JP2011209761A - Method for fusion splice of optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光ファイバの融着接続方法に関し、特に光ファイバ融着接続機を用いて光ファイバを調心してから融着接続する光ファイバの融着接続方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber fusion splicing method, and more particularly to an optical fiber fusion splicing method in which an optical fiber is aligned and then spliced using an optical fiber fusion splicer.
従来、光ファイバの融着接続方法においては、図8(A),(B)に示されているように、左右の光ファイバ101,103の先端部をその長手方向に渡って被覆除去した左右の裸光ファイバ105,107を突き合わせて、相対する1対の放電電極による放電で融着接続する際に、左右の裸光ファイバ105,107の突き合わせ部分を撮像手段としての例えばCCDカメラで撮像し、この撮像された画像に基づいて調心が行われている。
Conventionally, in the fusion splicing method of optical fibers, as shown in FIGS. 8 (A) and 8 (B), the left and right
このとき、図8(A)に示されているように、上記の左右の裸光ファイバ105,107の外径の全体が画面109(撮像エリア)内に映っている。この状態を前提にソフトウェアが作成されており、左右の裸光ファイバ105,107の画像において上辺と下辺を観察し、この上辺と下辺の間の中心が各裸光ファイバ105,107の中心として調心が行われている。
At this time, as shown in FIG. 8A, the entire outer diameters of the left and right bare
より詳しく説明すると、図8(C)は図8(A)の中に示した左の裸光ファイバ105の直線A−Aにおける輝度分布を表しており、左の裸光ファイバ105の外周側が暗く、裸光ファイバ105の中心部が明るくなる。このスレッシュホールドレベルとの交点aとbが左の裸光ファイバ105の外周の上辺XL2と下辺XL1になる。上記の輝度分布は、右の裸光ファイバ107においても同様である。
More specifically, FIG. 8C shows the luminance distribution on the straight line AA of the left bare
したがって、図8(A),(B)に示されているように、左の裸光ファイバ105の光軸位置XL0は、画像において左の裸光ファイバ105の外周の下辺位置XL1と上辺位置XL2の平均植、すなわちXL0=(XL1+XL2)/2で示される。一方、右の裸光ファイバ107の光軸位置XR0は、画像において右の裸光ファイバ107の外周の下辺位置XR1と上辺位置XR2の平均植、すなわちXR0=(XR1+XR2)/2で示される。
Therefore, as shown in FIGS. 8A and 8B, the optical axis position XL0 of the left bare
なお、大口径の左の裸光ファイバ105(LDF:Large Diameter Fiber)を調心・接続する場合、光ファイバ融着接続機はカメラ、レンズや鏡筒などの光学系の倍率を落として大口径の左の裸光ファイバ105の外径幅が撮像エリア109に収まるように設計されている。
When aligning and connecting a large-diameter left bare optical fiber 105 (LDF: Large Diameter Fiber), the optical fiber fusion splicer reduces the magnification of the optical system such as a camera, lens, or lens barrel, and has a large aperture. Is designed so that the outer diameter width of the left bare
また、通常の光ファイバ融着接続機は125μm(SMF:Single Mode Fiber)の裸光ファイバに与える熱量が最適になる位置に調心する機構になっている。 In addition, an ordinary optical fiber fusion splicer has a mechanism that aligns to a position where the amount of heat given to a bare optical fiber of 125 μm (SMF: Single Mode Fiber) is optimized.
また、従来の光ファイバ融着接続機において、上述したように左右の裸光ファイバ105,107を融着接続時に観察する方法に関しては、例えば特許文献1〜特許文献3があり、低倍率と高倍率の2系統の光学系を併用して、融着接続する全光ファイバを光学系の観察視野に収めるものである。
Further, in the conventional optical fiber fusion splicer, as described above, for example, there are Patent Documents 1 to 3 regarding the method of observing the left and right bare
また、特許文献4では、倍率変更画像をモニタ内の小さいウィンドーに表示するものであり、X軸方向画像、Y軸方向画像の各表示倍率や、X軸方向画像表示窓、Y軸方向画像表示窓の各窓の大きさを自由に設定可能とする。また、表示倍率変更した倍率変更後画像を倍率変更後画像表示窓に表示する。また、特定の画像領域のみを抽出画像表示窓に表示する。 In Patent Document 4, the magnification change image is displayed in a small window in the monitor. Each display magnification of the X-axis direction image and the Y-axis direction image, the X-axis direction image display window, and the Y-axis direction image display are displayed. The size of each window can be freely set. Further, the image after the magnification change after changing the display magnification is displayed in the image display window after the magnification change. Further, only a specific image area is displayed on the extracted image display window.
また、特許文献5では、大径と小径の異径の光ファイバを融着接続する際に、大径の光ファイバのみを加熱エリアで第1予備加熱を行った後に、小径の光ファイバを前進させて大径と小径の光ファイバを共に加熱エリアで第2予備加熱を行い、さらに小径の光ファイバを前進させてその端面を大径の光ファイバの端面に圧接させて本加熱工程を行うものである。
Further, in
また、特許文献6では、外径Aのシングルモード光ファイバと前記外径Aより小さい外径Bの光ファイバを融着接続する際に、シングルモード光ファイバの一端部を延伸して外径B±2μm以内の外径の接続端面を形成し、当該接続端面と外径Bの光ファイバの端面とを融着接続することによって、低損失で接続するものである。 Further, in Patent Document 6, when a single mode optical fiber having an outer diameter A and an optical fiber having an outer diameter B smaller than the outer diameter A are fusion spliced, one end of the single mode optical fiber is stretched to extend the outer diameter B. A connection end face having an outer diameter of ± 2 μm or less is formed, and the connection end face and the end face of the optical fiber having the outer diameter B are fusion-connected, thereby connecting with low loss.
ところで、従来の光ファイバの融着接続方法においては、大口径の左の裸光ファイバ105の外径幅が撮像エリア109に収まるような光学系であると、観察倍率が低くなるために分解能(1画素あたりの長さ)が落ちる。その結果、観察倍率を低くすると、図8(A)に示されているように、大口径の左の裸光ファイバ105の外周の下辺位置XL1、上辺位置XL2が検出可能であるが、調心楕度が落ちるという問題点があった。さらに、観察倍率が低くなると、細径の右の裸光ファイバ107のコア観察ができなくなることがあり、接続性能自体が落ちる可能性があるという問題点があった。
By the way, in the conventional fusion splicing method of optical fibers, an optical system in which the outer diameter width of the left bare
一方、観察倍率を高くすると、図8(B)に示されているように、大口径の左の裸光ファイバ105の外周の下辺位置XL1、上辺位置XL2が撮像エリア109から外れて、検出不可能となるので、左右の裸光ファイバ105,107の位置合わせが不可能になるという問題点があった。
On the other hand, when the observation magnification is increased, as shown in FIG. 8B, the lower side position XL1 and the upper side position XL2 of the outer periphery of the large-diameter left bare
以上の問題点に関しては、特許文献1〜特許文献4においても、単に観察倍率を変化させているので同様であった。 Regarding the above problems, Patent Documents 1 to 4 are the same because the observation magnification is simply changed.
また、通常の光ファイバ融着接続機は、125μm(SMF)の裸光ファイバに与える熱量が最適になる位置に調心する機構になっているため、細径や低融点の裸光ファイバを上記の125μm(SMF)の裸光ファイバと同じ調心位置で調心してから放電すると、弱い放電電流で放電しても溶けて無くなってしまうという問題点があった。そのため、電極棒のオフセットや特別な放電回路を使用するために、ハードウェアの変更が必要となるという問題点があった。 In addition, an ordinary optical fiber fusion splicer has a mechanism for adjusting the position where the amount of heat applied to a 125 μm (SMF) bare optical fiber is optimal. However, when discharging was performed after aligning at the same alignment position as that of the bare optical fiber of 125 μm (SMF), there was a problem that even if it was discharged with a weak discharge current, it melted and disappeared. For this reason, there is a problem that the hardware needs to be changed in order to use the offset of the electrode rod or a special discharge circuit.
また、特許文献5では、大径と小径の異径の光ファイバを融着接続するために、段階的に加熱工程を行う必要があるので、加熱温度や加熱時間等の条件を設定し、管理する難しさが生じてくるという問題点があった。また、特許文献6では、大径と小径の異径の光ファイバを融着接続するために、大径のシングルモード光ファイバの一端部を延伸して小径の光ファイバの外径B±2μm以内の外径の接続端面を形成する手間が生じるという問題点があった。
Further, in
上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明の光ファイバの融着接続方法は、既知の同一外径を有する2本の裸光ファイバを撮像し、この撮像した画像により前記2本の裸光ファイバを調心してから前記2本の裸光ファイバに対して直交して相対する1対の放電電極で融着接続する際に、
前記2本の裸光ファイバが撮像視野内に収まらない場合、前記2本の裸光ファイバの外周の上辺同士又は下辺同士を撮像視野内に収めて、前記上辺同士又は下辺同士を位置合わせすることにより、前記2本の裸光ファイバの調心を行うことを特徴とするものである。
In order to achieve the problem to be solved by the above invention, an optical fiber fusion splicing method of the present invention images two bare optical fibers having the same outer diameter, and uses the captured image to perform the above-mentioned 2 When aligning two bare optical fibers and then fusion-splicing them with a pair of discharge electrodes that are orthogonally opposed to the two bare optical fibers,
When the two bare optical fibers do not fit in the imaging field, the upper sides or the lower sides of the outer circumferences of the two bare optical fibers are placed in the imaging field, and the upper sides or the lower sides are aligned. Thus, the alignment of the two bare optical fibers is performed.
また、この発明の光ファイバの融着接続方法は、既知の外径を有する2本の裸光ファイバを撮像し、この撮像した画像により前記2本の裸光ファイバを調心してから前記2本の裸光ファイバに対して直交するX軸方向に相対する1対の放電電極で融着接続する際に、
前記2本の第1,第2の裸光ファイバの外周の上辺同士又は下辺同士を撮像視野内に収めるように、前記2本の裸光ファイバを前記1対の放電電極による放電路の中央位置から一方の電極側のX軸方向にシフト距離S分だけ平行移動し、この平行移動するときに、前記第1の裸光ファイバの外周の上辺又は下辺の位置を前記中央位置から(シフト距離S−第1の裸光ファイバの半径)までの距離に合わせると共に、前記第2の裸光ファイバの外周の上辺又は下辺の位置を前記中央位置から(シフト距離S−第2の裸光ファイバの半径)までの距離に合わせることにより、前記2本の裸光ファイバの調心を行うことを特徴とするものである。
Further, in the fusion splicing method of optical fibers of the present invention, two bare optical fibers having a known outer diameter are imaged, and the two bare optical fibers are aligned based on the taken image, and then the two optical fibers are aligned. When fusion-splicing with a pair of discharge electrodes facing in the X-axis direction orthogonal to the bare optical fiber,
A center position of the discharge path by the pair of discharge electrodes so that the upper and lower sides of the outer circumferences of the two first and second bare optical fibers are within the imaging field of view. From the center position to the position of the upper or lower side of the outer circumference of the first bare optical fiber (shift distance S). And the position of the upper side or the lower side of the outer circumference of the second bare optical fiber is shifted from the center position (shift distance S-radius of the second bare optical fiber). ), The two bare optical fibers are aligned.
また、この発明の光ファイバの融着接続方法は、既知の大口径と細径の外径を有する2本の裸光ファイバを撮像し、この撮像した画像により前記2本の裸光ファイバを調心してから前記2本の裸光ファイバに対して直交するX軸方向に相対する1対の放電電極で融着接続する際に、
前記大口径の裸光ファイバが撮像視野内に収まらない場合、前記2本の裸光ファイバの外周の上辺同士又は下辺同士を撮像視野内に収めて、前記細径の裸光ファイバの外周の上辺又は下辺の位置が、前記大口径の裸光ファイバの外周の上辺又は下辺の位置に対して前記2本の裸光ファイバの外径差の1/2だけずれるように前記細径の裸光ファイバをX軸方向に移動することにより、前記2本の裸光ファイバの調心を行うことを特徴とするものである。
In addition, the optical fiber fusion splicing method of the present invention images two bare optical fibers having a known large diameter and small outer diameter, and adjusts the two bare optical fibers based on the picked-up images. When fusion-bonding with a pair of discharge electrodes facing in the X-axis direction orthogonal to the two bare optical fibers from the center,
When the large-diameter bare optical fiber does not fit in the imaging field, the upper sides or the lower sides of the outer circumferences of the two bare optical fibers are placed in the imaging field, and the upper side of the outer circumference of the small-diameter bare optical fiber. Alternatively, the small-diameter bare optical fiber is positioned so that the position of the lower side is shifted by a half of the outer diameter difference between the two bare optical fibers with respect to the position of the upper or lower side of the outer periphery of the large-diameter bare optical fiber The two bare optical fibers are aligned by moving in the X-axis direction.
また、この発明の光ファイバの融着接続方法は、一方あるいは両方が未知の外径を有する2本の裸光ファイバを撮像し、この撮像した画像により前記2本の裸光ファイバを調心してから前記2本の裸光ファイバに対して直交するX軸方向に相対する1対の放電電極で融着接続する際に、
前記2本の裸光ファイバの一方あるいは両方が撮像視野内に収まらない場合、前記2本の裸光ファイバの外周の上辺同士又は下辺同士を撮像視野内に収めて前記上辺同士又は下辺同士を位置合わせし、
次に、前記2本の裸光ファイバの外周の前記位置合わせと反対側の下辺同士又は上辺同士を撮像視野内に収めるように、前記2本の裸光ファイバをX軸方向にシフト距離S分だけ平行移動してから前記2本の裸光ファイバの外周の下辺同士又は上辺同士の位置を検出すると共に、この検出した下辺同士又は上辺同士の位置の差で前記2本の裸光ファイバの外周の外径差を計算し、
次に、外径が小さい方の裸光ファイバを、前記外径差の1/2だけX軸方向の上辺側又は下辺側に戻す方向に移動することにより、前記2本の裸光ファイバの調心を行うことを特徴とするものである。
Also, in the fusion splicing method of optical fibers of the present invention, one or both of the two naked optical fibers having an unknown outer diameter are imaged, and the two naked optical fibers are aligned based on the captured images. When fusion splicing with a pair of discharge electrodes facing in the X-axis direction orthogonal to the two bare optical fibers,
When one or both of the two bare optical fibers do not fit within the imaging field, the upper sides or the lower sides of the outer circumferences of the two bare optical fibers are placed within the imaging field and the upper sides or the lower sides are positioned. Together
Next, the two bare optical fibers are shifted in the X-axis direction by a shift distance S so that the lower sides or the upper sides opposite to the alignment of the outer circumferences of the two bare optical fibers are within the imaging field of view. And then detecting the positions of the lower sides or the upper sides of the outer circumferences of the two bare optical fibers, and the outer circumference of the two bare optical fibers based on the difference in the positions of the detected lower sides or the upper sides. The outer diameter difference of
Next, the two bare optical fibers are adjusted by moving the bare optical fiber having the smaller outer diameter toward the upper side or the lower side in the X-axis direction by ½ of the difference in outer diameter. It is characterized by doing the mind.
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の光ファイバの融着接続方法によれば、融着接続する2本の裸光ファイバが既知の同一外径を有するもので、撮像視野内に収まらない場合であっても、前記2本の裸光ファイバの外周の上辺同士又は下辺同士を撮像視野内に収めて、前記上辺同士又は下辺同士を位置合わせするだけで、前記2本の裸光ファイバを容易に調心できる。また、光学系の倍率を落とさずに済むので、前記2本の裸光ファイバの調心精度や性能を落とすことがない。 As can be understood from the means for solving the problems as described above, according to the fusion splicing method of optical fibers of the present invention, two bare optical fibers to be spliced have the same known outer diameter. Even if it does not fit in the imaging field of view, just by placing the upper sides or the lower sides of the outer circumference of the two bare optical fibers within the imaging field of view, aligning the upper sides or the lower sides, The two bare optical fibers can be easily aligned. Further, since it is not necessary to reduce the magnification of the optical system, the alignment accuracy and performance of the two bare optical fibers are not deteriorated.
また、この発明の光ファイバの融着接続方法によれば、融着接続する2本の裸光ファイバが、例えば低融点や細径である場合は、調心精度を落とさずに、前記2本の裸光ファイバを前記1対の放電電極による放電路の中央位置から一方の電極側のX軸方向にシフト距離S分だけ平行移動して遠ざけることができ、低い熱量で融着接続することができる。 Further, according to the fusion splicing method of optical fibers of the present invention, when the two bare optical fibers to be fusion spliced have a low melting point or a small diameter, for example, the two fibers can be used without reducing the alignment accuracy. Can be moved away from the center position of the discharge path by the pair of discharge electrodes in the X-axis direction on the one electrode side by a shift distance S, and can be fusion spliced with a low heat quantity. it can.
しかも、前記第1の裸光ファイバの外周の上辺又は下辺の位置を前記中央位置から(シフト距離S−第1の裸光ファイバの半径)までの距離に合わせると共に、前記第2の裸光ファイバの外周の上辺又は下辺の位置を前記中央位置から(シフト距離S−第2の裸光ファイバの半径)までの距離に合わせるように移動するだけで、前記2本の裸光ファイバを容易に調心できる。また、光学系の倍率を落とさずに済むので、前記2本の裸光ファイバの調心精度や性能を落とすことがない。 In addition, the position of the upper or lower side of the outer circumference of the first bare optical fiber is adjusted to the distance from the center position to (shift distance S−the radius of the first bare optical fiber), and the second bare optical fiber. The two bare optical fibers can be easily adjusted simply by moving the position of the upper or lower side of the outer periphery to match the distance from the center position to (shift distance S−the radius of the second bare optical fiber). I can do it. Further, since it is not necessary to reduce the magnification of the optical system, the alignment accuracy and performance of the two bare optical fibers are not deteriorated.
また、この発明の光ファイバの融着接続方法によれば、融着接続する2本の裸光ファイバが既知の大口径と細径の外径を有し、大口径の裸光ファイバが撮像視野内に収まらない場合であっても、前記2本の裸光ファイバの外周の上辺同士又は下辺同士を撮像視野内に収めて、前記細径の裸光ファイバの外周の上辺又は下辺の位置が、前記大口径の裸光ファイバの外周の上辺又は下辺の位置に対して前記2本の裸光ファイバの外径差の1/2だけずれるように前記細径の裸光ファイバをX軸方向に移動するだけで、前記2本の裸光ファイバを容易に調心できる。また、光学系の倍率を落とさずに済むので、前記2本の裸光ファイバの調心精度や性能を落とすことがない。 Also, according to the fusion splicing method of optical fibers of the present invention, the two bare optical fibers to be fusion spliced have a known large diameter and a small outer diameter, and the large diameter bare optical fiber is an imaging field of view. Even if it does not fit within, the upper side or the lower side of the outer circumference of the two bare optical fibers are accommodated in the imaging field of view, the position of the upper side or the lower side of the outer circumference of the thin bare optical fiber, The small-diameter bare optical fiber is moved in the X-axis direction so as to be shifted from the position of the upper or lower side of the outer circumference of the large-diameter bare optical fiber by ½ of the outer diameter difference between the two bare optical fibers. By doing so, the two bare optical fibers can be easily aligned. Further, since it is not necessary to reduce the magnification of the optical system, the alignment accuracy and performance of the two bare optical fibers are not deteriorated.
また、この発明の光ファイバの融着接続方法によれば、融着接続する2本の裸光ファイバの一方あるいは両方が撮像視野内に収まらない未知の外径の大口径の裸光ファイバである場合であっても、前記2本の裸光ファイバを容易に調心できる。また、光学系の倍率を落とさずに済むので、前記2本の裸光ファイバの調心精度や性能を落とすことがない。 In addition, according to the fusion splicing method of optical fibers of the present invention, one or both of the two bare optical fibers to be fusion spliced are unknown-diameter large-diameter bare optical fibers that do not fit in the imaging field of view. Even in this case, the two bare optical fibers can be easily aligned. Further, since it is not necessary to reduce the magnification of the optical system, the alignment accuracy and performance of the two bare optical fibers are not deteriorated.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、この発明に適用される光ファイバとは、光ファイバ素線、光ファイバ心線などをいうものである。以下、この明細書では単に「光ファイバ」と称している。 In addition, the optical fiber applied to this invention means an optical fiber strand, an optical fiber core wire, etc. Hereinafter, this specification simply refers to “optical fiber”.
この実施の形態に係る光ファイバ融着接続方法で用いられる光ファイバ融着接続装置1について説明する。 The optical fiber fusion splicing apparatus 1 used in the optical fiber fusion splicing method according to this embodiment will be described.
図6及び図7を参照するに、この光ファイバ融着接続装置1は、前もって、一方側の第1の光ファイバ3と他方側の第2の光ファイバ5の先端部をその長手方向に渡って被覆除去しており、前記第1の光ファイバ3の第1の裸光ファイバ7(図6,図7において左側)と、前記第2の光ファイバ5の第2の裸光ファイバ9(図6,図7において右側)を突き合わせて融着接続するものである。
Referring to FIGS. 6 and 7, the optical fiber fusion splicing device 1 is configured so that the distal ends of the first
また、光ファイバ融着接続装置1には、前記第1,第2の光ファイバ3,5の先端を互いに突合わせるために位置決めすべく収めるための突合わせ用V溝11を有する突合わせ部13,15と、この突合わせ部13,15の後方側に一体的に設けられて、前記第1,第2の光ファイバ3,5の後方側を把持する光ファイバホルダ17,19が設けられている。
Further, the optical fiber fusion splicing device 1 has a butting
より詳しくは、光ファイバホルダ17は、第1の光ファイバ3を載置するホルダベース部17Aと、このホルダベース部17Aの前記第1の光ファイバ3を押さえるためのクランプ部17Bで構成されている。一方、光ファイバホルダ19は、第2の光ファイバ5を載置するホルダベース部19Aと、このホルダベース部19Aの前記第2の光ファイバ5を押さえるためのクランプ部19Bで構成されている。
More specifically, the
上記の突合わせ部13,15はほぼ四角形状のブロックで、このブロックの図6及び図7において左右方向の間には幅方向(図7において上下方向)に向けて間隔21が設けられている。また、前述した突合わせ用V溝11は突合わせ部13,15のブロック上面に前後方向(図7において左右方向)に向けて設けられている。なお、両側のブロック上面の互いに対向する各V溝11の中心は、一直線上に配置されている。
The abutting
また、上記の光ファイバホルダ17,19は、図示しないホルダ可動装置により、装置本体部23の上にガイド部を介して第1,第2の裸光ファイバ7,9の長手方向(図7において左右方向)に直交するX軸方向、すなわち図7において上下方向に可動するように設けられている。
The
また、突合わせ部13,15の間隔21の図7において上下方向の両側には突合わせ部13,15で互いに突き合わされた第1,第2の光ファイバ3,5を融着して接続するための放電加熱装置25が設けられている。
Further, the first and second
この放電加熱装置25は、突き合わせる第1,第2の裸光ファイバ7,9に対して直交して相対する1対の放電電極27,29と、この1対の放電電極27,29の間に電圧を印加して放電(アーク発生)させて、前記第1,第2の裸光ファイバ7,9の先端部を放電するための放電用電源装置31と、から構成されている。なお、前記放電用電源装置31は突き合わせる第1,第2の裸光ファイバ7,9に対する放電パワーや加熱時間などを最適な状態に制御するために制御装置33に接続されている。
The
また、上記の突合わせ部13,15の上方には、突き合わせる第1,第2の裸光ファイバ7,9の先端位置を観察し、撮像するための撮像手段としての例えばCCDカメラ35が設けられており、CCDカメラ35は撮像された画像を処理するための画像処理手段としての例えば画像処理装置37を介して制御装置33に接続されている。
Further, above the abutting
なお、上記の画像処理装置37では、CCDカメラ35で撮像された画像から上記の第1,第2の裸光ファイバ7,9の先端位置を判断するものである。例えば、第1の裸光ファイバ7の先端位置、第2の裸光ファイバ9の先端位置が位置座標で判断される。
Note that the
制御装置33には、第1,第2の裸光ファイバ7,9の先端位置座標を計算するための図示しない演算装置と、光ファイバ融着接続方法に対応した指令を、それぞれ該当する手段に与えるための図示しない指令部と、が備えられている。
The
次に、この発明の実施の形態に係る光ファイバ融着接続方法について、上記の光ファイバ融着接続装置1を用いて説明する。 Next, an optical fiber fusion splicing method according to an embodiment of the present invention will be described using the optical fiber fusion splicing apparatus 1 described above.
図1(A)を参照するに、第1の実施の形態の光ファイバ融着接続方法は、前述した光ファイバ融着接続装置1で説明したように、前もって、一方側の第1の光ファイバ3と他方側の第2の光ファイバ5の先端部をその長手方向に渡って被覆除去しており、前記第1の光ファイバ3の第1の裸光ファイバ7(図6において左側)と、前記第2の光ファイバ5の第2の裸光ファイバ9(図6において右側)を突き合わせる。この第1,第2の裸光ファイバ7,9に対して直交して相対する1対の放電電極27,29で融着接続するものである。
Referring to FIG. 1A, the optical fiber fusion splicing method of the first embodiment is the first optical fiber on one side in advance as described in the optical fiber fusion splicing apparatus 1 described above. 3 and the tip of the second
上記の2本の第1,第2の裸光ファイバ7,9を融着接続するには、第1,第2の裸光ファイバ7,9をCCDカメラ35で撮像し、この撮像した画像により第1,第2の裸光ファイバ7,9を調心する。
In order to fusion-connect the two first and second bare
この実施の形態では第1,第2の光ファイバ3,5としては光ファイバ心線が用いられており、第1,第2の裸光ファイバ7,9は、既知の同一外径を有する大口径である。したがって、大口径の第1,第2の裸光ファイバ7,9が撮像エリア39(撮像視野;モニタ範囲、位置検出範囲)内に収まらない場合の方法を示している。
In this embodiment, optical fiber cores are used as the first and second
なお、画像において左の第1の裸光ファイバ7の光軸位置XL0は、第1の裸光ファイバ7の外周の下辺位置XL1と上辺位置XL2の平均植、すなわちXL0=(XL1+XL2)/2で示される。一方、画像において右の第2の裸光ファイバ9の光軸位置XR0は、第2の裸光ファイバ9の外周の下辺位置XR1と上辺位置XR2の平均植、すなわちXR0=(XR1+XR2)/2で示される。
In the image, the optical axis position XL0 of the first bare
図1(A)では、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の下辺同士XL1,XR1を撮像エリア39内に収めて、制御装置33の演算装置により前記下辺同士XL1,XR1の位置座標を計算し、この位置座標に基づいて制御装置33の指令部から与えられる指令により、図示しないホルダ可動装置で前記下辺同士XL1,XR1を位置合わせするように第1,第2の裸光ファイバ7,9を移動する。その結果、第1,第2の裸光ファイバ7,9が既知の同一外径であるので、必然的に第1の裸光ファイバ7の光軸位置XL0と第2の裸光ファイバ9の光軸位置XR0が一致して第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心が行われることになる。
In FIG. 1A, the lower sides XL1 and XR1 of the outer circumferences of the first and second bare
あるいは、図1(B)に示されているように、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の上辺同士XL2,XR2を撮像エリア39内に収めて、制御装置33の演算装置により上辺同士XL2,XR2の位置座標を計算し、この位置座標に基づいて制御装置33の指令部から与えられる指令により、図示しないホルダ可動装置で前記上辺同士XL2,XR2を位置合わせするように第1,第2の裸光ファイバ7,9を移動する。その結果、上述した図1(A)と同様に、必然的に第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心が行われることになる。
Alternatively, as shown in FIG. 1B, the upper sides XL2 and XR2 of the outer circumferences of the first and second bare
上記のように調心された第1,第2の裸光ファイバ7,9は、放電電極27,29から放電されるアークにより融着接続される。
The first and second bare
以上のことから、第1,第2の裸光ファイバ7,9が既知の同一外径を有するもので、大口径の第1,第2の裸光ファイバ7,9が撮像エリア39内に収まらない場合であっても、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の下辺同士XL1,XR1(あるいは上辺同士XL2,XR2)を撮像エリア39内に収めてから前記下辺同士XL1,XR1(あるいは上辺同士XL2,XR2)を位置合わせするだけで、容易に第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心ができる。また、光学系の倍率を落とさずに済むので、第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心精度や性能を落とすことがない。
From the above, the first and second bare
次に、この第2の実施の形態に係る光ファイバ融着接続方法について説明する。なお、前述した第1の実施の形態と同様の構成は同じ符号を付して説明する。 Next, an optical fiber fusion splicing method according to the second embodiment will be described. Note that the same components as those in the first embodiment described above are described with the same reference numerals.
また、前述した第1の実施の形態と同様に、第1,第2の裸光ファイバ7,9をCCDカメラ35で撮像し、この撮像した画像により第1,第2の裸光ファイバ7,9を調心してから、放電電極27,29で融着接続するものである。
Similarly to the first embodiment described above, the first and second bare
図2(A),(B)を参照するに、第2の実施の形態の光ファイバ融着接続方法が前述した第1の実施の形態と異なる点としては、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外径が既知であるが、低融点あるいは細径の裸光ファイバである。また、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外径が同じか、あるいは異なる場合でも適用可能である。なお、図2(B)では、第1,第2の裸光ファイバ7,9が異径の場合を示している。
2A and 2B, the optical fiber fusion splicing method of the second embodiment is different from the first embodiment described above in that the first and second bare lights are as follows. Although the outer diameters of the
上記の2本の第1,第2の裸光ファイバ7,9が1対の放電電極27,29による放電路の中央位置O−O’からX軸方向の図2(B)の撮像エリア39において下方にシフト距離S分だけ移動されていると、光ファイバは図2(A)においてS/COSθ分だけ下方にシフトする。θはカメラの光軸と放電路O−O’とのなす角度である。
The two first and second bare
なお、上記の中央位置O−O’から遠ざかるにつれて低熱量となる。図2(A),(B)では、2本の第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の上辺同士XL1,XR1を撮像エリア39内に収めるように移動される。
Note that the amount of heat decreases as the distance from the center position O-O ′ increases. 2A and 2B, the upper sides XL1 and XR1 of the outer circumferences of the two first and second bare
すなわち、図2(B)では、制御装置33の演算装置により第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の上辺同士XL1,XR1の位置座標が計算される。この位置に基づいて制御装置33の指令部から与えられる指令により、図示しないホルダ可動装置で、上記の第1の裸光ファイバ7がその外周の上辺位置XL1を前記中央位置O−O’から(シフト距離S−第1の裸光ファイバ7の半径)までの距離に合わせるように移動される。一方、上記の第2の裸光ファイバ9がその外周の上辺位置XR1を前記中央位置O−O’から(シフト距離S−第2の裸光ファイバ9の半径)までの距離に合わせるように移動される。
That is, in FIG. 2B, the position coordinates of XL1 and XR1 between the upper sides of the outer circumferences of the first and second bare
その結果、必然的に第1の裸光ファイバ7の光軸位置XL0と第2の裸光ファイバ9の光軸位置XR0が一致して第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心が行われることになる。
As a result, the optical axis position XL0 of the first bare
上記のように調心された第1,第2の裸光ファイバ7,9は、放電電極27,29から放電されるアークにより融着接続される。
The first and second bare
以上のことから、第1,第2の裸光ファイバ7,9が低融点や細径である場合は、調心精度を落とさずに、第1,第2の裸光ファイバ7,9を放電路の中央位置O−O’からシフト距離S/COSθ分だけ、下方に移動して遠ざけることができ、低い熱量で融着接続することができる。
From the above, when the first and second bare
しかも、第1の裸光ファイバ7の外周の上辺位置XL1を中央位置O−O’から(シフト距離S−第1の裸光ファイバ7の半径)までの距離に合わせるように移動する。一方、第2の裸光ファイバ9の外周の上辺位置XR1を中央位置O−O’から(シフト距離S−第2の裸光ファイバ9の半径)までの距離に合わせるように移動するだけで、容易に第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心ができる。また、光学系の倍率を落とさずに済むので、第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心精度や性能を落とすことがない。
In addition, the upper side position XL1 of the outer circumference of the first bare
次に、この第3の実施の形態に係る光ファイバ融着接続方法について説明する。なお、前述した第1の実施の形態と同様の構成は同じ符号を付して説明する。また、前述した第1の実施の形態と同様に、第1,第2の裸光ファイバ7,9を調心してから、放電電極27,29で融着接続するものである。
Next, an optical fiber fusion splicing method according to the third embodiment will be described. Note that the same components as those in the first embodiment described above are described with the same reference numerals. Further, as in the first embodiment described above, the first and second bare
例えば、図3では第1の裸光ファイバ7の外径が大口径であり、第2の裸光ファイバ9の外径が細径である場合で説明すると、大口径の第1の裸光ファイバ7が撮像エリア39内に収まらない場合、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の下辺同士が撮像エリア39内に収まるように配置される。
For example, in FIG. 3, the case where the outer diameter of the first bare
次いで、図3では、制御装置33の演算装置により第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の下辺同士XL1,XR1の位置座標が計算される。この位置座標に基づいて制御装置33の指令部から与えられる指令により、細径の第2の裸光ファイバ9の外周の下辺位置XR1が、大口径の第1の裸光ファイバ7の外周の下辺位置XL1に対して第1,第2の裸光ファイバ7,9の外径差の1/2だけずれるように細径の第2の裸光ファイバ9をX軸方向に移動する。
Next, in FIG. 3, the position coordinates of the lower sides XL <b> 1 and XR <b> 1 of the outer circumferences of the first and second bare
例えば、大口径の第1の裸光ファイバ7の外径DLが例えば400μmで、細径の第2の裸光ファイバ9の外径DRが80μmとすると、1/2外径差△Dは(DL−DR)/2=(400−80)/2=160μmとなる。したがって、細径の第2の裸光ファイバ9の外周の下辺位置XR1が大口径の第1の裸光ファイバ7の外周の下辺位置XL1に対して160μmだけX軸方向で図3において上方に移動されることになる。なお、第1,第2の裸光ファイバ7,9における通常径は125μmで、細径は80μmで、大口径は140μm、250μm、300μm、400μmなどがある。
For example, when the outer diameter DL of the first bare
その結果、必然的に第1の裸光ファイバ7の光軸位置XL0と第2の裸光ファイバ9の光軸位置XR0が一致して第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心が行われることになる。
As a result, the optical axis position XL0 of the first bare
あるいは、上記の2本の第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の上辺同士XL2,XR2を撮像エリア39内に収めるように配置されてから、前記細径の第2の裸光ファイバ9の外周の上辺位置XR2が、前記大口径の第1の裸光ファイバ7の外周の上辺位置XL2に対して第1,第2の裸光ファイバ7,9の外径差の1/2だけずれるように前記細径の第2の裸光ファイバ9をX軸方向に移動しても良い。
Alternatively, after arranging the upper sides XL2 and XR2 of the outer circumferences of the two first and second bare
上記のように調心された第1,第2の裸光ファイバ7,9は、放電電極27,29から放電されるアークにより融着接続される。
The first and second bare
以上のことから、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外径が既知であるが、大口径の第1の裸光ファイバ7と細径の第2の裸光ファイバ9の異径であって、大口径の第1裸光ファイバ7が撮像エリア39内に収まらない場合であっても、容易に第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心ができる。また、光学系の倍率を落とさずに済むので、第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心精度や性能を落とすことがない。
From the above, the outer diameters of the first and second bare
次に、この第4の実施の形態に係る光ファイバ融着接続方法について説明する。なお、前述した第1の実施の形態と同様の構成は同じ符号を付して説明する。また、前述した第1の実施の形態と同様に、第1,第2の裸光ファイバ7,9をCCDカメラ35で撮像し、この撮像した画像により第1,第2の裸光ファイバ7,9を調心してから、放電電極27,29で融着接続するものである。
Next, an optical fiber fusion splicing method according to the fourth embodiment will be described. Note that the same components as those in the first embodiment described above are described with the same reference numerals. Similarly to the first embodiment described above, the first and second bare
図4(A)を参照するに、第4の実施の形態の光ファイバ融着接続方法が前述した第1,第2,第3の実施の形態と異なる点としては、第1,第2の裸光ファイバ7,9の一方あるいは両方が撮像エリア39内に収まらない未知の外径の大口径の裸光ファイバである場合に適用される。
Referring to FIG. 4A, the optical fiber fusion splicing method according to the fourth embodiment is different from the first, second, and third embodiments described above. This is applied when one or both of the bare
例えば、図4(A)では第1,第2の裸光ファイバ7,9の外径が両方とも未知の大口径であるが、第1の裸光ファイバ7の外径が第2の裸光ファイバ9の外径より大きい異径である場合で説明すると、ステップ1としては、大口径の第1,第2の裸光ファイバ7,9が撮像エリア39内に収まらない場合、図示しないホルダ可動装置で第1,第2の裸光ファイバ7,9が図4(A)において上方へ移動されることにより、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の下辺同士XL1,XR1が撮像エリア39内に収まるように配置される。
For example, in FIG. 4A, the outer diameters of the first and second bare
次いで、図4(A)では、制御装置33の演算装置により第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の下辺同士XL1,XR1の位置座標が計算される。この位置座標に基づいて制御装置33の指令部から与えられる指令により、前記下辺同士XL1,XR1を位置合わせするように第1,第2の裸光ファイバ7,9を移動する。すなわち、図4(A)では、第2の裸光ファイバ9が下方へ移動されて、前記下辺同士XL1,XR1が位置合わせされる。
Next, in FIG. 4A, the position coordinates of the lower sides XL <b> 1 and XR <b> 1 of the outer circumferences of the first and second bare
次に、ステップ2としては、図4(B)に示されているように、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の各上辺XL2’,XR2’が撮像エリア39内に収まるように、前記第1,第2の裸光ファイバ7,9をX軸方向で図4(B)において下方に、すなわち二点鎖線の位置から実線の位置へシフト距離S分だけ平行移動し、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の各上辺位置XL2’,XR2’が検出される。つまり、制御装置33の演算装置により前記各上辺位置XL2’,XR2’の位置座標が計算される。この検出した各上辺位置XL2’,XR2’の差で第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の外径差ΔDが計算される。
Next, as Step 2, as shown in FIG. 4B, the upper sides XL2 ′ and XR2 ′ of the outer circumferences of the first and second bare
上記の例に基づいた計算方法を示すと、前記第1,第2の裸光ファイバ7,9の各外径は以下の式で表すことができる。
If the calculation method based on said example is shown, each outer diameter of the said 1st, 2nd bare
左側の第1の光ファイバ7の外径DL=(XL2’−XL1)+S
右側の第2の光ファイバ9の外径DR=(XR2’−XR1)+S
ここから外径差△D(=DL−DR)を算出する。
Outer diameter DL of the left first
Outer diameter DR of the second
From this, the outer diameter difference ΔD (= DL−DR) is calculated.
XL1=XR1であるので、
外径差△D=DL−DR=XL2’−XR2’となる。
Since XL1 = XR1,
The outer diameter difference ΔD = DL−DR = XL2′−XR2 ′.
仮に、未知である大口径の第1の裸光ファイバ7の外径DLが例えば400μmで、大口径の第2の裸光ファイバ9の外径DRが300μmであったとすると、前記各上辺位置XL2’,XR2’の位置座標から、外径差ΔDは(DL−DR)=(400−300)=100μmが計算される。
If the outer diameter DL of the unknown first large-diameter
次に、ステップ3としては、図5に示されているように、外径が小さい方の第2の裸光ファイバ9が、前記外径差ΔDの1/2だけX軸方向の上辺側に移動される。
Next, as
上記の例では、外径差△Dの1/2が50μmとなるので、大口径の第2の裸光ファイバ9の外周の上辺位置XR2”が大口径の第1の裸光ファイバ7の外周の上辺位置XL2’に対して50μm(=△D/2)だけX軸方向で図5において上方に移動されることになる。
In the above example, 1/2 of the outer diameter difference ΔD is 50 μm, so that the upper side position XR2 ″ of the outer circumference of the second bare
あるいは、上記とは移動方向が逆で、上記の2本の第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の上辺同士XL2,XR2を撮像エリア39内に収めるように配置されてから、前記上辺同士XL2,XR2を位置合わせするように第1,第2の裸光ファイバ7,9を移動し、次に、第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の各下辺XL1,XR1を撮像エリア39内に収めるように、シフト距離S分だけ平行移動して前記各下辺XL1’,XR1’を検出し、この下辺位置XL1’,XR1’の差で第1,第2の裸光ファイバ7,9の外周の外径差ΔDを計算し、外径が小さい方の第2の裸光ファイバ9を外径差ΔDの1/2だけX軸方向の下辺側に移動しても良い。
Alternatively, the movement direction is opposite to the above, and the upper sides XL2 and XR2 of the outer circumferences of the two first and second bare
その結果、必然的に第1の裸光ファイバ7の光軸位置XL0と第2の裸光ファイバ9の光軸位置XR0が一致して第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心が行われることになる。
As a result, the optical axis position XL0 of the first bare
上記のように調心された第1,第2の裸光ファイバ7,9は、放電電極27,29から放電されるアークにより融着接続される。
The first and second bare
以上のことから、第1,第2の裸光ファイバ7,9が一方あるいは両方が撮像エリア39内に収まらない未知の外径の大口径の裸光ファイバである場合であっても、容易に第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心ができる。また、光学系の倍率を落とさずに済むので、第1,第2の裸光ファイバ7,9の調心精度や性能を落とすことがない。
From the above, even if one or both of the first and second bare
1 光ファイバ融着接続装置
3 第1の光ファイバ
5 第2の光ファイバ
7 第1の裸光ファイバ
9 第2の裸光ファイバ
11 突合わせ用V溝
13,15 突合わせ部
17,19 光ファイバホルダ
17A,19A ホルダベース部
17B,19B クランプ部
21 間隔
23 装置本体部
25 放電加熱装置
27,29 放電電極
31 放電用電源装置
33 制御装置
35 CCDカメラ(撮像手段)
37 画像処理装置(画像処理手段)
39 撮像エリア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical
37 Image processing device (image processing means)
39 Imaging area
Claims (1)
前記2本の第1,第2の裸光ファイバの外周の上辺同士又は下辺同士を撮像視野内に収めるように、前記2本の裸光ファイバを前記1対の放電電極による放電路の中央位置から一方の電極側のX軸方向にシフト距離S分だけ平行移動し、この平行移動するときに、前記第1の裸光ファイバの外周の上辺又は下辺の位置を前記中央位置から(シフト距離S−第1の裸光ファイバの半径)までの距離に合わせると共に、前記第2の裸光ファイバの外周の上辺又は下辺の位置を前記中央位置から(シフト距離S−第2の裸光ファイバの半径)までの距離に合わせることにより、前記2本の裸光ファイバの調心を行うことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。 Two bare optical fibers having a known outer diameter are imaged, and the two bare optical fibers are aligned based on the picked-up images, and then faced in the X-axis direction orthogonal to the two bare optical fibers. When fusion splicing with a pair of discharge electrodes,
A center position of the discharge path by the pair of discharge electrodes so that the upper and lower sides of the outer circumferences of the two first and second bare optical fibers are within the imaging field of view. From the center position to the position of the upper or lower side of the outer circumference of the first bare optical fiber (shift distance S). And the position of the upper side or the lower side of the outer circumference of the second bare optical fiber is shifted from the center position (shift distance S-radius of the second bare optical fiber). The optical fiber fusion splicing method is characterized in that alignment of the two bare optical fibers is performed by adjusting the distance to the distance to the optical fiber.
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