CN104769385B - 光纤器件的研磨量测定方法以及装置 - Google Patents

光纤器件的研磨量测定方法以及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光纤器件的研磨量测定方法以及装置，其设为能够与套圈的研磨量无关地，直接实时精确度良好且轻松测定研磨中的光纤器件的研磨量。一边进行研磨一边测定光纤器件的研磨量的方法中，将检查光分支为光程长度可变的基准光程、被测定光纤器件、比较用光程，根据基准光程和被测定光纤器件的反光干涉时的基准光程长度与基准光程和比较用光程的反光干涉时的基准光程长度之差Lc的变化量，求出光纤器件的研磨量。

Description

光纤器件的研磨量测定方法以及装置
技术领域
本发明涉及一种能够一边进行研磨一边测定在光纤的前端熔敷了透镜纤维、端盖等之物等的光纤器件的研磨量的方法以及装置，尤其涉及利用OCT(OpticalCoherenceTomography)之物。
背景技术
光纤器件的研磨量测定中普遍的是，由如显示在下述专利文献1、2中的研磨机研磨将光纤器件的前端部插入到套圈之物，并将测定出的套圈的研磨量推断为光纤器件的研磨量。
图7是研磨插入到套圈15的光纤器件1时的说明图。光纤器件为例如在光纤10的前端熔敷端盖13之物。图7的左侧为进行研磨之前的状态，且套圈的前端与光纤器件1的前端(端盖13的前端)一致。将这个以如图7的右侧所示的方式研磨，则测定出的套圈的研磨量g成为光纤器件1的研磨量。另外，图中符号12为光纤10的覆盖体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平11-84141号公报
专利文献2：日本专利特开2005-165016号公报
发明的概要
发明要解决的技术课题
上述方法中，套圈15的前端部与光纤器件1的前端部一致的情况成条件。因为若不一致，则套圈15的研磨量与光纤器件1的研磨量变得不一样。因此，将光纤器件1插入到套圈15时，以误差例如不到0.5μm的方式，使套圈15的前端部与光纤器件1的前端部一致，但该作业需要大量的时间和劳动力。
本发明的课题在于，设为能够与套圈的研磨量无关地，直接实时精确度良好且轻松测定研磨中的光纤器件的长度的变化(即研磨量)，从而将光纤器件插入到套圈时，无需使套圈15的前端部与光纤器件1的前端部一致，提高作业效率。
用于解决技术课题的手段
图1是利用OCT来测定光纤10的长度(总长)时的说明图。在作为光纤的分支机构的光纤耦合器3的一端侧，通过光纤20被连接有光源2，通过光纤60被连接有收光装置6，在另一端侧被连接有被测定(测定对象)光纤10与基准光程4。
基准光程4具有光纤40、与其前端连接的透镜41、与透镜41相对的反射镜42以及反射镜移动装置43。透镜41为用于使光纤40的射出光成大致平行光之物。反射镜移动装置43为移动被安装在其上的反射镜42，而改变基准光程4的光程长度的光程长度变化机构。另外，反射镜移动装置中的反射镜的位置信息被发送到收光装置6。
从光源2射出的光被光纤耦合器3分支，一方进入被测定光纤10，另一方进入基准光程4。进入被测定光纤10的光在其前端面反射，其反光经过光纤耦合器3、光纤60到达收光装置6。进入基准光程4的光经过光纤40从前端的透镜41成大致平行光而射出，且在反射镜42反射，其反光经过透镜41、光纤40、光纤耦合器3、光纤60到达收光装置6。
收光装置6接收被测定光纤10的反光和基准光程4的反光，通过双方的反光干涉时(光的强度成为峰值时)的反射镜42的位置检测光纤10的长度。双方的反光干涉时，光纤10与基准光程4的长度相等，因此若预先测定好光纤40以及透镜41的长度，则通过获得干涉时的反射镜42的位置信息能够测定光纤10的长度。
实际上通过图1的方法，反复多次测定相同光纤的长度(总长)时，其测定值以约15μm的宽度存在偏差。其原因能够推测为，因为在基准光程4中，固定透镜41的部件以及反射镜移动装置43中使用较多金属零件，随着室温与其他温度变化，这些金属零件膨胀或收缩，从而基准光程长度发生变化。
假设完全没有温度变化时，测定被研磨的光纤的总长的变化，则能够实时得知研磨量，但是为了作出这种状态，需要在恒温室中的研磨，且在反射镜移动装置中的温度控制(使用珀耳帖元件的控制等)，很难说能够用实用方法测定光纤器件的研磨量。
图2是利用OCT的光纤器件1的前端部长度测定方法的说明图，代替图1的被测定光纤10，安装有被测定光纤器件1，除此之外与图1完全相同。此时，光纤器件为1如图5(A)所示的、在光纤10上连接端盖13作为前端部之物。此时，特别以即使在光纤10与端盖13的边界面上光也会反射的方式制作有光纤器件。另外，在图5中符号11为光纤的纤心。
被光纤耦合器3分支，且进入被测定光纤器件1的一部分光在光纤10与端盖13的边界面反射，其反光经过光纤耦合器3、光纤60到达收光装置6。根据其反光与基准光程的反光，能够通过图1的方法测定光纤10的长度(直至边界面的长度)La。
并且，被光纤耦合器3分支，且进入被测定光纤器件1的一部分光透过光纤10与端盖13的边界面，在端盖13的前端面反射，其反光经过光纤10、光纤耦合器3、光纤60到达收光装置6。根据该反光与基准光程的反光，能够通过图1的方法测定光纤器件1的总长(光纤10与端盖13总计长度)Lb。
因此，从光纤器件1的总长Lb减去光纤10的长度La的长度Lc(＝Lb-La)成为端盖13的长度。
La及Lb与图1的情况相同，随着温度变化以约15μm宽度产生偏差，但因温度变化产生的测定误差的影响在La与Lb中相等，因此端盖13的长度Lc(＝Lb-La)与因温度变化产生的误差相抵，而成为正确的值。
实际上通过图2的方法反复多次测定光纤器件1的端盖13的长度Lc时，其测定值成为低于±0.5μm的范围。
另外，Lc为基准光程4和端盖13前端面反射的反光干涉时的反射镜位置与基准光程4与边界面反射反光干涉时的反射镜位置之差(基准光程长度之差)，所以能够根据所述反射镜位置之差(基准光程长度之差)求出Lc，而无需一定测定La与Lb。
若一边进行光纤器件1的研磨一边测定端盖13的长度Lc，则Lc的减少量即成为研磨量。
图2中，特别以即使在光纤10与端盖13的边界面上光也会反射的方式制作光纤器件1。但是，实际的光纤器件需要在光纤与端盖的边界面不产生损失之物，光纤与端盖通过熔敷良好地连接，在边界面上光几乎不反射时，无法通过图2的方法求出端盖的长度Lc。
〔技术方案1〕
本发明为一种光纤器件的研磨量测定方法，其为一边进行研磨一边测定光纤器件的研磨量的方法，其特征在于，将检查光分支为光程长度可变的基准光程、被测定光纤器件、比较用光程，根据所述基准光程和被测定光纤器件的反光干涉时的基准光程长度与所述基准光程和比较用光程的反光干涉时的基准光程长度之差Lc的变化量，求出光纤器件的研磨量。
在本发明中，代替图2的来自边界面的反光，使用比较用光程的反光，根据基准光程4和端盖13前端面反射的反光干涉时的反射镜位置与基准光程4和比较用光程的反光干涉时的反射镜位置之差(基准光程长度之差)Lc，能够以高精确度测定光纤器件与比较用光程的长度之差Lc。
一边研磨光纤器件一边测定Lc时，比较用光程的长度为恒定，所以Lc的减少量即成为光纤器件的研磨量。
〔技术方案2〕
并且本发明为根据权利要求1所述的光纤器件的研磨量测定方法，其中所述光纤器件为在光纤的前端熔敷端盖之物。
在本发明中，成为测定对象的光纤器件能够设为在光纤的前端熔敷端盖之物。
光纤适用于单模光纤、多模光纤、偏振保持光纤(PMF)等各种光纤。端盖为无纤心的石英玻璃纤维。图5(A)为这种光纤器件的一例、且在单模光纤(SMF)10的前端熔敷圆柱状端盖13之物。
〔技术方案3〕
并且本发明为根据权利要求1所述的光纤器件的研磨量测定方法，其中所述光纤器件为在光纤的前端熔敷透镜纤维之物。
在本发明中，成为测定对象的光纤器件能够设为在光纤的前端熔敷透镜纤维之物。
光纤被适用于单模光纤、多模光纤、偏振保持光纤(PMF)等各种光纤中。透镜纤维例如为圆柱状渐变折射率透镜即GRIN透镜(GradedIndexLens)。图5(B)为这种光纤器件的一例、且在单模光纤(SMF)10的前端熔敷圆柱状透镜纤维14(GRIN透镜)之物。
〔技术方案4〕
并且本发明为根据权利要求1所述的光纤器件的研磨量测定方法，其特征在于，将检查光分支为光程长度可变的基准光程、多个被测定光纤器件、比较用光程，关于各个被测定光纤器件，根据所述Lc的变化量求出研磨量。
在本发明中，能够一边同时研磨多根光纤器件一边对各光纤器件测定研磨量。
〔技术方案5〕
并且本发明为一种光纤器件的研磨量测定装置，其特征在于，具备：检查光的光源；将检查光分支为光程长度可变的基准光程、被测定光纤器件、比较用光程的分支机构；以及接收所述基准光程、被测定光纤器件、比较用光程的反光的收光装置，该收光装置根据所述基准光程和被测定光纤器件的反光干涉时的基准光程长度与所述基准光程和比较用光程的反光干涉时的基准光程长度之差Lc的变化量，求出光纤器件的研磨量。
〔技术方案6〕
并且本发明为根据权利要求5所述的光纤器件的研磨量测定装置，其中所述光纤器件为在光纤的前端熔敷端盖之物。
〔技术方案7〕
并且本发明为根据权利要求5所述的光纤器件的研磨量测定装置，其中所述光纤器件为在光纤的前端熔敷透镜纤维之物。
〔技术方案8〕
并且本发明为根据权利要求5所述的光纤器件的研磨量测定装置，其特征在于，所述分支机构将检查光分支为光程长度可变的基准光程、多个被测定光纤器件、比较用光程，所述收光装置关于各个被测定光纤器件，根据所述Lc的变化量求出研磨量。
发明效果
本发明的光纤器件的研磨量测定方法能够与套圈的研磨量无关地，直接、高精确度测定光纤器件的研磨量，因此将光纤器件插入到套圈时，无需使套圈的前端部与光纤器件的前端部一致，就能够提高作业效率。
根据本发明的光纤器件的研磨量测定装置，能够轻松实施本发明的光纤器件的研磨方法。
附图说明
图1是利用OCT的光纤长度测定方法的说明图。
图2是利用OCT的光纤器件的前端部长度测定方法的说明图。
图3是本发明的光纤器件研磨量测定方法以及装置的说明图。
图4是本发明的光纤器件研磨量测定方法以及装置的说明图。
图5是光纤器件的一例的说明图。
图6是基准光程的光程长度变化机构的另一例的说明图。
图7是以往的光纤器件研磨量测定方法的说明图。
符号说明
1-光纤器件；10-光纤；11-纤心；12-覆盖体；13-端盖；14-透镜纤维；15-套圈；2-光源；3-光纤耦合器；3a-光纤耦合器；3b-波道转换开关；30-光纤；4-基准光程；40-光纤；41-透镜；42-反射镜；43-反射镜移动装置；44-转子；44a-反射镜；44b-反射镜；5-比较用光程；6-收光装置；7-研磨机。
具体实施方式
图3是本发明的光纤器件的研磨量测定方法以及装置的说明图。
该装置具有检查光的光源2、光程长度可变的基准光程4、比较用光程5、检查光的分支机构、以及作为测定对象的被测定光纤器件1。
在光纤耦合器3的一端侧通过光纤20被连接有光源2、通过光纤60被连接有收光装置6，在另一端侧通过光纤30被连接有光纤耦合器3a和基准光程4。在光纤耦合器3a的另一端侧被连接有被测定(测定对象)光纤器件1和比较用光程5。
作为检查光的光源，能够使用各种各样，例如能够使用1310nm的SLD(SuperLuminescentDiode)光源。
分支机构为光纤耦合器3、以及与其通过光纤30被连接的光纤耦合器3a。
基准光程4具有光纤40、被设置在其前端的透镜41、及光程长度变化机构。光程长度变化机构具有被安装在反射镜移动装置43上，且与透镜41相对的反射镜42，通过移動装置43使反射镜42向靠近或远离透镜41的方向移动，由此基准光程4的长度发生变化。测定中，反射镜42始终进行移动。
另外，反射镜移动装置43中的反射镜的位置信息发送到收光装置6。
比较用光程5只要为具有恒定长度，且产生反光之物则为任何哪一个都可以，例如能够使用单模光纤。
收光装置6具备基准光程4、被测定光纤器件1、及比较用光程5的反光的收光元件。并且具备求出基准光程4和被测定光纤器件1的反光干涉时的基准光程4的长度与基准光程4和比较用光程5的反光干涉时的基准光程的长度之差Lc的变化量、即光纤器件1的研磨量的处理装置(微型计算机)。另外，基准光程4的长度通过从反射镜移动装置43发来的反射镜位置信息获取。
从光源2射出的光被光纤耦合器3分支，一方经过光纤30而通过光纤耦合器3a，在此被分支而一方进入被测定光纤器件1，另一方进入比较用光程5(光纤)。进入被测定光纤器件1的光在其前端面反射，其反光经过光纤耦合器3a、光纤30、光纤耦合器3、光纤60到达收光装置6。进入比较用光程5(光纤)的光在比较用光程5的前端反射，其反光经过光纤耦合器3a、光纤30、光纤耦合器3、光纤60到达收光装置6。
被光纤耦合器3分支且进入基准光程4的光经过光纤40从前端的透镜41成大致平行光而射出，且在反射镜42反射，其反光经过透镜41、光纤40、光纤耦合器3、光纤60到达收光装置6。
收光装置6通过求出基准光程4和被测定光纤器件1的前端面反射的反光干涉时的反射镜42位置与基准光程4和比较用光程5的反光干涉时的反射镜42位置之差(基准光程4的长度之差)Lc，能够以高精确度测定光纤器件1与比较用光程5的长度之差Lc。一边由研磨机7研磨光纤器件1一边测定Lc时，比较用光程的长度为恒定，所以Lc的减少量即成为光纤器件1的研磨量。
图4是本发明的光纤器件的研磨量测定方法以及装置的说明图。
图4中，用波道转换开关3b代替图3的光纤耦合器3a，波道转换开关3b上连接有多个被测定光纤器件1与一个比较用光程5。
图4中，从光源2射出的光被光纤耦合器3分支，一方经过光纤30而通过波道转换开关3b，在此被分支而进入多个被测定光纤器件1，并且进入一个比较用光程5(光纤)。进入多个被测定光纤器件1的光在各个其前端面反射，其反光经过波道转换开关3b、光纤30、光纤耦合器3、光纤60到达收光装置6。进入比较用光程5(光纤)的光在比较用光程5的前端反射，其反光经过波道转换开关3b、光纤30、光纤耦合器3、光纤60到达收光装置6。
被光纤耦合器3分支且进入基准光程4的光经过光纤40从前端的透镜41成大致平行光而射出，且在反射镜42反射，其反光经过透镜41、光纤40、光纤耦合器3、光纤60到达收光装置6。
收光装置6根据基准光程4和各个被测定光纤器件1的前端面反射的反光干涉时的反射镜42位置与基准光程4和比较用光程5的反光干涉时的反射镜42位置之差(基准光程4的长度之差)Lc，能够以高精确度测定各个光纤器件1与比较用光程5的长度之差Lc。一边由研磨机7研磨多个光纤器件1一边对各个光纤器件测定Lc时，比较用光程的长度为恒定，所以各个光纤器件的Lc的减少量即成为其光纤器件1的研磨量。
如此依据图4的测定方法以及装置，同时研磨多个光纤器件时，能够实时测定各个光纤器件的研磨量。
图6表示基准光程中的光程长度变化机构的另一例。
图6的光程长度变化机构具有反射镜42和转子44。转子44具有以直角的角度差设置的一对反射镜44a、44b。如箭头所示那样旋转。从透镜41射出的光在反射镜44a、44b反射，另外在反射镜42反射而成为反光，在反射镜44b、44a反射而入射到透镜41。转子44进行旋转，由此从透镜41至反射镜42的光程长度发生变化，基准光程的光程长度发生变化。
产业上的可利用性
在本发明中可测定的光纤器件不限定于图5所示之物，只要是在前端面反射的光成为反光之物，则可全部包括在内。即使为前端什么也没有被连接的单独光纤，即使为前端为倾斜形状和PC(PhysicalContact)形状的单独光纤、或者端盖或透镜产品，都包括在本发明的光纤器件中，能够通过本发明测定研磨量。
本发明采用OCT技术中的TD-OCT(时域方式)，但该优点为能够广泛使用光通信领域的技术，例如关于光源能够使用1310nm的SLD光源，而能够实现廉价的装置结构。但是并不限定于这些，还能够利用在医疗等中被运用的SS-OCT(扫频方式)和其他方式。

Claims (8)

1.一种光纤器件的研磨量测定方法，其为一边进行研磨一边测定光纤器件的研磨量的方法，其特征在于，
将检查光分支到光程长度可变的基准光程、被测定光纤器件以及比较用光程，根据所述基准光程和被测定光纤器件的反光干涉时的基准光程长度与所述基准光程和比较用光程的反光干涉时的基准光程长度之差Lc的变化量，求出光纤器件的研磨量。
2.根据权利要求1所述的光纤器件的研磨量测定方法，其中
所述光纤器件为在光纤的前端熔敷端盖之物。
3.根据权利要求1所述的光纤器件的研磨量测定方法，其中
所述光纤器件为在光纤的前端熔敷透镜纤维之物。
4.根据权利要求1所述的光纤器件的研磨量测定方法，其特征在于，
将检查光分支到光程长度可变的基准光程、多个被测定光纤器件以及比较用光程，关于各个被测定光纤器件，根据所述Lc的变化量求出研磨量。
5.一种光纤器件的研磨量测定装置，其特征在于，具备：
检查光的光源；
将检查光分支到光程长度可变的基准光程、被测定光纤器件以及比较用光程的分支机构；以及
接收所述基准光程、被测定光纤器件以及比较用光程的反光的收光装置，
该收光装置根据所述基准光程和被测定光纤器件的反光干涉时的基准光程长度与所述基准光程和比较用光程的反光干涉时的基准光程长度之差Lc的变化量，求出光纤器件的研磨量。
6.根据权利要求5所述的光纤器件的研磨量测定装置，其中
所述光纤器件为在光纤的前端熔敷端盖之物。
7.根据权利要求5所述的光纤器件的研磨量测定装置，其中
所述光纤器件为在光纤的前端熔敷透镜纤维之物。
8.根据权利要求5所述的光纤器件的研磨量测定装置，其特征在于，
所述分支机构为将检查光分支到光程长度可变的基准光程、多个被测定光纤器件以及比较用光程之物，
所述收光装置为关于各个被测定光纤器件，根据所述Lc的变化量求出研磨量之物。
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