JP3642849B2 - 光ファイバの融着接続方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバの融着接続方法に関し、特に、高強度融着方式における放電加熱強度の補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
［ＳＭ光ファイバの軸合わせ］
ＳＭ光ファイバのコアは１０μｍ内外と非常に細いため、良好な接続損失を得るためには、コア軸を基準に、軸調心を行う必要がある。そのため、左右の光ファイバをそれぞれ別のＶ溝等に固定し（図６参照）、それら各Ｖ溝を、別の手段で検出した所定の位置に駆動する。通常、左右のＶ溝はそれぞれ直交する２方向（Ｘ方向とＹ方向）に動作するようになっている。
【０００３】
［高強度接続におけるＶ溝での固定方法］
光ファイバの融着接続における諸工程でガラス表面に傷が付きやすく、その結果、融着接続後、接続点付近で引張り強度が大幅に低下する。
そのため、高強度接続の場合、図６のように、光ファイバ心線１０を、被覆１２が被ったままの状態でＶ溝２０に固定する方法が一般化されている（特開昭６２−２１０４０６号公報参照）。
なお、１４Ａ，１４Ｂは光ファイバ、３０は電極を示す。
【０００４】
ところが、被覆１２の外径は一般的に基準値に対して誤差が大きい。また被覆１２を除去するために溶剤を使用することが多いため、その影響で外径が変化していることが多い。さらに被覆１２のサイズは種々ある。
以上の理由から、左右の光ファイバ１４Ａ，１４Ｂは融着前において大幅な軸調整（調心）が必要となる。
【０００５】
［調心の方法］
図７に調心のための観察手段の一例を示す。
４０は光源、４２はミラー、４４はレンズ、４６はイメージセンサ（ＣＣＤカメラ等）、である。
光ファイバ１４の直接の観察（Ｘ方向）と、ミラー４２に写る光ファイバ１４の虚像１４’の観察（Ｙ方向）とにより、光源４０からの光線とミラー４２とがなす角度が４５度になるように構成すれば、直交するＸＹの２方向からの観察が可能になる。
イメージセンサ４６による観察結果を画像処理し、それに基づいて調心する。
なお、４８は画像処理の対象となるイメージセンサ４６上の画像、１４ＸはＸ方向の光ファイバ像、１４ＹはＹ方向の光ファイバ像を示す。
又ミラー４２は、上下に移動可能で、調心後に、対向する電極３０による融着に支障がないように移動させられる。
【０００６】
［電極高さの調整］
はじめ図８（ａ）に示す位置にあった光ファイバ１４Ａ，１４Ｂが、調心の結果、同図（ｂ）の光ファイバ１４の位置に動いたとする。
このとき、対向する電極３０を結ぶ直線に対する光ファイバ１４の高さＨｆのズレＬが大きいまま放電を行うと、光ファイバに与えられる熱量が最適値と異なるため、良好な接続ができない。
【０００７】
これを避けるため、従来の方式では、調心のための観察手段とは別に同図（ｃ）のように上部から顕微鏡５０で観察し、上記のズレＬがゼロになるように、電極３０の高さを手動で調整していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
（１）顕微鏡５０による目視で高さを認識していたので、高さの補正が不正確であった。
（２）上記ズレＬが微少の場合は、補正を行わないのが通常であった。
（３）調心のための観察手段とは別に高さを観察する手段（顕微鏡５０等）が必要であり、その手段の使用目的は電極３０の高さの補正だけに限られるため、融着機が構造面で複雑となり、小型化、コスト低減の両面で限界があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
図１に例示するように、光ファイバ１４を直接観察するＸ方向からの観察時における、電極３０の基準位置Ｐ０ｘ（後記参照）に対する、調心後の光ファイバ１４の位置Ｐｆｘのズレｘと、光ファイバ１４の虚像１４’を観察するＹ方向からの観察時における、電極３０の基準位置Ｐ０ｙ（後記参照）に対する、調心後の光ファイバ１４の位置Ｐｆｙのズレｙ、を求め、これらｘとｙに基づいて、電極の基準高さＨ０に対する調心後の光ファイバの高さＨｆの高さのズレＬを、下記の（１）式から求め、
Ｌ＝（ｘ＋ｙ）／√２ （１）
当該ズレＬの分だけ電極３０の高さ又は光ファイバの高さ（すなわち、Ｖ溝２０の高さ）を補正する。
【００１０】
また、融着接続機における最適放電強度ＷとズレＬとの間に、図４に示す関係があることを利用し（後記参照）、観察から得られるズレＬ１に対応する最適放電強度Ｗ１を与える。
【００１１】
［電極３０の基準高さＨ０と基準位置Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙについて］
図２又は図８（ａ）（ｂ）で、＜電極３０の基準高さＨ０＞というのは、融着接続機の組立調整時に、基準となる光ファイバ１４０を用意して、その基準光ファイバをセットして調心した後に、対向する電極３０を結ぶ直線上に基準光ファイバが位置するように調整された電極３０の置かれている位置の高さである。
また、図２において、Ｘ方向から観察するときにおける、上記電極の基準高さＨ０の指標とするために調心した後の光ファイバ１４０の中心位置を、Ｘ方向からの観察時における＜電極３０の基準位置Ｐ０ｘ＞とする。
同様に、Ｙ方向から観察するときにおける、上記電極の基準高さＨoの指標とするために調心した後の光ファイバの虚像１４０’の中心位置を、Ｙ方向からの観察時における＜電極３０の基準位置Ｐ０ｙ＞とする。
これらの基準位置Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙは、画像メモリの上に記憶される。
図３のように、光ファイバ１４０が、光ファイバ１４よりミラー４２に近いとき、ｘ＞ｙになり、反対に、光ファイバ１４０が光ファイバ１４よりミラー４２から遠いとき、ｘ＜ｙになる。
しかし、これらに基づいて計算したズレＬの値には影響しない。
【００１２】
［（１）式の証明］
ｘ＞ｙのとき、図３において、
ｘ＜ｙのときも同様にして証明できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
はじめ、図２のように、基準となる光ファイバ融着接続機の接続許容範囲にある任意の光ファイバで調心を行って、対向する電極３０を結ぶ直線上に、基準光ファイバが位置するように調整したときの基準位置Ｐ０ｘとＰ０ｙを観察し、記憶させておく。
次に図６のように、光ファイバ心線１０をＶ溝２０上にセットし、図７の２方向観察により調心する。
調心後の光ファイバ１４の位置に基づき、図１に関する方式により、ｘとｙを求める。
これらから、ズレＬを算出し、その量だけ電極３０の高さを調整する。
以上はすべて画像処理により自動化される。
【００１４】
また、融着接続機には、ズレＬと最適放電強度との間に、図４に示す関係がある。
そこで、観察から得られるズレＬ１に対応する最適放電強度Ｗ１を与える。
なおこれらも、画像処理に基づき、自動的に与えられる。
【００１５】
なお、以上、ミラー４２と１つのイメージセンサ４６を用いて、ミラー４２とＸ方向及びＹ方向と４５度をなすことにより直交するＸ，Ｙの２方向から観察する場合について述べた。
しかし、ミラー４２、Ｘ方向、Ｙ方向が、前記の角度でない場合も考えられるが、本発明は、このような場合にも、（１）式を［００１２］と同様な方法で求められた式により置き替えることにより、適用できる。
【００１６】
また、２方向観察には、図５のように、２個のイメージセンサ４６Ｘ，４６Ｙを用いる方式もあるが（フジクラ技報，第８７号，ｐ４８参照）、この場合にも本発明は適用可能である。
【００１７】
さらに、電極３０の基準高さを求める方法として、基準光ファイバ１４０の調心後の位置を指標とする方法を説明したが、他の方法を用いることもできる。
たとえば電極３０を基準高さに設定したときに対向する電極３０を結ぶ直線とミラー４２との交点をミラー４２面上に表示し、画像４８上での表示の位置を電極３０の基準高さとする方法を用いることもできる。
【００１８】
又電極３０の高さを調整する方法として、電極３０を固定し、Ｖ溝を高さ方向に駆動して、光ファイバの高さを調整する方法でも良い。
【００１９】
【発明の効果】
（１）電極の高さ調整用の観察手段として、調心のための観察手段を流用できるので、機構が単純化できる。
（２）電極の高さ調整用の画像処理手段も、調心のための画像処理手段を流用できるので、個々の機械に求められる機構が単純になる。
（３）補正が自動化できるので、補正の精度と信頼性が向上し、また、作業が簡単になり、作業者のミスが避けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施態様の説明図。
【図２】 本発明における電極３０の基準高さＨ０と基準位置Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙの説明図。
【図３】 （１）式を証明するための説明図。
【図４】 融着接続機におけるズレＬと最適放電強度との間の関係を示す線図。
【図５】 イメージセンサ４６を２箇使用する２方向観察の説明図。
【図６】 ＳＭ光ファイバの高強度接続の説明図。
【図７】 イメージセンサ４６を１箇使用する２方向観察の説明図。
【図８】 電極高さの補正に関する説明図。
【符号の説明】
１０ 光ファイバ心線
１２ 被覆
１４，１４０ 光ファイバ
２０ Ｖ溝
３０ 電極
４０ 光源
４２ ミラー
４４ レンズ
４６ イメージセンサ
４８ イメージセンサ上の画像
５０ 顕微鏡
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバの融着接続方法に関し、特に、高強度融着方式における放電加熱強度の補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
［ＳＭ光ファイバの軸合わせ］
ＳＭ光ファイバのコアは１０μｍ内外と非常に細いため、良好な接続損失を得るためには、コア軸を基準に、軸調心を行う必要がある。そのため、左右の光ファイバをそれぞれ別のＶ溝等に固定し（図６参照）、それら各Ｖ溝を、別の手段で検出した所定の位置に駆動する。通常、左右のＶ溝はそれぞれ直交する２方向（Ｘ方向とＹ方向）に動作するようになっている。
【０００３】
［高強度接続におけるＶ溝での固定方法］
光ファイバの融着接続における諸工程でガラス表面に傷が付きやすく、その結果、融着接続後、接続点付近で引張り強度が大幅に低下する。
そのため、高強度接続の場合、図６のように、光ファイバ心線１０を、被覆１２が被ったままの状態でＶ溝２０に固定する方法が一般化されている（特開昭６２−２１０４０６号公報参照）。
なお、１４Ａ，１４Ｂは光ファイバ、３０は電極を示す。
【０００４】
ところが、被覆１２の外径は一般的に基準値に対して誤差が大きい。また被覆１２を除去するために溶剤を使用することが多いため、その影響で外径が変化していることが多い。さらに被覆１２のサイズは種々ある。
以上の理由から、左右の光ファイバ１４Ａ，１４Ｂは融着前において大幅な軸調整（調心）が必要となる。
【０００５】
［調心の方法］
図７に調心のための観察手段の一例を示す。
４０は光源、４２はミラー、４４はレンズ、４６はイメージセンサ（ＣＣＤカメラ等）、である。
光ファイバ１４の直接の観察（Ｘ方向）と、ミラー４２に写る光ファイバ１４の虚像１４’の観察（Ｙ方向）とにより、光源４０からの光線とミラー４２とがなす角度が４５度になるように構成すれば、直交するＸＹの２方向からの観察が可能になる。
イメージセンサ４６による観察結果を画像処理し、それに基づいて調心する。
なお、４８は画像処理の対象となるイメージセンサ４６上の画像、１４ＸはＸ方向の光ファイバ像、１４ＹはＹ方向の光ファイバ像を示す。
又ミラー４２は、上下に移動可能で、調心後に、対向する電極３０による融着に支障がないように移動させられる。
【０００６】
［電極高さの調整］
はじめ図８（ａ）に示す位置にあった光ファイバ１４Ａ，１４Ｂが、調心の結果、同図（ｂ）の光ファイバ１４の位置に動いたとする。
このとき、対向する電極３０を結ぶ直線に対する光ファイバ１４の高さＨｆのズレＬが大きいまま放電を行うと、光ファイバに与えられる熱量が最適値と異なるため、良好な接続ができない。
【０００７】
これを避けるため、従来の方式では、調心のための観察手段とは別に同図（ｃ）のように上部から顕微鏡５０で観察し、上記のズレＬがゼロになるように、電極３０の高さを手動で調整していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
（１）顕微鏡５０による目視で高さを認識していたので、高さの補正が不正確であった。
（２）上記ズレＬが微少の場合は、補正を行わないのが通常であった。
（３）調心のための観察手段とは別に高さを観察する手段（顕微鏡５０等）が必要であり、その手段の使用目的は電極３０の高さの補正だけに限られるため、融着機が構造面で複雑となり、小型化、コスト低減の両面で限界があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
図１に例示するように、光ファイバ１４を直接観察するＸ方向からの観察時における、電極３０の基準位置Ｐ０ｘ（後記参照）に対する、調心後の光ファイバ１４の位置Ｐｆｘのズレｘと、光ファイバ１４の虚像１４’を観察するＹ方向からの観察時における、電極３０の基準位置Ｐ０ｙ（後記参照）に対する、調心後の光ファイバ１４の位置Ｐｆｙのズレｙ、を求め、これらｘとｙに基づいて、電極の基準高さＨ０に対する調心後の光ファイバの高さＨｆの高さのズレＬを、下記の（１）式から求め、
Ｌ＝（ｘ＋ｙ）／√２ （１）
当該ズレＬの分だけ電極３０の高さ又は光ファイバの高さ（すなわち、Ｖ溝２０の高さ）を補正する。
【００１０】
また、融着接続機における最適放電強度ＷとズレＬとの間に、図４に示す関係があることを利用し（後記参照）、観察から得られるズレＬ１に対応する最適放電強度Ｗ１を与える。
【００１１】
［電極３０の基準高さＨ０と基準位置Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙについて］
図２又は図８（ａ）（ｂ）で、＜電極３０の基準高さＨ０＞というのは、融着接続機の組立調整時に、基準となる光ファイバ１４０を用意して、その基準光ファイバをセットして調心した後に、対向する電極３０を結ぶ直線上に基準光ファイバが位置するように調整された電極３０の置かれている位置の高さである。
また、図２において、Ｘ方向から観察するときにおける、上記電極の基準高さＨ０の指標とするために調心した後の光ファイバ１４０の中心位置を、Ｘ方向からの観察時における＜電極３０の基準位置Ｐ０ｘ＞とする。
同様に、Ｙ方向から観察するときにおける、上記電極の基準高さＨoの指標とするために調心した後の光ファイバの虚像１４０’の中心位置を、Ｙ方向からの観察時における＜電極３０の基準位置Ｐ０ｙ＞とする。
これらの基準位置Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙは、画像メモリの上に記憶される。
図３のように、光ファイバ１４０が、光ファイバ１４よりミラー４２に近いとき、ｘ＞ｙになり、反対に、光ファイバ１４０が光ファイバ１４よりミラー４２から遠いとき、ｘ＜ｙになる。
しかし、これらに基づいて計算したズレＬの値には影響しない。
【００１２】
［（１）式の証明］
ｘ＞ｙのとき、図３において、
【００１３】
【発明の実施の形態】
はじめ、図２のように、基準となる光ファイバ融着接続機の接続許容範囲にある任意の光ファイバで調心を行って、対向する電極３０を結ぶ直線上に、基準光ファイバが位置するように調整したときの基準位置Ｐ０ｘとＰ０ｙを観察し、記憶させておく。
次に図６のように、光ファイバ心線１０をＶ溝２０上にセットし、図７の２方向観察により調心する。
調心後の光ファイバ１４の位置に基づき、図１に関する方式により、ｘとｙを求める。
これらから、ズレＬを算出し、その量だけ電極３０の高さを調整する。
以上はすべて画像処理により自動化される。
【００１４】
また、融着接続機には、ズレＬと最適放電強度との間に、図４に示す関係がある。
そこで、観察から得られるズレＬ１に対応する最適放電強度Ｗ１を与える。
なおこれらも、画像処理に基づき、自動的に与えられる。
【００１５】
なお、以上、ミラー４２と１つのイメージセンサ４６を用いて、ミラー４２とＸ方向及びＹ方向と４５度をなすことにより直交するＸ，Ｙの２方向から観察する場合について述べた。
しかし、ミラー４２、Ｘ方向、Ｙ方向が、前記の角度でない場合も考えられるが、本発明は、このような場合にも、（１）式を［００１２］と同様な方法で求められた式により置き替えることにより、適用できる。
【００１６】
また、２方向観察には、図５のように、２個のイメージセンサ４６Ｘ，４６Ｙを用いる方式もあるが（フジクラ技報，第８７号，ｐ４８参照）、この場合にも本発明は適用可能である。
【００１７】
さらに、電極３０の基準高さを求める方法として、基準光ファイバ１４０の調心後の位置を指標とする方法を説明したが、他の方法を用いることもできる。
たとえば電極３０を基準高さに設定したときに対向する電極３０を結ぶ直線とミラー４２との交点をミラー４２面上に表示し、画像４８上での表示の位置を電極３０の基準高さとする方法を用いることもできる。
【００１８】
又電極３０の高さを調整する方法として、電極３０を固定し、Ｖ溝を高さ方向に駆動して、光ファイバの高さを調整する方法でも良い。
【００１９】
【発明の効果】
（１）電極の高さ調整用の観察手段として、調心のための観察手段を流用できるので、機構が単純化できる。
（２）電極の高さ調整用の画像処理手段も、調心のための画像処理手段を流用できるので、個々の機械に求められる機構が単純になる。
（３）補正が自動化できるので、補正の精度と信頼性が向上し、また、作業が簡単になり、作業者のミスが避けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施態様の説明図。
【図２】 本発明における電極３０の基準高さＨ０と基準位置Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙの説明図。
【図３】 （１）式を証明するための説明図。
【図４】 融着接続機におけるズレＬと最適放電強度との間の関係を示す線図。
【図５】 イメージセンサ４６を２箇使用する２方向観察の説明図。
【図６】 ＳＭ光ファイバの高強度接続の説明図。
【図７】 イメージセンサ４６を１箇使用する２方向観察の説明図。
【図８】 電極高さの補正に関する説明図。
【符号の説明】
１０ 光ファイバ心線
１２ 被覆
１４，１４０ 光ファイバ
２０ Ｖ溝
３０ 電極
４０ 光源
４２ ミラー
４４ レンズ
４６ イメージセンサ
４８ イメージセンサ上の画像
５０ 顕微鏡
Claims (3)
- 光ファイバを直接観察するＸ方向と、光ファイバの虚像を観察するＹ方向とにより、光源からの光線とミラーとがなす角度が４５度になるように、直交するＸＹの２方向からの観察により光ファイバの調心を行い、その後、電極間の放電を行う、光ファイバの融着接続方法において、
前記Ｘ方向からの観察時における、調心後の光ファイバの位置の、前記電極の基準位置に対するズレｘと、
前記Ｙ方向からの観察時における、調心後の光ファイバの位置の、前記電極の基準位置に対するズレｙとを求め、
当該ｘとｙの値に基づいて、調心後の光ファイバの高さの、前記電極の基準高さに対する高さのズレＬを求め、
当該ズレＬの高さだけ前記電極の高さもしくは前記光ファイバの調心後の高さを補正することを特徴とする、光ファイバの融着接続方法。 - 光ファイバを直接観察するＸ方向と、光ファイバの虚像を観察するＹ方向とにより、光源からの光線とミラーとがなす角度が４５度になるように、直交するＸＹの２方向からの観察により光ファイバの調心を行い、その後、電極間の放電を行う、光ファイバの融着接続方法において、
前記Ｘ方向からの観察時における、調心後の光ファイバの位置の、前記電極の基準位置に対するズレｘと、
前記Ｙ方向からの観察時における、調心後の光ファイバの位置の、前記電極の基準位置に対するズレｙとを求め、
当該ｘとｙの値に基づいて、調心後の光ファイバの高さの、前記電極の基準高さに対する高さのズレＬを求め、
予め求めておいた前記ズレＬと最適放電強度との関係に基づいて、放電強度を調整することを特徴とする、光ファイバの融着接続方法。 - 前記Ｘ方向とＹ方向のなす角度が９０度をなし、前記ズレの高さＬを下記の（１）式から求めることを特徴とする、請求項１又は請求項２の光ファイバの融着接続方法。
Ｌ＝（ｘ＋ｙ）／√２ （１）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32099195A JP3642849B2 (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 光ファイバの融着接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32099195A JP3642849B2 (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 光ファイバの融着接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138320A JPH09138320A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3642849B2 true JP3642849B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=18127569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32099195A Expired - Fee Related JP3642849B2 (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 光ファイバの融着接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3642849B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001305371A (ja) * | 2000-04-20 | 2001-10-31 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ融着接続方法及びそれに使用される光ファイバ融着接続機 |
-
1995
- 1995-11-15 JP JP32099195A patent/JP3642849B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH09138320A (ja) | 1997-05-27 |
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