明された段階を用いる
ことができる。この工程は、通常、精密な温度制御を必
要とする。この制御は、決定された温度が所定の設定値
とまず比較され、そして次にこの比較の結果に従って電
極間の電流が変更されることにより、光ファイバ端部分
の加熱が修正されるという従来の方式で行われる。
融温度または溶融温度に近い温度にまで加熱される永久
接続工程の期間中、２個の光ファイバ端部分の間の永久
接続部の温度を制御するために、およびまた所定のオフ
セット距離を有する光ファイバ永久接続部を用いて光減
衰器を作成するために、前記で説明された段階を用いる
ことができる。この工程は、通常、精密な温度制御を必
要とする。この制御は、決定された温度が所定の設定値
とまず比較され、そして次にこの比較の結果に従って電
極間の電流が変更されることにより、光ファイバ端部分
の加熱が修正されるという従来の方式で行われる。
【００１４】温度測定装置は、前記で説明されたように
して選定された部材部分と、この部材部分が加熱された
時に、この部材部分の幾何学的形状の変化に関する一定
の特性を測定する測定装置とを有するであろう。さら
に、この温度測定装置は、前記の測定装置による測定結
果から変形の速度を決定するための装置と、そして変形
のこの決定された速度から、その部材部分の温度したが
って加熱された領域の温度を決定するための装置とを有
する。
して選定された部材部分と、この部材部分が加熱された
時に、この部材部分の幾何学的形状の変化に関する一定
の特性を測定する測定装置とを有するであろう。さら
に、この温度測定装置は、前記の測定装置による測定結
果から変形の速度を決定するための装置と、そして変形
のこの決定された速度から、その部材部分の温度したが
って加熱された領域の温度を決定するための装置とを有
する。
【００１５】特別の場合には、この装置は、光ファイバ
を保持し、および２個のファイバ端部分の位置決めを行
うために、光ファイバ永久接続装置において用いられて
いる従来のクラッチ装置またはクランプ装置のような保
持および位置決め装置を有する。これらの装置は、画像
処理および制御装置を収納し、かつこの装置と協力して
動作することにより、光ファイバの端部表面を相互に隣
接させ、かつ初期横方向オフセット距離を有するように
光ファイバを配置することができ、そしてこの隣接した
端部表面を加熱された領域の中に配置することができ
る。光ファイバ永久接続装置の画像処理装置の中に構成
されることが好ましく、かつその中の制御装置により命
令されることが好ましい測定装置は、ファイバ端部分が
加熱された領域の中に配置される時、少なくとも２つの
異なる時刻において、ファイバの端部分の横方向オフセ
ット値を決定するように配置される。次に、速度決定装
置は、これらのオフセット値と、その測定の間の１個ま
たは複数個の時間間隔の長さとからファイバ端部分の温
度を決定することができる。したがって、この装置を用
いることにより、精密な温度制御によって所定の減衰量
を有するオフセット永久接続体を製造することができ
る。
を保持し、および２個のファイバ端部分の位置決めを行
うために、光ファイバ永久接続装置において用いられて
いる従来のクラッチ装置またはクランプ装置のような保
持および位置決め装置を有する。これらの装置は、画像
処理および制御装置を収納し、かつこの装置と協力して
動作することにより、光ファイバの端部表面を相互に隣
接させ、かつ初期横方向オフセット距離を有するように
光ファイバを配置することができ、そしてこの隣接した
端部表面を加熱された領域の中に配置することができ
る。光ファイバ永久接続装置の画像処理装置の中に構成
されることが好ましく、かつその中の制御装置により命
令されることが好ましい測定装置は、ファイバ端部分が
加熱された領域の中に配置される時、少なくとも２つの
異なる時刻において、ファイバの端部分の横方向オフセ
ット値を決定するように配置される。次に、速度決定装
置は、これらのオフセット値と、その測定の間の１個ま
たは複数個の時間間隔の長さとからファイバ端部分の温
度を決定することができる。したがって、この装置を用
いることにより、精密な温度制御によって所定の減衰量
を有するオフセット永久接続体を製造することができ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】下記において添付図面を参照しな
がら、本発明を詳細に説明する。添付図面の実施例は１
つの例であって、本発明の範囲がこの実施例に限定され
ることを意味するものではない。
がら、本発明を詳細に説明する。添付図面の実施例は１
つの例であって、本発明の範囲がこの実施例に限定され
ることを意味するものではない。
【００１７】端部が初期のクラッディング・オフセット
距離を有して配置された２個の光ファイバの永久接続体
を作成しようとする場合、これらの端分が共に加熱さ
れ、そして溶融される時、表面張力の効果によりクラッ
ディングのすべてのオフセットが小さくなる傾向があ
る。引戻し距離ｘは、近似的に時間の指数関数として表
すことができる。Ｉ．ハタケヤマ（Ｉ．Ｈａｔａｋｅｙ
ａｍａ）およびＨ．ツチヤ（Ｈ．Ｔｓｕｃｈｉｙａ）名
の論文「単一モード光ファイバの融合永久接続（Ｆｕｓ
ｉｏｎ ｓｐｌｉｃｅｓ ｆｏｒ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏ
ｄｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒｓ）」、ＩＥＥＥジ
ャーナル・オブ・クォンタム・エレクトリニックス、第
１４巻、第８号、６１４頁〜６１９頁（１９７８年８
月）を参照されたい。
距離を有して配置された２個の光ファイバの永久接続体
を作成しようとする場合、これらの端分が共に加熱さ
れ、そして溶融される時、表面張力の効果によりクラッ
ディングのすべてのオフセットが小さくなる傾向があ
る。引戻し距離ｘは、近似的に時間の指数関数として表
すことができる。Ｉ．ハタケヤマ（Ｉ．Ｈａｔａｋｅｙ
ａｍａ）およびＨ．ツチヤ（Ｈ．Ｔｓｕｃｈｉｙａ）名
の論文「単一モード光ファイバの融合永久接続（Ｆｕｓ
ｉｏｎ ｓｐｌｉｃｅｓ ｆｏｒ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏ
ｄｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒｓ）」、ＩＥＥＥジ
ャーナル・オブ・クォンタム・エレクトリニックス、第
１４巻、第８号、６１４頁〜６１９頁（１９７８年８
月）を参照されたい。
【００１８】
【数１】
【００１９】ここで、Ｘは、時刻ｔ＝０における初期ク
ラッディング・オフセット距離、τおよびνは、それぞ
れ溶融したシリカの表面張力および粘度、Ｒは、クラッ
ディング半径である。画像処理装置を備えた自動永久接
続装置の場合、パラメータｘ、Ｘ、Ｒおよびｔは、すべ
て装置のカメラにより記録された画像から測定すること
ができ、そして画像処理装置を適切にプログラムするこ
とにより、この測定工程または評価工程を自動的に実行
することができる。表面張力τおよび粘度νは、クラッ
ディング・オフセット値ｘおよびＸに依存しないとする
ならば、既知のファイバ半径に対し比Ｘ／ｘは時間のみ
に比例するはずである。
ラッディング・オフセット距離、τおよびνは、それぞ
れ溶融したシリカの表面張力および粘度、Ｒは、クラッ
ディング半径である。画像処理装置を備えた自動永久接
続装置の場合、パラメータｘ、Ｘ、Ｒおよびｔは、すべ
て装置のカメラにより記録された画像から測定すること
ができ、そして画像処理装置を適切にプログラムするこ
とにより、この測定工程または評価工程を自動的に実行
することができる。表面張力τおよび粘度νは、クラッ
ディング・オフセット値ｘおよびＸに依存しないとする
ならば、既知のファイバ半径に対し比Ｘ／ｘは時間のみ
に比例するはずである。
【００２０】
【数２】 ｌｎ（Ｘ／ｘ）＝Ｋ1 ｔ （２）
【００２１】表面張力と粘度との両方が、ファイバ端部
の溶融領域に相当する１，８００℃〜２，０００℃のよ
うな比較的狭い温度範囲において、ファイバ端部の温度
Ｔの１次関数によって近似することができると仮定する
ならば、下記の式が得られる。この １，８００℃〜
２，０００℃の温度範囲は、ファイバ端部の溶融領域に
対して妥当な温度範囲である。
の溶融領域に相当する１，８００℃〜２，０００℃のよ
うな比較的狭い温度範囲において、ファイバ端部の温度
Ｔの１次関数によって近似することができると仮定する
ならば、下記の式が得られる。この １，８００℃〜
２，０００℃の温度範囲は、ファイバ端部の溶融領域に
対して妥当な温度範囲である。
【００２２】
【数３】
【００２３】したがって、Ｔ1 からＴ2 への温度の変化
は、比Ｘ1 ／ｘ1 および比Ｘ2 ／ｘ 2 の変化から測定す
ることができる。すなわち、下記の式が得られる。
は、比Ｘ1 ／ｘ1 および比Ｘ2 ／ｘ 2 の変化から測定す
ることができる。すなわち、下記の式が得られる。
【００２４】
【数４】
【００２５】ここで、ｉ＝１、２として、ｔi は、最初
のオフセット距離Ｘi からオフセット距離ｘi に到達す
るまでの時間間隔の長さである。時間間隔ｔが同じであ
る場合、すなわちもしｔ1 ＝ｔ2 である場合、ファイバ
の温度の相対的変化は、最初のオフセット距離と最後の
オフセット距離との測定から計算することができる。
のオフセット距離Ｘi からオフセット距離ｘi に到達す
るまでの時間間隔の長さである。時間間隔ｔが同じであ
る場合、すなわちもしｔ1 ＝ｔ2 である場合、ファイバ
の温度の相対的変化は、最初のオフセット距離と最後の
オフセット距離との測定から計算することができる。
【００２６】さらに長い時間間隔の間、オフセットを有
するファイバの接合点を加熱する時、この加熱期間中の
温度を一定に保持するために、温度制御に対して、式
（４）の結果を直接に用いることができる。この時、オ
フセット距離Ｘ1 、ｘ1 を２個の引き続く時刻において
決定し、そして次に、Ｘ2 、ｘ2 をその後の２個の他の
引き続く時刻において決定する。ここで、ｘ1 およびＸ
2 の時刻は同じ時刻であることができる。この時、式
（４）により計算される比は、一定の温度に対して、１
に等しくなければならない。もし等しくないならば、温
度が変わったのであり、その場合には、例えばファイバ
端部を永久接続するための電気アークを変えることによ
り、加熱電力すなわち加熱強度を変えなければならな
い。この変更の後、新しい２個の時刻において新しいオ
フセット値Ｘ2 、ｘ2 が測定され、そして式（４）のｔ
が再び計算され、そして値１と比較される。
するファイバの接合点を加熱する時、この加熱期間中の
温度を一定に保持するために、温度制御に対して、式
（４）の結果を直接に用いることができる。この時、オ
フセット距離Ｘ1 、ｘ1 を２個の引き続く時刻において
決定し、そして次に、Ｘ2 、ｘ2 をその後の２個の他の
引き続く時刻において決定する。ここで、ｘ1 およびＸ
2 の時刻は同じ時刻であることができる。この時、式
（４）により計算される比は、一定の温度に対して、１
に等しくなければならない。もし等しくないならば、温
度が変わったのであり、その場合には、例えばファイバ
端部を永久接続するための電気アークを変えることによ
り、加熱電力すなわち加熱強度を変えなければならな
い。この変更の後、新しい２個の時刻において新しいオ
フセット値Ｘ2 、ｘ2 が測定され、そして式（４）のｔ
が再び計算され、そして値１と比較される。
【００２７】もし温度Ｔが消費電力に比例すると仮定す
るならば、下記の式が得られる。この場合については、
Ｄ．ティルバーグ（Ｄ．Ｔｉｌｌｂｅｒｇ）名の論文、
「Ｐｌａｓｍａｓｖｅｔｓｎｉｎｇ ａｖ ｏｐｔｉｓ
ｋａ ｆｉｂｒｅｒ（光ファイバのプラズマ溶接（Ｐｌ
ａｓｍａ Ｗｅｌｄｉｎｇ ｏｆ ＯｐｔｉｃａｌＦｉ
ｂｅｒｓ））、エリクソン・テクニカル・レポート、Ｎ
／ＳＴ、９３：５４５（１９９３年９月）を参照された
い。
るならば、下記の式が得られる。この場合については、
Ｄ．ティルバーグ（Ｄ．Ｔｉｌｌｂｅｒｇ）名の論文、
「Ｐｌａｓｍａｓｖｅｔｓｎｉｎｇ ａｖ ｏｐｔｉｓ
ｋａ ｆｉｂｒｅｒ（光ファイバのプラズマ溶接（Ｐｌ
ａｓｍａ Ｗｅｌｄｉｎｇ ｏｆ ＯｐｔｉｃａｌＦｉ
ｂｅｒｓ））、エリクソン・テクニカル・レポート、Ｎ
／ＳＴ、９３：５４５（１９９３年９月）を参照された
い。
【００２８】
【数５】 Ｔ∞Ｖ・Ｉ＝ＫＩ2 ・ｐ／ｎe （５）
【００２９】ここで、Ｖは電極対に加えられる電圧、Ｉ
は融合電流、ｐは空気圧力、ｎe は電気アークの電流密
度、Ｋは定数である。下記の式によりｙという量を定義
する。
は融合電流、ｐは空気圧力、ｎe は電気アークの電流密
度、Ｋは定数である。下記の式によりｙという量を定義
する。
【００３０】
【数６】 ｙ＝（Ｋ1 ）1/2 ＝（ｌｎ（Ｘ／ｘ）／ｔ）1/2 （６）
【００３１】電流Ｉと量ｙとの間に１次関数関係が存在
するはずである。
するはずである。
【００３２】
【数７】 ｙ＝ｃ1 Ｉ＋ｃ2 （７）
【００３３】ここで、ｃ1 およびｃ2 は、電極の条件が
同じでかつ空気圧力が同じであれば、定数であると考え
られる。
同じでかつ空気圧力が同じであれば、定数であると考え
られる。
【００３４】前記の式の導出において、式（２）、式
（３）および式（５）を得るのに３つの仮定が用いられ
た。これらの仮定が正しいかどうかを検討するために、
そして式（７）の妥当性を検証するために、多数個のオ
フセット融合試験が行われた。
（３）および式（５）を得るのに３つの仮定が用いられ
た。これらの仮定が正しいかどうかを検討するために、
そして式（７）の妥当性を検証するために、多数個のオ
フセット融合試験が行われた。
【００３５】第１の仮定では、因子Ｋ1 （すなわち、こ
れは実質的に表面張力および粘度である）は、クラッデ
ィング・オフセット距離ｘと時間ｔとに無関係であると
仮定される。このことは、初期のオフセット距離Ｘがど
のようであっても、比ｌｎ（Ｘ／ｘ）／ｔは融合条件が
変わっても一定であるべきであることを意味する。この
仮定を検証するために、４個の異なる初期オフセット距
離Ｘに対し、１３ｍＡの融合電流で、通常の単一モード
光ファイバの５個の永久接続体が作成された。清浄な電
極を用いそして一定で安定な空気圧力の下で融合工程の
期間中、クラッディング・オフセット距離がリアルタイ
ムで測定された。前記において引用された国際特許出願
および図２を参照されたい。対応する比ｌｎ（Ｘ／ｘ）
／ｔが計算され、その結果が図３に示されている。図３
を見れば、第１の仮定が正しいことは明らかである。因
子Ｋ1 は、小さな雑音的な乱れを除いて、永久接続工程
の期間中一定である。定数Ｋ1 の異なる値を与える他の
融合電流の場合においても、同様の結果が得られる。も
し、さらに大きな電流が用いられるならば、クラッディ
ング・オフセット距離は極めて速やかにゼロに近付き、
その結果、比ｌｎ（Ｘ／ｘ）／ｔの計算に大きな誤差が
生ずる。
れは実質的に表面張力および粘度である）は、クラッデ
ィング・オフセット距離ｘと時間ｔとに無関係であると
仮定される。このことは、初期のオフセット距離Ｘがど
のようであっても、比ｌｎ（Ｘ／ｘ）／ｔは融合条件が
変わっても一定であるべきであることを意味する。この
仮定を検証するために、４個の異なる初期オフセット距
離Ｘに対し、１３ｍＡの融合電流で、通常の単一モード
光ファイバの５個の永久接続体が作成された。清浄な電
極を用いそして一定で安定な空気圧力の下で融合工程の
期間中、クラッディング・オフセット距離がリアルタイ
ムで測定された。前記において引用された国際特許出願
および図２を参照されたい。対応する比ｌｎ（Ｘ／ｘ）
／ｔが計算され、その結果が図３に示されている。図３
を見れば、第１の仮定が正しいことは明らかである。因
子Ｋ1 は、小さな雑音的な乱れを除いて、永久接続工程
の期間中一定である。定数Ｋ1 の異なる値を与える他の
融合電流の場合においても、同様の結果が得られる。も
し、さらに大きな電流が用いられるならば、クラッディ
ング・オフセット距離は極めて速やかにゼロに近付き、
その結果、比ｌｎ（Ｘ／ｘ）／ｔの計算に大きな誤差が
生ずる。
【００３６】第２の仮定（２／Ｒν＝Ｋ2 Ｔ）、および
第３の仮定（Ｔ∞Ｖ・Ｉ）は、式（７）の１次関数関係
が正しいかどうかを調べることにより、同時に検証する
ことができる。この検証を実行するために、初期オフセ
ット距離が３２マイクロメートルである場合に対し、４
０個のオフセット永久接続体が、清浄な電極を用いそし
て一定で安定な空気圧力の下で作成された。その結果が
図４のグラフに示されている。この図のそれぞれの点
は、５回の測定の平均値に対応する点である。実線は１
次回帰線である。測定点と回帰線との間の相関は０．９
７２である。したがって、通常の永久接続電流の領域に
おいて、１次関数関係が正しいことがわかる。ｙは決し
て負になることはないから、電流が１０．６３ｍＡより
も大きい時にのみ、この１次関数関係は正しい。
第３の仮定（Ｔ∞Ｖ・Ｉ）は、式（７）の１次関数関係
が正しいかどうかを調べることにより、同時に検証する
ことができる。この検証を実行するために、初期オフセ
ット距離が３２マイクロメートルである場合に対し、４
０個のオフセット永久接続体が、清浄な電極を用いそし
て一定で安定な空気圧力の下で作成された。その結果が
図４のグラフに示されている。この図のそれぞれの点
は、５回の測定の平均値に対応する点である。実線は１
次回帰線である。測定点と回帰線との間の相関は０．９
７２である。したがって、通常の永久接続電流の領域に
おいて、１次関数関係が正しいことがわかる。ｙは決し
て負になることはないから、電流が１０．６３ｍＡより
も大きい時にのみ、この１次関数関係は正しい。
【００３７】電極の条件は永久接続体ごとに変わるか
ら、そして空気圧力は場所ごとに変わるから、通常、選
定された電流Ｉs および測定されたｙは、図４の回帰線
からずれ、場合によっては、このずれが非常に大きいこ
とがあるであろう。式（４）からファイバ端部温度が同
じならば、常に同じｙ値が得られることが分かる。要求
されたファイバ端部温度を得るために、電流を式（７）
による新しい値Ｉに調整することにより同じｙ値を得る
ことを試みることができる。
ら、そして空気圧力は場所ごとに変わるから、通常、選
定された電流Ｉs および測定されたｙは、図４の回帰線
からずれ、場合によっては、このずれが非常に大きいこ
とがあるであろう。式（４）からファイバ端部温度が同
じならば、常に同じｙ値が得られることが分かる。要求
されたファイバ端部温度を得るために、電流を式（７）
による新しい値Ｉに調整することにより同じｙ値を得る
ことを試みることができる。
【００３８】
【数８】 Ｉ＝Ｉs ＋ΔＩ＝Ｉs ＋（ｙs −ｙm ）／ｃ1 ＝Ｉs ＋（ｃ1 Ｉs ＋ｃ2 −ｙm ）／ｃ1 （８）
【００３９】ここで、Ｉs は設定された融合電流、ΔＩ
は補償電流、ｙm はオフセット永久接続体に対しリアル
タイムで測定されたｙ値、ｙs はＩs から計算された
値、すなわち、ｙs ＝ｃ1 Ｉs ＋ｃ2 である。このリア
ルタイム温度制御工程は、図８の流れ図を参照して、下
記において説明される。それぞれの永久接続体に対して
この工程を用いることにより減衰器を作成することがで
きる。または、通常の永久接続体に対し異なる状況の下
で正しい電流を選定するために、選定された種類の用い
られる予定のファイバのオフセット・ファイバ接続点を
作成する特定の電流・検査プログラムとして、この工程
を実行することができる。
は補償電流、ｙm はオフセット永久接続体に対しリアル
タイムで測定されたｙ値、ｙs はＩs から計算された
値、すなわち、ｙs ＝ｃ1 Ｉs ＋ｃ2 である。このリア
ルタイム温度制御工程は、図８の流れ図を参照して、下
記において説明される。それぞれの永久接続体に対して
この工程を用いることにより減衰器を作成することがで
きる。または、通常の永久接続体に対し異なる状況の下
で正しい電流を選定するために、選定された種類の用い
られる予定のファイバのオフセット・ファイバ接続点を
作成する特定の電流・検査プログラムとして、この工程
を実行することができる。
【００４０】実験結果 この電流・制御工程を用いて、溶融されそして変形およ
び拡散された光ファイバ減衰器を作成することができ
る。本出願と同時に出願された前記の特許出願「光ファ
イバ減衰器（Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ａｔｔｅｎ
ｕａｔｏｒ）」を参照されたい。この形式の減衰器は、
（５０マイクロメートル以上の）非常に大きな初期オフ
セット距離を必要とし、そして（約２０秒の）長い事後
加熱時間を必要とする。したがって、同じ量の拡散を得
るために、それぞれの永久接続体に対し電流・制御工程
を実行するための十分な時間がある。この電流・制御工
程を実行することにより図５のグラフに示されているよ
うに作成された減衰器において減衰量の偏差を非常に小
さくすることができる。図５において、永久接続部の両
側に「ＡＴ＆Ｔ ＤＳＦ」ファイバを備えた２０個の変
形および拡散された減衰器に対する測定された減衰量
が、要求された減衰値の関数として示されている。
び拡散された光ファイバ減衰器を作成することができ
る。本出願と同時に出願された前記の特許出願「光ファ
イバ減衰器（Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ａｔｔｅｎ
ｕａｔｏｒ）」を参照されたい。この形式の減衰器は、
（５０マイクロメートル以上の）非常に大きな初期オフ
セット距離を必要とし、そして（約２０秒の）長い事後
加熱時間を必要とする。したがって、同じ量の拡散を得
るために、それぞれの永久接続体に対し電流・制御工程
を実行するための十分な時間がある。この電流・制御工
程を実行することにより図５のグラフに示されているよ
うに作成された減衰器において減衰量の偏差を非常に小
さくすることができる。図５において、永久接続部の両
側に「ＡＴ＆Ｔ ＤＳＦ」ファイバを備えた２０個の変
形および拡散された減衰器に対する測定された減衰量
が、要求された減衰値の関数として示されている。
【００４１】光ファイバを永久接続するのに用いられる
自動画像処理および位置決め装置により、前記で説明さ
れた方法が利点をもって実行される。この自動画像処理
および位置決め装置の光学部品の概要図が図６に示さ
れ、そしてその機械部品および電子部品の概要図が図７
に示されている。
自動画像処理および位置決め装置により、前記で説明さ
れた方法が利点をもって実行される。この自動画像処理
および位置決め装置の光学部品の概要図が図６に示さ
れ、そしてその機械部品および電子部品の概要図が図７
に示されている。
【００４２】図６の概要図に示されている光学装置にお
いて、２個の光源２５が配置されている。この２個の光
源２５は、２個のファイバ１、１′の間の永久接続位置
を、相互に垂直でかつファイバ端部の縦軸方向にも垂直
な２つの方向から照射する。光源２５からの光は、レン
ズ２７により集光されそして平行光線にされる。レンズ
２７を通った光は反射部品２９により垂直に進路が変え
られ、そしてビームスプリッタ３１に入射する。ビーム
スプリッタ３１は、この場合、逆に作用する部品として
用いられている。すなわち、ビームスプリッタ３１は、
垂直方向から入射する２個の光線を１個の光線に集め、
そして同じＴＶカメラまたはＣＣＤカメラ３３に入射さ
せる。ＴＶカメラまたはＣＣＤカメラ３３のカメラ領域
またはカメラ表面には、感光部品が備えられている。Ｔ
Ｖカメラ３３で発生したビデオ信号は、画像処理装置３
５に送られる。画像処理装置３５により、モニタ部品ま
たは表示部品３７において画像を表示することができ
る。この場合、ファイバ端部の間の永久接続位置を２つ
の垂直な方向から観察した画像を、相互に重なるように
して表示するであろう。
いて、２個の光源２５が配置されている。この２個の光
源２５は、２個のファイバ１、１′の間の永久接続位置
を、相互に垂直でかつファイバ端部の縦軸方向にも垂直
な２つの方向から照射する。光源２５からの光は、レン
ズ２７により集光されそして平行光線にされる。レンズ
２７を通った光は反射部品２９により垂直に進路が変え
られ、そしてビームスプリッタ３１に入射する。ビーム
スプリッタ３１は、この場合、逆に作用する部品として
用いられている。すなわち、ビームスプリッタ３１は、
垂直方向から入射する２個の光線を１個の光線に集め、
そして同じＴＶカメラまたはＣＣＤカメラ３３に入射さ
せる。ＴＶカメラまたはＣＣＤカメラ３３のカメラ領域
またはカメラ表面には、感光部品が備えられている。Ｔ
Ｖカメラ３３で発生したビデオ信号は、画像処理装置３
５に送られる。画像処理装置３５により、モニタ部品ま
たは表示部品３７において画像を表示することができ
る。この場合、ファイバ端部の間の永久接続位置を２つ
の垂直な方向から観察した画像を、相互に重なるように
して表示するであろう。
【００４３】図７は、自動方式のファイバ永久接続装置
の概要図である。このファイバ永久接続装置は、保持器
３９を備えている。保持器３９の中にファイバ端部が保
持され、そして位置決めおよび永久接続工程の期間中、
ファイバ端部を保持する。保持器３９は、ファイバの縦
軸方向に平行な方向と、この方向に垂直な２つの方向、
すなわち光源２５からの照射方向に垂直な２つの方向と
の、３つの垂直な直角座標軸方向に移動可能である。し
たがって、保持器３９は、制御電動機４１により適切な
機械案内装置（図示されていない）に沿って動作する。
電極４３、電動機４１およびランプ２５への導線は、そ
れぞれ電子回路モジュール４５および駆動器回路３７、
４９および５１に接続される。ＴＶカメラ３３からの導
線が、電子回路モジュール４５の中のビデオ・インタフ
ェース５３に接続される。ビデオ・インタフェース５３
からの適切な画像信号が、画像処理および画像解析装置
３５に送られる。図６と比較せよ。種々の処理工程段階
が、制御回路５５により制御される、例えば、適切なマ
イクロプロセッサの形式の制御回路により制御される。
制御回路５５は前記の処理工程段階を実行する。制御回
路５５は、電動機４１を適切な変位方向に作動すること
により、ファイバ端部の相対的な変位を制御し、そして
得られた画像の解析と、相互に垂直な２つの方向に観察
されるオフセット値の決定とを開始するために、画像処
理および画像解析装置３５に信号を送る。さらに、電極
４３に電圧を供給することにより、およびこの大きな永
久接続電流がどのような時間間隔にわたって送られるべ
きかを供給することにより、および小さな永久接続電流
すなわち小さな電極電流を送ることによりファイバ端部
の外側表面の間のオフセット距離の制御された監視を得
るために制御された電流を供給することにより、制御回
路５５は、光源２５の作動と、融合電流が開始されるべ
き時刻とを制御する。
の概要図である。このファイバ永久接続装置は、保持器
３９を備えている。保持器３９の中にファイバ端部が保
持され、そして位置決めおよび永久接続工程の期間中、
ファイバ端部を保持する。保持器３９は、ファイバの縦
軸方向に平行な方向と、この方向に垂直な２つの方向、
すなわち光源２５からの照射方向に垂直な２つの方向と
の、３つの垂直な直角座標軸方向に移動可能である。し
たがって、保持器３９は、制御電動機４１により適切な
機械案内装置（図示されていない）に沿って動作する。
電極４３、電動機４１およびランプ２５への導線は、そ
れぞれ電子回路モジュール４５および駆動器回路３７、
４９および５１に接続される。ＴＶカメラ３３からの導
線が、電子回路モジュール４５の中のビデオ・インタフ
ェース５３に接続される。ビデオ・インタフェース５３
からの適切な画像信号が、画像処理および画像解析装置
３５に送られる。図６と比較せよ。種々の処理工程段階
が、制御回路５５により制御される、例えば、適切なマ
イクロプロセッサの形式の制御回路により制御される。
制御回路５５は前記の処理工程段階を実行する。制御回
路５５は、電動機４１を適切な変位方向に作動すること
により、ファイバ端部の相対的な変位を制御し、そして
得られた画像の解析と、相互に垂直な２つの方向に観察
されるオフセット値の決定とを開始するために、画像処
理および画像解析装置３５に信号を送る。さらに、電極
４３に電圧を供給することにより、およびこの大きな永
久接続電流がどのような時間間隔にわたって送られるべ
きかを供給することにより、および小さな永久接続電流
すなわち小さな電極電流を送ることによりファイバ端部
の外側表面の間のオフセット距離の制御された監視を得
るために制御された電流を供給することにより、制御回
路５５は、光源２５の作動と、融合電流が開始されるべ
き時刻とを制御する。
【００４４】図８の流れ図は、安定でかつ繰り返し可能
な融合温度を得るためのリアルタイム融合電流制御工程
に対する、図７の制御回路４５により実行されるべき種
々の段階を示している。最初に、２個のオフセット・フ
ァイバ端部を永久接続を実行し、それによりオフセット
制御工程の可能な最良の制御を得るオフセット制御段階
のための電流Ｉs および定数ｙs を定めることができ
る。いずれの場合にも、これらの定数は既知であるまた
は予め定められていると仮定され、そして用いられるフ
ァイバの種類に対し一定の記憶装置の中に記憶される。
な融合温度を得るためのリアルタイム融合電流制御工程
に対する、図７の制御回路４５により実行されるべき種
々の段階を示している。最初に、２個のオフセット・フ
ァイバ端部を永久接続を実行し、それによりオフセット
制御工程の可能な最良の制御を得るオフセット制御段階
のための電流Ｉs および定数ｙs を定めることができ
る。いずれの場合にも、これらの定数は既知であるまた
は予め定められていると仮定され、そして用いられるフ
ァイバの種類に対し一定の記憶装置の中に記憶される。
【００４５】次に、図８に示されているように、第１段
階８０１において、２個の光源２５に電力が供給され、
そして次の段階８０３においてファイバ端部のクラッデ
ィングの外側表面の間の所定の横方向オフセット距離に
までファイバ端部が整合される。この段階の期間中、フ
ァイバ端部領域の画像が連続的に撮影され、そしてこれ
らの画像が解析される。この解析の結果により、適切な
制御信号が発生され、そしてこの制御信号が位置決め電
動機４１に送られる。
階８０１において、２個の光源２５に電力が供給され、
そして次の段階８０３においてファイバ端部のクラッデ
ィングの外側表面の間の所定の横方向オフセット距離に
までファイバ端部が整合される。この段階の期間中、フ
ァイバ端部領域の画像が連続的に撮影され、そしてこれ
らの画像が解析される。この解析の結果により、適切な
制御信号が発生され、そしてこの制御信号が位置決め電
動機４１に送られる。
【００４６】要求された初期オフセット距離が達成され
た時、段階８０５において光源がオフにされ、そして次
に、段階８０７において、ファイバ端部の永久接続に対
し適切である大きな値の電流が電極４３に供給される。
段階８０９において、この大きな電流が０．５秒間持続
される。段階８０９において、これらの端部はまた相互
に非常に小さな距離だけ変位され、それにより永久接続
部の部材が一緒に融合される。次に段階８１１におい
て、電気アークの中の電流が、オフセット距離の制御に
対して適切である小さな値、すなわちリアルタイム制御
電流Ｉs 、に変更される。前記で引用された先行技術に
よる国際特許出願と比較せよ。次の段階８１３におい
て、式１（６）による量ｙm を決定するために、２個の
暖められたファイバの画像が異なる時刻において撮影さ
れる。次に、これらの暖められたファイバの画像が、外
部照明を用いないで、高温のファイバ永久接続部領域か
ら放射される光線だけを用いて撮影される。
た時、段階８０５において光源がオフにされ、そして次
に、段階８０７において、ファイバ端部の永久接続に対
し適切である大きな値の電流が電極４３に供給される。
段階８０９において、この大きな電流が０．５秒間持続
される。段階８０９において、これらの端部はまた相互
に非常に小さな距離だけ変位され、それにより永久接続
部の部材が一緒に融合される。次に段階８１１におい
て、電気アークの中の電流が、オフセット距離の制御に
対して適切である小さな値、すなわちリアルタイム制御
電流Ｉs 、に変更される。前記で引用された先行技術に
よる国際特許出願と比較せよ。次の段階８１３におい
て、式１（６）による量ｙm を決定するために、２個の
暖められたファイバの画像が異なる時刻において撮影さ
れる。次に、これらの暖められたファイバの画像が、外
部照明を用いないで、高温のファイバ永久接続部領域か
ら放射される光線だけを用いて撮影される。
【００４７】段階８１５において、計算された値ｙm か
ら同じ種類のファイバに対して以前に行われた標準的な
検査により決定され、そして記憶装置の中に記憶されて
いる適切な定数ｃ1 、ｃ2 を用いて、式（８）により補
償電流ΔＩが計算される。次に、段階８１７において、
加熱されたファイバ領域の実際の温度が十分に良好であ
るかどうかが検査される、すなわち、差（ｙm −ｙs ）
の絶対値が小さな所定の閾値よりも小さいかまたは等し
いかが検査される。もしこのことが真でないならば、段
階８１９において、電流の以前の値Ｉに補償電流ΔＩを
加算することにより、電気アーク電流が変更される。次
に、新しい電流に対し、２個の異なる暖められたファイ
バの画像をまず撮影することにより、温度の新しい決定
と解析のために、段階８１３が再び実行される。次に、
ブロック８１５において補償電流ΔＩの新しい値が計算
され、そして最後に、実際のｙm 値の設定値ｙs に対す
る偏差がブロック８１７において比較される。もし段階
８１７における検査がイエスという答えを与えるなら
ば、完成した永久接続体の損失を評価するために、３個
の熱いファイバの画像を撮影する段階８２１が実行され
る。次に、ブロック８１７において電気アークがオフに
され、そして段階８２１において撮影された画像の解析
がブロック８２５において実行される。そして完成した
永久接続体を通って伝搬する光波の損失、すなわち減衰
が、例えば、前記の先行技術による国際特許出願に開示
されているようにして、評価される。最後のブロックで
は、最終的な補償電流ΔＩ＝Ｉ−Ｉs が、将来の使用の
ために、例えば、同じ種類のファイバに対して次に実行
される永久接続のために、適切な記憶装置の中に保存さ
れる。
ら同じ種類のファイバに対して以前に行われた標準的な
検査により決定され、そして記憶装置の中に記憶されて
いる適切な定数ｃ1 、ｃ2 を用いて、式（８）により補
償電流ΔＩが計算される。次に、段階８１７において、
加熱されたファイバ領域の実際の温度が十分に良好であ
るかどうかが検査される、すなわち、差（ｙm −ｙs ）
の絶対値が小さな所定の閾値よりも小さいかまたは等し
いかが検査される。もしこのことが真でないならば、段
階８１９において、電流の以前の値Ｉに補償電流ΔＩを
加算することにより、電気アーク電流が変更される。次
に、新しい電流に対し、２個の異なる暖められたファイ
バの画像をまず撮影することにより、温度の新しい決定
と解析のために、段階８１３が再び実行される。次に、
ブロック８１５において補償電流ΔＩの新しい値が計算
され、そして最後に、実際のｙm 値の設定値ｙs に対す
る偏差がブロック８１７において比較される。もし段階
８１７における検査がイエスという答えを与えるなら
ば、完成した永久接続体の損失を評価するために、３個
の熱いファイバの画像を撮影する段階８２１が実行され
る。次に、ブロック８１７において電気アークがオフに
され、そして段階８２１において撮影された画像の解析
がブロック８２５において実行される。そして完成した
永久接続体を通って伝搬する光波の損失、すなわち減衰
が、例えば、前記の先行技術による国際特許出願に開示
されているようにして、評価される。最後のブロックで
は、最終的な補償電流ΔＩ＝Ｉ−Ｉs が、将来の使用の
ために、例えば、同じ種類のファイバに対して次に実行
される永久接続のために、適切な記憶装置の中に保存さ
れる。
【００４８】前記で説明したように、この工程を用いて
また、加熱期間中に温度を一定に保持することができ
る。その場合、Ｉs は初期電流値であり、そして対応す
る温度および等価な量ｙs が別個の時刻における２個の
オフセット値をまず測定することにより決定される。
また、加熱期間中に温度を一定に保持することができ
る。その場合、Ｉs は初期電流値であり、そして対応す
る温度および等価な量ｙs が別個の時刻における２個の
オフセット値をまず測定することにより決定される。
【図１】アーク放電に用いられる電極の先端の写真であ
って、ａは約５００個の永久接続体に対して用いられた
アーク放電の前の電極の先端部の写真、ｂはアーク放電
の期間中の電極部の先端の写真。
って、ａは約５００個の永久接続体に対して用いられた
アーク放電の前の電極の先端部の写真、ｂはアーク放電
の期間中の電極部の先端の写真。
【図２】異なる初期オフセット値に対し１３．０ｍＡの
融合電流、すなわちアーク電流、でもって永久接続を実
行する期間中、リアルタイムに測定されたクラッディン
グのオフセット距離を時間の関数として示したグラフ。
融合電流、すなわちアーク電流、でもって永久接続を実
行する期間中、リアルタイムに測定されたクラッディン
グのオフセット距離を時間の関数として示したグラフ。
【図３】図２の対応する曲線から計算された定数Ｋ1 を
時間の関数として示したグラフ。
時間の関数として示したグラフ。
【図４】温度決定に用いられる量ｙを融合電流の関数と
して示したグラフ。
して示したグラフ。
【図５】永久接続体の両側に「ＡＴ＆Ｔ ＤＳＦ」ファ
イバを備えた２０個の変形されかつ拡散された減衰器に
対する測定された減衰量のグラフ。
イバを備えた２０個の変形されかつ拡散された減衰器に
対する測定された減衰量のグラフ。
【図６】自動ファイバ永久接続装置の光路の概要図。
【図７】自動ファイバ永久接続装置の機械部品および電
子部品の概要図。
子部品の概要図。
【図８】リアルタイム融合電流制御工程の流れ図。
１、１′ 光ファイバ ３３ ＴＶカメラ ３５ 画像処理および解析装置 ３９ 保持器 ４３ 溶接用電極 ５５ 処理装置論理回路
Claims (9)
- 【請求項１】 加熱された領域の熱により溶融するおよ
び／または粘度を有する液体状体になる溶融温度を備え
た部材部分が、加熱された領域の中に配置される段階
と、 前記部材部分が、溶融する時または液体状体になる時、
その表面張力により変形するような形状を前もって有す
る段階と、 前記部材部分の表面の変化を観察することにより、その
変形の速度を決定される段階と、 決定された変形の前記速度から前記部材部分の温度が決
定され、そして次に前記加熱された領域の温度が決定さ
れる段階と、を有することを特徴とする、前記加熱され
た領域の温度、特に、加熱された領域の内部に配置され
た部材部分の温度を決定する方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 前記部材部分が光ファイバの２個の端部分で構成される
段階と、 ２個の前記端部分が配置される際、前記端部分の表面が
相互に隣接して配置されかつ横方向にオフセット距離を
有して配置される段階と、 光ファイバの前記端部分を加熱するために、前記加熱さ
れた領域が前記端部分に配置されるように構成される段
階と、 光ファイバの前記端部分が前記加熱された領域の熱によ
り加熱される時、光ファイバの前記端部分の横方向の前
記オフセット距離が少なくとも２つの異なる時刻におい
て測定される段階と、 これらの決定されたオフセット値と、前記測定の間の１
個または複数個の時間間隔の長さとから、光ファイバの
前記端部分の温度が決定されそしてそれから前記加熱さ
れた領域の温度が決定される段階と、を有することを特
徴とする前記方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の方法において、 光ファイバの前記端部分を一緒に溶融するのに十分な温
度にまで、電気アークの熱により光ファイバの前記端部
分をまず加熱する段階と、 次に、光ファイバの前記端部分の横方向の前記オフセッ
ト距離が決定される前記加熱された領域を形成するため
に、前記電気アークの電力をいくらか低下させる段階
と、を有することを特徴とする、前記加熱された領域が
電気アークにより加熱される領域を有する、前記方法。 - 【請求項４】 光ファイバ端部分の表面が相互に隣接し
て配置されかつ横方向にオフセット距離を有して配置さ
れる段階と、 前記光ファイバ端部分を一緒に溶融するのに十分な温度
にまで、前記光ファイバ端部分を加熱する段階と、 前記加熱を持続する段階と、 持続された前記加熱の期間中、少なくとも２つの異なる
時刻に前記オフセット距離を測定する段階と、 これらの決定されたオフセット値と、前記測定が実行さ
れた時刻の間の１個または複数個の時間間隔の長さとか
ら、加熱された光ファイバの前記端部分の温度を決定す
る段階と、 決定された前記温度を所定の設定値と比較する段階と、 前記比較の結果に従い、前記端部分の加熱を変更する段
階と、 を有することを特徴とする、光ファイバの前記端部分が
溶融温度または溶融温度に近い温度にまで加熱される時
の永久接続工程の期間中、２個の前記光ファイバ端部分
の間の永久接続部の温度を制御する方法。 - 【請求項５】 ２個の光ファイバ端部分を相互に隣接す
る関係に配置する段階と、 光ファイバの前記端部分が一緒に溶融するように、光フ
ァイバの隣接する前記端部分を加熱する段階と、 前記光ファイバ端部分を隣接する関係に配置する前、お
よび／または、隣接する前記光ファイバ端部分を加熱す
る前に、前記光ファイバ端部分のコアの軸を横方向にオ
フセット距離を有して配置する段階、および／または、
前記光ファイバ端部分のクラッディングの外側表面を横
方向にオフセット距離を有して配置する段階と、 前記光ファイバ端部分が溶融された後、加熱を持続する
段階と、を有し、かつ持続された前記加熱の期間中、少
なくとも２個の異なる時刻に前記オフセット距離を測定
する段階と、 これらの決定されたオフセット値と、前記測定の間の１
個または複数個の時間間隔の長さとから、加熱された光
ファイバの前記端部分の温度を決定する段階と、 決定された前記温度を所定の設定値と比較する段階と、 前記比較の結果に従い、前記端部分の加熱を変更する段
階と、を特徴とする、光ファイバ減衰器を製造する方
法。 - 【請求項６】 部材の一部分が加熱された領域の中に配
置される時、前記加熱された領域の熱により溶融または
液体状態になるのに適合した溶融温度を有する部材の部
分と、 前記部材部分が溶融する時または液体状態になる時、部
材の前記部分にその表面張力により変形するような形状
が前もって与えられていることと、 前記部材部分の幾何学的形状を測定するための装置と、 前記測定装置の測定結果から前記変形の速度を決定する
ための装置と、 変形の前記決定された速度から、前記部材部分の温度
と、したがって加熱された前記領域の温度とを決定する
ための装置と、を有することを特徴とする、加熱された
領域の温度を決定するための装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の装置において、 前記部材部分が光ファイバの２個の端部分で構成される
ことと、 前記光ファイバを保持しおよび光ファイバの２個の前記
端部分の位置決めを行うための保持および位置決め装置
を有することと、 ２個の前記端部分の表面が相互に隣接して配置されるこ
とと、 横方向のオフセット距離を有して配置されることと、 したがって、前記加熱された領域が前記端部分に配置さ
れるように構成されることと、 前記光ファイバ端部分が前記加熱された領域の中に配置
される時、少なくとも２つの異なる時刻に前記光ファイ
バ端部分の横方向の前記オフセット値を決定するよう
に、前記測定装置が配置されることと、 これらの決定されたオフセット値と、前記測定の間の１
個または複数個の時間間隔の長さとから、光ファイバの
前記端部分の温度したがって前記加熱された領域の温度
を計算するために、前記速度決定装置が配置されること
と、を特徴とする、前記装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載の装置において、 電気アークを発生するための装置とそのための制御装置
とを有すること、特に、２個の電極と前記電極に接続さ
れた高圧電源とを有することと、 光ファイバの前記端部分を一緒に溶融するのに十分な電
力を有する電気アークを最初に発生するように前記制御
装置が配置されることと、 次に、測定装置が光ファイバの前記端部分の横方向の前
記オフセット距離を測定するように配置される前記加熱
された領域を形成するために、前記電気アークの電力を
いくらか低下させることと、を有することを特徴とす
る、前記加熱された領域が電気アークにより加熱された
領域で構成される、前記装置。 - 【請求項９】 光ファイバの２個の端部分を保持しかつ
光ファイバの前記端部分を相互に隣接する関係に配置す
るための保持および位置決め装置と、 光ファイバの前記端部分を相互に溶融させるために隣接
する前記端部分に熱を加えるための加熱装置と、 前記光ファイバ端部分を隣接する関係に配置する前、お
よび／または、隣接する前記光ファイバ端部分を加熱す
る前に、前記光ファイバ端部分が横方向にオフセット距
離を有して配置されるように、したがって、前記光ファ
イバ端部分のコアの軸が横方向にオフセット距離を有し
て配置されるように、および／または、前記光ファイバ
端部分のクラッディングの外側表面が横方向にオフセッ
ト距離を有して配置されるように、前記保持および位置
決め装置が構成されることと、 前記光ファイバ端部分が溶融された後、加熱が持続され
るように前記加熱装置が配置されることとを有し、かつ
前記持続された加熱期間中、少なくとも２つの異なる時
刻にオフセット値を測定するための測定装置と、 これらの決定されたオフセット値と、前記測定の間の１
個または複数個の時間間隔の長さとから、加熱された光
ファイバの前記端部分の温度を決定するための装置と、 決定された前記温度を所定の設定値と比較するための装
置と、 前記比較の結果に従い、前記端部分の加熱を変更するよ
うに前記加熱装置が構成されることと、を特徴とする、
光ファイバ減衰器を製造するための装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9501589A SE505782C2 (sv) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Förfarande för styrning av temperatur under en fiberskarvningsprocess samt förfarande och anordning för att tillverka en optisk fiberdämpningsanordning |
| SE9501589-7 | 1995-04-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313751A true JPH08313751A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3806766B2 JP3806766B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=20398136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10800396A Expired - Lifetime JP3806766B2 (ja) | 1995-04-28 | 1996-04-26 | 光ファイバの永久接続のための自動融合温度制御の方法と装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5772327A (ja) |
| EP (1) | EP0740172A1 (ja) |
| JP (1) | JP3806766B2 (ja) |
| SE (1) | SE505782C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294760B1 (en) * | 1999-03-25 | 2001-09-25 | Fujikura Ltd. | Method for calibrating discharge heat energy of optical fiber splicing device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE516153C2 (sv) * | 1997-02-14 | 2001-11-26 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande och anordning vid hopsvetsning av optiska fibrer |
| SE511805C2 (sv) * | 1997-02-14 | 1999-11-29 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande och anordning för bestämning av hopsmältningsström för hopsvetsning av optiska fibrer, samt användning av förfarandet respektive anordningen |
| SE518450C2 (sv) * | 2000-05-09 | 2002-10-08 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande och anordning för skarvning av två optiska fibrer |
| JP2002286963A (ja) | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバの融着接続方法 |
| US7343258B2 (en) | 2002-12-05 | 2008-03-11 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Fusion temperature calibration |
| US6991383B2 (en) * | 2003-09-18 | 2006-01-31 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Fusion splicing of highly rare-earth-doped optical fibers |
| JP2006184467A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ加熱強さ検出方法及び融着接続方法並びに融着接続装置 |
| DE102006031078A1 (de) * | 2006-07-05 | 2008-01-10 | CCS Technology, Inc., Wilmington | Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Spleißen von Lichtwellenleitern |
| CN101319938B (zh) * | 2008-07-08 | 2010-04-07 | 周骁威 | 高压设备电缆接头的在线测温方法及其装置 |
| GB2536468A (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-21 | Stratec Biomedical Ag | Device, system and method for the visual alignment of a pipettor tip and a reference point marker |
| KR102129723B1 (ko) * | 2016-05-12 | 2020-07-06 | 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. | 융해 이전의 온도 제어 기법 |
| US10761269B2 (en) * | 2016-07-29 | 2020-09-01 | Commscope Technologies Llc | Thermal flash conditioner for fusion splicing; and methods |
| CN109390841B (zh) * | 2017-08-11 | 2020-03-17 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法及装置 |
| SE542745C2 (en) * | 2018-11-13 | 2020-07-07 | Northlab Photonics Ab | Method and apparatus for temperature measurement in optical fiber fusion splicing |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4948412A (en) * | 1985-09-16 | 1990-08-14 | Fujikura Ltd. | Method of fusion splicing single-mode optical fibers using an arc discharge |
| JP3206607B2 (ja) * | 1991-11-29 | 2001-09-10 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの融着接続装置 |
| EP0681707B1 (en) * | 1993-11-29 | 1999-10-13 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Determination of angular offset between optical fibers having optical, axial asymmetry and alignment and splicing of such fibers |
| US5490475A (en) * | 1994-01-26 | 1996-02-13 | Camco International Inc. | Maximum temperature indicator |
| SE502563C2 (sv) * | 1994-03-08 | 1995-11-13 | Ericsson Telefon Ab L M | Sätt och anordning för att skarva optiska fibrer, samt användning av sättet för framställning av en skarv med förutbestämd dämpning |
| SE512382C2 (sv) * | 1994-04-26 | 2000-03-06 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning och förfarande för att placera långsträckta element mot eller invid en yta |
-
1995
- 1995-04-28 SE SE9501589A patent/SE505782C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-04-26 US US08/638,147 patent/US5772327A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-26 EP EP96850083A patent/EP0740172A1/en not_active Ceased
- 1996-04-26 JP JP10800396A patent/JP3806766B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6294760B1 (en) * | 1999-03-25 | 2001-09-25 | Fujikura Ltd. | Method for calibrating discharge heat energy of optical fiber splicing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9501589D0 (sv) | 1995-04-28 |
| US5772327A (en) | 1998-06-30 |
| SE505782C2 (sv) | 1997-10-06 |
| JP3806766B2 (ja) | 2006-08-09 |
| SE9501589L (ja) | |
| EP0740172A1 (en) | 1996-10-30 |
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