JP3774440B2 - 光ファイバ接合器のための接合損失評価器の自動最適化 - Google Patents

Description

本発明は、全体的にいえば、光ファイバに関する。さらに詳細にいえば、本発明は、光ファイバ接合器のための接合損失評価器の自動最適化に対するそれぞれの装置および方法と、このような装置を有する光ファイバ接合器システムと、このような方法を実行するためのコンピュータ・プログラム・プロダクトとに関する。

（関連技術および本発明の背景の説明）
損失の小さい光ファイバを作成する技術は、光ファイバの市販品の製造が広くいきわたっている程にまで進歩してきた。最も大きな工程は、事前に製造されたファイバの予備的形成品と呼ばれることがあるガラス・ブール（glass boule）から光ファイバを線引きする段階を有している。長さが極端に大きいファイバは、最新の融合接合器技術を用いて得られる長い複数のファイバを接合することによって得ることができる。それに加えて、偶発的にまたは適当な検証検査の期間中のいずれかにおいて破断した光ファイバを接合することは、さらに普通になってきている。これらのまたはその他の応用に対しては、２つのファイバの端部部分から被覆材料が取り除かれそして次にそれらの端部と端部とを一緒に融合する接合により、２つのガラス・ファイバの端部を接合してその接合損失が受容可能な程に小さいという適切な手段が得られる。

融合接合損失は、モード・フィールド直径（ＭＦＤ(mode-field diameter)）の不整合および２つのファイバのクラッディング／コアの不整合に主として依存している。これらの不整合は、ファイバの屈折率の設計または不適切な融合工程が用いられるのいずれかによるものである。画像技術の助けを借りて融合工程の期間中のファイバのクラッディング／コアの変形／不整合を監視することにより、ＭＦＤの不整合に関する情報を得ることができそして解析することができる。例えば、ＥＰ第 1 014 070号を参照されたい。このような監視システムは、典型的には、画像処理装置に装着された電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラを備えている。適切な理論的モデルおよびこれらの画像から得られる情報を用いることにより、接合損失を評価するための評価方法を確立することができる。

接合損失を評価するための受動的技術としての評価方法は、現在の自動化された大抵の融合接合器に広く用いられている。接合損失を評価するための異なるモデルは、これまでの２０年間にわたって調査され、そして開発されてきている。接合損失の評価のためのよく知られている方法には、突合わせ接合近似およびモード結合理論が含まれる。さらに進歩した方法、例えばクラッディングおよびコアの変形についてのリアルタイム解析に対してホット画像技術がまた開発されてきている。

最良の特性を達成するためにそして評価方法の順応性を最大にするために、接合損失評価に対して用いられるモデルは、通常は、評価パラメータと呼ばれる多数の自由なパラメータを有する。評価方法の最良の特性を達成するためにこれらの評価パラメータを最適化することは、現在は接合技術の開発において本質的な特徴の１つになってきている。実際、検査中のファイバおよび用いられる融合工程の種類が異なるのに従って、評価パラメータが手作業で最適化されている。

第１には技術的な理由によりそして関与している接合工程がかなり複雑な性質であることにより、評価パラメータの最適化は全く困難な仕事でありそして時間のかかる仕事である。この仕事は、非常に熟練した技術者によってのみ実行することができる仕事であるであろう。与えられたファイバの組合せについて評価パラメータを手作業で最適化するのに必要な典型的な時間は、数日の程度と長い。このように長い時間は、接合器のユーザにとっては受け入れることができない長さである。特に、融合工程やファイバの組合せが頻繁に変更されることがある場合には、例えばエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ(erbium doped fiber amplifiers)）の製造が関係している場合にはそうである。接合器のユーザにとってはこのことを受け入れることは困難であり、したがって典型的には、このような最適化は接合器の製造業者によって実行されなければならない。

（発明の要約）
本発明は、接合器のユーザは画像処理パラメータを再最適化する必要がなく、評価パラメータのみの再最適化が必要であることを実現した。ファイバ接合器のユーザにとっては、限定された数の画像処理パラメータだけを最適化することができる。これらのパラメータの大部分は、接合器の中に埋込まれたアルゴリズムによって、接合に対して線形であるように既に設計されている。

本発明において、評価器の特性の高速自動最適化に対する新しい技術が提案される。この技術は、融合工程の期間中に撮られるコールド画像およびホット画像の画像処理を変更しないでよい。

接合器の中に組み込まれた評価器は、これらの画像から得られる情報に基づいておよび用いられる融合工程や接合されるファイバの種類に基づいて、接合損失の原因を解析する。さらに、接合損失が計測装置例えばパワー計によって計測される。この解析と計測された接合損失との結果が、オフライン・コンピュータおよび／またはＰＣプラットフォームに基づく接合器の表計算のワークシートにアップロードされ、それにより接合のデータベースが形成される。次に、評価パラメータの最適化のための手作業の手続きがシュミレートされる。

ベルコア（Bellcore）精度基準の中でいずれかの解を選定することによって、または回帰解析基準の助けを借りてベルコア精度基準の中の最良の解を選定することによって、重要な評価パラメータを自動的に最適化し、その後、この最適化された評価パラメータを評価器にダウンロードする。

数百の接合に関する接合のデータベースを最適化するのに必要な時間は、ほんの数秒にまで大幅に縮小される。したがって、評価器の特性の増強が自動的に達成される。評価器を手作業で最適化するという厄介で複雑な作業が自動化される。

本発明の１つの主要な目的は、光ファイバの接合器の接合損失評価器を自動的に最適化するための装置を得ることである。ここで、接合損失評価器は、接合損失評価手続きにおいて、前記ファイバ接合器装置によって作成された光ファイバの端部部分の接合の接合損失について、接合の前または接合の期間中または接合の後において光ファイバのそれぞれの端部部分について撮られた少なくとも１つのそれぞれの画像から評価を行うのに適合している。この接合損失評価手続きは、１組の接合損失評価パラメータを利用することを含んでいる。この自動最適化のための装置は高速であり、そしてファイバ接合器のユーザが利用することに対して特に適している。

この点に関して本発明の１つの特定の目的は、単純でありそして使用が簡単であり、また正確でかつ精密でありそしてコストの安い、このような装置を得ることである。

特にこれらの目的は、本発明の第１の特徴に従い、第１の入力線路と、第２の入力線路と、決定のための装置（適切なソフトウエアを備えたパーソナル・コンピュータであることが好ましい）と、出力線路とを備えた装置によって達成される。

第１の入力線路は、ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分の複数の接合のデータを接合損失評価器から受け取るために備えられる。ここで、接合のおのおのに対するデータは、接合を構成する光ファイバの端部部分について撮られた画像から得られる情報およびその接合の評価された接合損失を含んでいる。第２の入力線路は、計測装置によって計測される光ファイバの端部部分の複数の接合のおのおのに対する接合損失値を受け取るために備えられる。

決定する段階のための装置は、データおよび計測された接合損失値から新しい組の接合損失評価パラメータを決定または計算するのに適合している。それにより、接合損失評価手続きは、この新しい組の接合損失評価パラメータを用いて、光ファイバの端部部分の複数の接合のおのおのの接合損失を与えられた精度で評価する。

最後に、出力線路は、ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分のまた別のいずれかの接合の接合損失の評価に対して接合損失評価器の接合損失評価手続きに用いられる接合損失評価パラメータの組を置き換えるために、決定されたまたは計算された新しい組の接合損失評価パラメータをファイバ接合器装置の接合損失評価器に出力するために備えられる。

さらに、前記で説明した目的は特に、本発明の第２の特徴により、自動最適化のためのこのような装置を備えた光ファイバ接合器システムによって達成される。

本発明のまた別の目的は、前記で説明した接合損失評価器の自動最適化のための方法を得ることである。この方法は高速であり、したがってファイバ接合器のユーザが用いるのに適した方法である。

この目的は、本発明の第３の特徴により、下記の段階を備えた方法により得られる。

（ｉ） 前記ファイバ接合器装置によって作成された光ファイバの端部部分の複数の接合のデータを前記接合損失評価器から受け取る段階。ここで、接合のおのおのに対する前記データには、接合を構成する光ファイバの端部部分について撮られた少なくとも１つの画像から得られる情報およびその接合の評価された接合損失が含まれる。

（ｉｉ） 計測装置によって計測される光ファイバの端部部分の前記複数の接合のおのおのに対する接合損失値を受け取る段階。

（ｉｉｉ） 前記データおよび前記計測された接合損失値から新しい組の接合損失評価パラメータを決定する段階。それにより、前記接合損失評価手続きは、この新しい組の接合損失評価パラメータを用いて、光ファイバの端部部分の前記複数の接合のおのおのの接合損失値を与えられた精度で評価する。

（ｉｖ） 前記決定された新しい組の接合損失評価パラメータを前記接合損失評価器に出力する段階。このことにより、前記ファイバ接合器装置によって作成されるべき光ファイバの端部部分のまた別のいずれかの接合の接合損失の評価のために、接合損失評価器の接合損失評価手続きに用いられる接合損失評価パラメータの組が置き換えられる。

最後に、本発明の第４の特徴により、コンピュータの内部メモリの中にロードすることができるコンピュータ・プログラム・プロダクトが得られる。このコンピュータ・プログラム・プロダクトは、このコンピュータ・プログラム・プロダクトがコンピュータの中で実行される時に前記で説明した方法を実行するためのソフトウエア・コード部分を有する。

本発明のまた別の特徴および利点は、添付図面を参照して下記で説明される本発明の好ましい実施例についての詳細な説明により明らかになるであろう。下記で説明される本発明の好ましい実施例は単に例示された実施例であって、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されることを意味するものではない。

（発明の詳細な説明）
本発明を完全に理解するために、特定の技術および応用のような具体例を下記において詳細に説明する。この説明は単に説明のためのものであって、本発明の範囲がそれらに限定されることを意味するものではない。したがって、これらの特定の具体例とは異なる他の実施例でもって本発明を実施することができることは、当業者には明らかであるであろう。

オフ・ライン・チューニングを支援するためのＰＣベースのプラットフォームを備えた光ファイバ接続器システム
図１は、光ファイバ接続器システムの概要図である。この図には、本発明の１つの一般的な実施例の概要が示されている。

このシステムは、光ファイバ融合接合器１を備えている。光ファイバ融合接合器１は、光ファイバの接合の前または接合の期間中または接合の後に光ファイバのそれぞれの端部について撮られた少なくとも１つのそれぞれの画像から、ファイバ接合器１によって作成される光ファイバの端部の接合の接合損失を接合損失評価手続で評価するための接合損失評価器（図１には明確には示されていない）を有している。ここで、この接合損失評価手続きは１組の接合損失評価パラメータの利用を含んでいる。光ファイバ融合接合器は、例えばエリクソン（Ericsson）９９５融合接合器であることができる。

さらに、作成された多数の接合に対して接合損失を計測するための計測装置３が備えられる。この計測装置は、パワー計または減衰比計またはこれらと同等の装置であることができる。

光ファイバ融合接合器１および計測装置３の両方は、それぞれの接続線路７、９により、光ファイバ融合接合器１の接合損失評価器の自動オフ・ライン最適化のための装置５に接続される。装置５は、典型的にはコンピュータである。

接合器システムは、典型的には、オフ・ラインＰＣおよび／またはＰＣプラットフォームに基づく接合器として実施することができる。このプラットフォームにより、コンピュータと接合器と計測装置との間で信頼できる通信を得ることができる。それはデータ／パラメータの高速遷移およびパラメータの自動最適化を支援し、そしてまたオフ・ライン・チューニングのようなアプリケーション・プログラムの開発に対する可能性を開く。

接合損失評価器の自動最適化を行うために、装置５の中に接合のデータベースが確立される。ここで、接合のデータベースには、多数の接合から評価器によって得られた結果（すなわち、評価された接合損失およびそれぞれの接合について撮られた少なくとも１つの画像から得られる情報）や、接合損失評価手続きに用いられる評価パラメータ、およびまたそれに対応する計測された接合損失を含んでいる。

表計算に基づくソフトウエア、例えばマイクロソフト（Ｒ）エクセル（Microsoft(R)Excel）は、表計算のアプリケーション（例えば、データの収集、分類、および解析など）に対して市販されている最も普通に用いられるソフトウエア・パッケージである。本発明では、オフ・ライン・チューニングに対する最大のアプリケーション・ソフトウエア・モジュールを形成するための基本ソフトウエア・プラットフォームとして、マイクロソフト（Ｒ）エクセルが用いられる（図１参照）。これらのモジュールは、計測装置の構成のためのモジュール１１や、データ／パラメータをアップロードおよびダウンロードするためのモジュール１３、１５、１７、データの収集および分類のためのモジュール１９、およびオフ・ライン・チューニングのためのモジュール２１を有する。図１の矢印は、データの流れの経路を示す。

画像により得られる情報データおよび評価パラメータ
オフ・ライン・チューニングのための接合損失データベースは、本質的には、２つの主要な部分に基づいて確立される。すなわち、（１）計測装置から得られる計測された接合損失のデータ、すなわち計測された接合損失、（２）それぞれの接合について撮られた少なくとも１つの画像から得られる情報データおよび評価器から得られる評価パラメータ、である。

計測された接合損失のデータをアップロードすることは直接的に行われる。例えば図１に示されたような汎用のインターフェース・バス（ＧＰＩＢ(general purpose interface bus)）やシリアル通信または直接データ取得により、接合のおのおのに対し計測装置３から得られる接合損失のデータ（例えば、ヒューレット・パッカード８１５３Ａの光波マルチメータ）を標準的な通信方法を用いてエクセル・ワークシートに直接にアップロードすることができる。けれども、他方において、画像から得られる情報データおよび評価器から得られる評価パラメータは、注意深く選定されなければならない。それは、接合損失評価のためのモデルは用いられる融合工程およびファイバの種類に応じて変化するからである。

説明を明確にするために、接合のデータベースの構成に対する手続きおよびエリクソンＦＳＵ９９５融合接合器の接合損失評価器の最適化に対する手続きが、下記において１つの例示された実施例として説明される。

エリクソンＦＳＵ９９５接合器における接合損失の原因は、異なる損失のメカニズムにより４つの部分に分類される（図２参照）。

● コアの変形による接合損失Ｌ_Ｍ（ＭＦＤの不整合が考慮に入れられた時のマイクロ曲り損失Ｌ_Ｄ）。この損失は、悪いファイバ品質（例えば、コア偏心に対する大きなクラッディング、ファイバの大きな非円形性、など）、悪い裂開角度、整合の後のクラッディングの大きなオフセット、および融合工程および／または融合パラメータの不適切な選定、が原因で主として生ずる。

● ホット・コア・インデックスの不整合による接合損失Ｌ_Ｉ。この損失は、ファイバの中の添加不純物が大幅に異なることおよびファイバ・コアの直径が異なることによるファイバ・コアの変形の生成が大幅に異なること、により起こる方向性拡散工程から生ずる。

● マイクロ曲りによる接合損失Ｌ_Ａ。この損失は、ファイバの縦方向の整合が不完全であることが主な原因で生ずる。このファイバの縦方向の不完全な整合が起こるのは、ファイバの裸の表面に加えられる不適切な力およびファイバの表面に残っている大きな寸法のマイクロダストのためである。

● 接合損失シフトＬ_Ｓ。この損失は、計測システムの中の系統的なエラーおよび接合器の中の機械システムが不完全さによる、系統的なエラーが原因で生ずる。この損失は、通常は、接合損失の中の一定のシフトとして現れる。

したがって、接合損失の合計Ｌ_Ｔは、異なるメカニズムから生ずる損失の和として次のように表すことができる。

Ｌ_Ｔ＝Ｌ_Ｍ＋Ｌ_Ｉ＋Ｌ_Ａ＋Ｌ_Ｓ （１）

これらの損失は、評価パラメータおよび評価器によって得られる解析結果（すなわち、画像から生成するパラメータ）の関数として表すことができる。

Ｌ_Ｍ＝Ｌ_Ｍ｛Ｌ_Ｄ、Ｆ因子（ＭＦＤ_Ｌ、ＭＦＤ_Ｒ）、Ｍ因子（ＭＦＤ_Ｌ、ＭＦＤ_Ｒ）｝
（２）

Ｌ_Ｉ＝Ｌ_Ｉ｛Ｖ、損失因子、インデックス限界｝ （３）

Ｌ_Ａ＝Ｌ_Ａ｛視角オフセット、マクロ因子、ＭＦＤ_Ｌ、ＭＦＤ_Ｒ｝ （４）

ここで、評価に用いられた解析結果（画像から得られたパラメータ）は、マイクロ曲り損失Ｌ_Ｄ、およびホット画像から得られるホット・コア・インデックス・オフセットＶ、およびコールド画像から得られる視角オフセット（すなわち、左ファイバと右ファイバの間の視角の差）である。

評価パラメータは、Ｍ因子およびＦ因子（これらはＭＦＤ_ＬおよびＭＦＤ_Ｒによって一義的に決定される）、損失因子、インデックス限界、Ｌ_Ａの調整のためのマクロ因子、左ファイバおよび右ファイバのＭＦＤを表すＭＦＤ_ＬおよびＭＦＤ_Ｒ、およびＬ_Ｓである。

損失因子およびインデックス限界は、エルビウム・ファイバ接合工程だけに対して設計されたパラメータである。

図２は、画像および評価パラメータの１次情報から損失の合計をどの様にして得るかの基本的な手続きの概要を示した図である。

オフ・ライン・チューニングの手続き
ｎ個の一連の接合の場合、アップロード・ソフトウエア・モジュールを用いることによって、オフ・ライン・チューニングに対する接合のデータベースを生成することができる。ｉ番目の接合に対して計測された接合損失がＬ_Ｍｉ（Ｌ_Ｍｉは｛Ｌ_Ｍ１、Ｌ_Ｍ２、…、Ｌ_Ｍｎ｝（ｉ＝１、２、…、ｎ）の１つの要素である）でありおよびｉ番目の接合に対応する評価された接合損失がＬ_Ｔｉ（Ｌ_Ｔｉは｛Ｌ_Ｔ１、Ｌ_Ｔ２、…、Ｌ_Ｔｎ｝（ｉ＝１、２、…、ｎ）の１つの要素である）であると仮定するならば、その時には接合のデータベースは次のようになるであろう。

データベース＝｛Ｌ_Ｍｉ、Ｌ_Ｔｉ（Ｐ_ｊ、Ｃ_ｉｋ）｝、
ｉ＝１、２、…、ｎ；ｊ＝１、２、…；ｋ＝１、２、… （５）

ここで、Ｐ_ｊおよびＣ_ｉｋは評価器から得られるそれぞれ評価パラメータおよび解析結果である。

Ｌ_Ｍｉは接合ｉに対して計測された損失であり、そしてコアの変形による接合損失Ｌ_Ｍとは混合されないであろうことに特に注目されたい。

さらに、異なる融合工程が用いられることに対しておよび異なる種類のファイバが接合されることに対して、評価パラメータＰ_ｊ（ｊ＝１、２、…）は異なる。

すべてのデータをワークシートにアップロードした後、用いられる融合工程に従ってデータを分類することが重要である。データの分類に対しては２つの理由がある。

（１） いくつかのパラメータは評価器を最適化するためだけに設計されているのでなく、また融合工程を制御するためにも設計されている。もしこれらのパラメータが融合工程において制御パラメータとして用いられるならば、これらのパラメータはオフ・ライン・チューニングの期間中に最適化されてはならない。その理由は、これらのパラメータの最適化のいずれも融合工程を完全に変えるかもしれないからである。エリクソンＦＳＵ９９５接合器における典型的なパラメータはインデックス限界である。

（２） 評価器の中で異なる融合処理工程に対して用いられるモデルは、完全に異なるかも知れない。例えば、正規の接合の場合、マクロ曲り損失Ｌ_Ｄからの寄与が接合損失の全体に対して支配的である。したがって、モデル計算は主としてＬ_Ｄに基づいている。けれども、他方、もし２つのファイバのコア・オフセットが大きいならば、例えば＞１μｍであるならば、接合損失はＬ_Ｄに強く依存するだけでなく、また伝送される信号の波長にも強く依存するであろう。この場合には、損失のメカニズムを十分に記述するために、波長に依存する損失に対する新しいモデルを用いなければならない。エリクソンＦＳＵ９９５接合器における典型的な例は、減衰器メーカに対する評価工程である。

最適化に対するベルコア基準
オフ・ライン・チューニングの基本的な目的は、ベルコア接合損失評価器の精度基準を満たす任意の組のパラーメータ、または好ましくは最良の組のパラーメータを見い出すことができるように、評価パラメータを最適化することである。ベルコア精度基準は、表１において接合の母集団のそれぞれ９０％および１００％に対して定義される。

ベルコア精度基準に基づき、損失評価を計算するためのアルゴリズムを得ることができる。１つの例として、エリクソンＦＳＵ９９５接合器におけるオフ・ライン・チューニングに対して用いられるベルコア基準は下記のように与えられる。

Ｌ_{ｉ，ｍｉｎ}（Ｌ_Ｍｉ）≦Ｌ_Ｔｉ（Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４、Ｐ_５、Ｐ_６、Ｃ_ｉ１、Ｃ_ｉ２、Ｃ_ｉ３）≦Ｌ_{ｉ，ｍａｘ}（Ｌ_Ｍｉ）；
ｉ＝１、２、…、ｎ （６）

ここでＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４、Ｐ_５、Ｐ_６は、与えられた融合工程に対するおよび与えられた種類のファイバに対する評価パラメータ（すなわち、ＭＦＤＬ、ＭＦＤＲ、損失因子、インデックス限界、マクロ因子、およびＬ_Ｓ）である。同様にＣ_ｉ１、Ｃ_ｉ２、Ｃ_ｉ３は、解析された結果（すなわち、Ｌ_Ｄ、Ｖ、および視角オフセット）である。

ｉ番目の接合に対し、Ｃ_ｉｋ（ｋ＝１、２、３）が与えられ（すなわち、それぞれホット画像およびコールド画像から得られ）、一方、Ｌ_ＴｉはＰ_ｊ（ｊ＝１、２…６）の適切な組を選定することによって変更することができる。基準パラメータＬ_{ｉ，ｍａｘ}（Ｌ_Ｍｉ）およびＬ_{ｉ，ｍｉｎ}（Ｌ_Ｍｉ）によって、Ｌ_Ｔｉのチューニング可能な範囲を制御することができる。説明を簡単にするために、ここでは最大の接合損失は 2.0ｄＢであると仮定する。したがって、ｉ番目の接合に対する基準は次の関係式によって与えられる。

接合の母集団の９０％に対して

Ｌ_{ｉ，ｍａｘ}（Ｌ_Ｍｉ）＝Ｌ_Ｍｉ＋0.10 （Ｌ_Ｍｉ≦ 0.4ｄＢの場合）
Ｌ_Ｍｉ＋0.25Ｌ_Ｍｉ （ 0.4＜Ｌ_Ｍｉ≦ 2.0ｄＢの場合） （７）

Ｌ_{ｉ，ｍｉｎ}（Ｌ_Ｍｉ）＝Ｌ_Ｍｉ−0.10 （Ｌ_Ｍｉ≦ 0.4ｄＢの場合）
Ｌ_Ｍｉ−0.25Ｌ_Ｍｉ （ 0.4＜Ｌ_Ｍｉ≦ 2.0ｄＢの場合） （８）

接合の母集団の１００％に対して

Ｌ_{ｉ，ｍａｘ}（Ｌ_Ｍｉ）＝Ｌ_Ｍｉ＋0.25 （Ｌ_Ｍｉ≦ 0.4ｄＢの場合）
Ｌ_Ｍｉ＋0.50Ｌ_Ｍｉ （ 0.4＜Ｌ_Ｍｉ≦ 2.0ｄＢの場合） （９）

Ｌ_{ｉ，ｍｉｎ}（Ｌ_Ｍｉ）＝Ｌ_Ｍｉ−0.25 （Ｌ_Ｍｉ≦ 0.4ｄＢの場合）
Ｌ_Ｍｉ−0.50Ｌ_Ｍｉ （ 0.4＜Ｌ_Ｍｉ≦ 2.0ｄＢの場合） （１０）

原理的には、十分に定義された最適化ルーチンでおよび同時に式（１）〜式（４）でＬ_Ｔｉを計算して、ベルコア基準すなわち式（６）がすべての接合に対して満たされるまですべてのパラメータＰ_ｊを連続的に変えることによって、評価パラメータを最適化することができる。

図３は、ベルコアの要求を満たす最適化されたデータの１つの典型的な例を示した図である。点線および実線の中のそれぞれの領域は、９０％ベルコア基準および１００％ベルコア基準をそれぞれ表す。この特定の場合には、９０％ベルコア基準と１００％ベルコア基準との両方が完全に満たされる。

最良の解に対する回帰解析基準
ベルコア基準を満たす１組の最適化されたパラメータは一義的ではないことに注目することができる。ベルコア基準を満たす異なる組の最適化されたパラメータは、最適化のために用いられる最適化のルーチンおよびパラメータの組合せによっては全く異なることがある。しかし、もしベルコア基準を満たすいずれの解も受容可能な解として考えるべきであるならば、ベルコア基準の範囲内で最良の解を選定することに関心があるかどうかは、問題としてなお残る。

最良の解は、評価された接合損失のデータが計測された接合損失のデータを表す確率を最大にするパラメータの組として定めることができるであろう、すなわち図３のデータの分布ができるだけ対角線（図３の鎖線）に近いように最適化されるべきである。

最良の解を探索するために、回帰解析の方法が用いられる。このような方法を用いるならば、データの組｛Ｌ_Ｍｉ、Ｌ_Ｔｉ（Ｐ_ｊ、Ｃ_ｉｋ）｝に対して最良の適合を与えるために、回帰線が「最小自乗適合法」によって生成される。回帰線は次の式によって表すことができる。

Ｌ_Ｔ＝ａＬ_Ｍ＋ｂ （１１）

ここで、ａ、ｂは次の式によって表される。

このように、最良の解に対する基準は、ベルコア基準を満たすだけではなくまた回帰解析基準をも満たすデータの組である。回帰解析基準は次の式によって表される。

｜ａ−１｜≦ε_１
｜ｂ｜≦ε_２ （１４）

ここで、ａ、ｂは回帰線の傾斜および切片である。ε_１およびε_２は、最適化の手続きを制御および終了するための条件を設定する無限小の定数である。

けれども実際には、付加的な基準、例えば計算時間の制限、を考慮に入れなければならない。多くの因子（例えば、ホット・スポット、アーク・スパーク）は評価器によって完全には取り扱うことができないから、データの組が有限の計算時間の中でベルコア基準を完全に満たすように、評価パラメータを最適化することは可能ではないかも知れない。したがって、もし必要ならば最適化の処理工程を終端させるために、十分に定義された計算ループおよび／または計算時間を有する基準を用いなければならない。

図４〜図６には、前記で説明した２段階の最適化の概念が示されている。図４は、最適化をなんら行わないでアップロードされたオリジナルのデータの組を示した図である。図５は、ベルコア基準を満たす第１の段階の最適化を示した図である。図６に示された第２の段階の最適化では、回帰解析基準を用いることにより最良の解が見い出されている。

プログラムの流れ図
図７は、前記で説明した基本的な概念および技術に基づいて、エリクソンＦＳＵ９９５接合器におけるオフ・ライン・チューニングに対して用いられた単純化されたプログラムの流れ図である。

段階７１（この段階は、実際には複数の部分段階を有している）において、接合のデータベース｛Ｌ_Ｍｉ、Ｌ_Ｔｉ（Ｐ_ｊ、Ｃ_ｉｋ）｝が、図１に示されたような装置５のオフ・ライン・チューニング・モデル２１の中に取り込まれる。

次に、段階７３では、評価パラメータＰ_ｊが変更され、そしてＬ_Ｔｉが式（１）〜式（４）を用いて計算される。

段階７５では、Ｌ_Ｔｉが式（６）を満たすかどうかが検査される。もし式（６）が満たされないならば、アルゴリズムは段階７３に戻る。もし式（６）が満たされるならば、次に段階７７において、回帰線Ｌ_Ｔ＝ａＬ_Ｍ＋ｂが生成される。

次に、段階７９において、式（１４）が満たされるかどうかが検査される。もし式（１４）が満たされないならば、アルゴリズムは段階７３に戻る。もし式（１４）が満たされるならば、段階８１において、評価パラメータが図１のダウンロード・モジュール１７に取り出され、そしてその後、アルゴリズムは終了する。

オプションとして段階８３において、図３および図５〜図６に示されたのと同様の接合損失図が生成される。

本発明は種々の方法で変更できることは明らかであるであろう。このような変更実施例は本発明の範囲外の実施例であるとは見なすべきではない。当業者には明らかであるように、このような変更実施例はすべて本発明の範囲の中に包含される。

光ファイバ融合接合器と計測装置とを有する光ファイバ接合器システムと、本発明の１つの一般的な実施例による光ファイバ融合接合器のための接合損失評価器の自動オフ・ライン最適化のための装置との概要ブロック線図。 接合損失を得るための手続きの概要を示した図。 ベルコア基準が満たされている接合損失評価手続きの結果を示した図。この評価手続きは、本発明による自動最適化から得られる新しい組の接合損失評価パラメータを用いる。 オリジナルの組の評価パラメータを用いた接合損失評価手続きの結果を示した図。 本発明による自動最適化から得られる新しい組の接合損失評価パラメータを用いた接合損失評価手続きの結果をそれぞれ示した図。 本発明による自動最適化から得られる新しい組の接合損失評価パラメータを用いた接合損失評価手続きの結果をそれぞれ示した図。 本発明の好ましい実施例によるオフ・ライン・チューニング手続きを示した概要流れ図。

Claims (23)

1. 光ファイバ接合器装置（１）の接合損失評価器の自動最適化のための装置（５）であって、接合損失評価手続きにおいて前記ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分の接合（ｉ）の接合損失（Ｌ_Ｔｉ）を接合の前または接合の期間中または接合の後に光ファイバのそれぞれの端部部分について撮られた少なくとも１つのそれぞれの画像から評価することに対して前記接合損失評価器が適合し、前記接合損失評価手続きが１組の接合損失評価パラメータ（Ｐ_ｊ）の利用を有し、
   −前記ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分の複数の接合のデータを前記接合損失評価器から受け取る（７１）ための第１の入力線路（７）であって、ここで接合（ｉ）のおのおのに対する前記データには前記接合を構成する光ファイバの端部部分について撮られた少なくとも１つの画像から得られる情報（Ｃ_ｉｊ）および前記接合の評価された接合損失（Ｌ_Ｔｉ）を含む、入力線路と、
   −計測装置（３）によって計測される光ファイバの端部部分の前記複数の接合のおのおのに対する接合損失値（Ｌ_Ｍｉ）を受け取る（７１）ための第２の入力線路（９）と、
   −前記データおよび前記評価された接合損失値および前記計測された接合損失値から新しい組の接合損失評価パラメータを決定する（７３〜７９）ための装置（１１〜２１）であって、それにより新しい組の接合損失評価パラメータを用いて前記接合損失評価手続きが光ファイバの端部部分の前記複数の接合のおのおのの接合損失を与えられた精度でもって評価する装置と、
   −前記決定された新しい組の接合損失評価パラメータを前記接合損失評価器に出力する（８１）ための出力線路（７）であって、それにより、前記ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分のまた別のいずれかの接合の接合損失の評価のために接合損失評価器の接合損失評価手続きに用いられる接合損失評価パラメータの組が置き換えられる出力線路、を有することを特徴とする装置（５）。
2. 請求項１記載の装置であって、接合（ｉ）のおのおのに対する前記データが前記接合を構成する光ファイバの端部部分について撮られたホット画像から得られる情報（Ｃ_ｉｊ）を有する装置。
3. 請求項２記載の装置であって、接合のおのおのに対する前記データがマクロ曲り損失（Ｌ_Ｄ）またはクラディング対コアの偏心度やファイバの非円形度、ファイバの端部の裂開角度、および／またはクラディング／コアのオフセットを含むファイバのコア／クラディングの変形を含むモード・フィールド直径（ＭＦＤ）の不整合に関する情報を有する装置。
4. 請求項２または請求項３記載の装置であって、接合のおのおのに対する前記データがホット・コア・インデックス・オフセット（Ｖ）やファイバの添加不純物濃度、および／またはファイバ・コアの直径を含むホット・コア・インデックス（Ｌ_Ｉ）の不整合に関する情報を有する装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の装置であって、接合（ｉ）のおのおのに対する前記データが前記接合を構成する光ファイバの端部部分について撮られたコールド画像から得られる情報（Ｃ_ｉｊ）を有する装置。
6. 請求項５記載の装置であって、接合のおのおのに対する前記データが視角オフセットやファイバの整合、および／またはファイバ表面のマイクロダストの存在を含むマクロ曲りに関する情報を有する装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の装置であって、前記装置が適切なソフトウエアと接合損失評価器に用いられる接合損失評価手続きに関する情報とを備えたコンピュータである、好ましくはオフ・ライン・コンピュータおよび／またはＰＣプラットフォームに基づく接合器である装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の装置であって、接合損失評価パラメータの前記組がＭ因子やＦ因子、損失因子、マクロ因子、モード・フィールド直径左（ＭＦＤ_Ｌ）因子、モード・フィールド直径右（ＭＦＤ_Ｒ）因子、および接合損失シフト（Ｌ_Ｓ）因子のいずれかを含み、ここでＭ因子およびＦ因子はコアの変形により誘起された接合損失（Ｌ_Ｍ）の評価に用いられ、損失因子はホット・コア・インデックスの不整合により誘起された接合損失（Ｌ_Ｉ）の評価に用いられ、マクロ因子、モード・フィールド直径左（ＭＦＤ_Ｌ）因子およびモード・フィールド直径右（ＭＦＤ_Ｒ）因子はマクロ曲げにより誘起された接合損失（Ｌ_Ａ）の評価に用いられ、および接合損失シフト（Ｌ_Ｓ）因子は評価手続きにおけるなんらかの系統的なエラーを補正するための接合損失補正項の評価に用いられる装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の装置であって、前記接合器装置によって用いられる評価パラメータの組を前記第１の入力線路により受け取るのに適合した装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の装置であって、ここで
    −前記装置が１組の画像処理パラメータを前記第１の入力線路において受け取るのに適合し、ここで画像処理パラメータの前記組が接合器装置の前記接合損失評価器によって前記接合損失評価手続きの中で用いられ、
    −決定する段階のための前記装置が前記データおよび前記評価された接合損失および前記計測された接合損失から新しい組の画像処理パラメータを決定するのに適合し、それにより前記接合損失評価手続きが新しい組の画像処理パラメータを用いて光ファイバの端部部分の前記複数の接合のおのおのの接合損失を与えられた精度でもって評価し、
    −自動最適化のための前記装置が前記決定された新しい組の画像処理パラメータを前記接合評価器に前記出力線路を通して出力するのに適合し、それにより前記ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分のまた別のいずれかの接合の接合損失の評価のために接合評価器の接合損失評価手続きに用いられる画像処理パラメータの組が置き換えられる装置。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の装置であって、接合の前記数が少なくとも５０であり、さらに好ましくは少なくとも１００であり、さらに最も好ましくは１００と５００との間である装置。
12. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の装置であって、決定する段階のための前記装置が前記新しい組の接合損失評価パラメータを決定するのに適合し、それにより前記新しい組の接合損失評価パラメータがベルコア接合損失評価器基準（７５）を満たし、好ましくは９０％ベルコア基準を満たし、最も好ましくは１００％ベルコア基準を満たす装置。
13. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の装置であって、決定する段階のための前記装置が前記新しい組の接合損失評価パラメータを線形回帰基準（７９）を用いることによって決定するのに適合し、それにより前記新しい組の接合損失評価パラメータを用いる評価された接合損失値が計測された接合損失を表す確率が増大する装置。
14. 請求項１〜請求項１３のいずれかに請求されている自動最適化のための装置（５）を有する光ファイバ接合器システム（１、３、５）。
15. 光ファイバ接合器装置（１）の接合損失評価器の自動最適化のための方法であって、ここで接合損失評価手続きにおいて前記接合損失評価器が前記ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分の接合（ｉ）の接合損失（Ｌ_Ｔｉ）を接合の前または接合の期間中または接合の後に光ファイバのそれぞれの端部部分について撮られる少なくとも１つのそれぞれの画像から評価するのに適合し、前記接合損失評価手続きが１組の接合損失評価パラメータ（Ｐ_ｊ）の利用を有し、
    −前記ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分の複数の接合のデータを前記接合損失評価器から受け取る段階（７１）であって、ここで接合（ｉ）のおのおのに対する前記データには前記接合を構成する光ファイバの端部部分について撮られた少なくとも１つの画像から得られる情報（Ｃ_ｉｊ）および前記接合の評価された接合損失（Ｌ_Ｔｉ）が含まれる段階と、
    −計測装置（３）によって計測される光ファイバの端部部分の前記複数の接合のおのおのに対する接合損失値（Ｌ_Ｍｉ）を受け取る段階と、
    −前記データおよび前記評価された接合損失値および前記計測された接合損失値から新しい組の接合損失評価パラメータを決定する段階（７３〜７９）であって、それにより前記接合損失評価手続きが新しい組の接合損失評価パラメータを用いて光ファイバの端部部分の前記複数の接合のおのおのの接合損失を与えられた精度で評価する段階と、
    −前記決定された新しい組の接合損失評価パラメータを前記接合損失評価器に出力する段階（８１）であって、それにより前記ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分のまた別のいずれかの接合の接合損失の評価のために接合損失評価器の接合損失評価手続きにおいて用いられる接合損失評価パラメータの組が置き換えられる段階と、を有する事を特徴とする方法。
16. 請求項１５記載の方法において、接合（ｉ）のおのおのに対する前記データが前記接合を構成する光ファイバの端部部分について撮られたホット画像から得られる情報（Ｃ_ｉｊ）を有する方法。
17. 請求項１５または請求項１６記載の方法において、接合（ｉ）のおのおのに対する前記データが前記接合を構成する光ファイバの端部部分について撮られたコールド画像から得られる情報（Ｃ_ｉｊ）を有する方法。
18. 請求項１５〜請求項１７のいずれかに記載の方法において、接合損失評価パラメータの前記組がＭ因子やＦ因子、損失因子、マクロ因子、モード・フィールド直径左（ＭＦＤ_Ｌ）因子、モード・フィールド直径右（ＭＦＤ_Ｒ）因子、および接合損失シフト（Ｌ_Ｓ）因子のいずれかを含み、ここでＭ因子およびＦ因子はコアの変形により誘起された接合損失（Ｌ_Ｍ）の評価に用いられ、損失因子はホット・コア・インデックスの不整合により誘起された接合損失（Ｌ_Ｉ）の評価に用いられ、マクロ因子、モード・フィールド直径左（ＭＦＤ_Ｌ）因子およびモード・フィールド直径右（ＭＦＤ_Ｒ）因子はマクロ曲げにより誘起された接合損失（Ｌ_Ａ）の評価に用いられ、および接合損失シフト（Ｌ_Ｓ）因子は評価手続きにおけるなんらかの系統的なエラーを補正する接合損失補正項の評価に用いられる方法。
19. 請求項１５〜請求項１８のいずれかに記載の方法において、
    −１組の画像処理パラメータを前記接合評価器から受け取る段階であって、ここで画像処理パラメータの前記組が接合器装置の前記接合損失評価器によって前記接合損失評価手続きの中で用いられる段階と、
    −画像処理パラメータの新しい組を前記データおよび前記評価された接合損失値および前記計測された接合損失値から決定する段階であって、それにより前記接合損失評価手続きが新しい組の画像処理パラメータを用いて光ファイバの端部部分の前記複数の接合のおのおのの接合損失を与えられた精度で評価する段階と、
    −前記決定された新しい組の画像処理パラメータを前記接合評価器に出力する段階であって、それにより前記ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分のまた別のいずれかの接合の接合損失の評価のために接合評価器の接合損失評価手続きの中で用いられる画像処理パラメータの組が置き換えられる段階と、をさらに有する方法。
20. 請求項１５〜請求項１９のいずれかに記載の方法において、前記新しい組の接合損失評価パラメータがベルコア接合損失評価器基準（７５）を満たし、好ましくは９０％ベルコア基準を満たし、および最も好ましくは１００％ベルコア基準を満たすように前記新しい組の接合損失評価パラメータが決定される方法。
21. 請求項１５〜請求項２０のいずれかに記載の方法において、前記新しい組の接合損失評価パラメータが線形回帰基準（７９）を用いることによって決定され、それにより前記新しい組の評価パラメータが計測された接合損失を表す確率が増大される方法。
22. コンピュータ（５）の内部メモリの中にロード可能なコンピュータ・プログラム・プロダクト（１１〜２１）であって、前記コンピュータ・プログラム・プロダクトが前記コンピュータで実行される時請求項１５〜請求項２１のいずれかに記載された方法を実行するためのソフトウエア・コード部分を有するコンピュータ・プログラム・プロダクト。
23. 光ファイバ接合器装置（１）の接合損失評価器の自動最適化のための方法であって、ここで前記接合損失評価器が接合損失評価手続きにおいて前記ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分の接合の接合損失（Ｌ_Ｔｉ）を接合の前または接合の期間中または接合の後に光ファイバのそれぞれの端部部分について撮られた少なくとも１つのそれぞれの画像から評価するのに適合し、前記接合損失評価手続きが１組の接合損失評価パラメータ（Ｐ_ｊ）の利用を有し、
    −前記ファイバ接合器装置により光ファイバの端部部分の複数の接合を作成する段階と、
    −作成された接合のおのおのに対して撮られた少なくとも１つの画像から情報を導き出す段階と、
    −作成された接合のおのおのに対する少なくとも１つの画像から導き出される情報に基づいて接合損失を評価する段階と、
    −作成された接合のおのおのの接合損失を計測装置により計測する段階と、
    −導き出された情報および評価された接合損失および計測された接合損失を処理デバイスにアップロードする段階（７１）と、
    −導き出された情報および評価された接合損失値および計測された接合損失値から新しい組の接合損失評価パラメータを決定する段階（７３〜７９）であって、それにより前記接合損失評価手続きが新しい組の接合損失評価パラメータを用いて光ファイバの端部部分の前記複数の接合のおのおのの接合損失を与えられた精度で評価する段階と、
    −前記決定された新しい組の接合損失評価パラメータをファイバ接合器装置の前記接合損失評価器にダウンロードする段階（８１）であって、それにより前記ファイバ接合器装置によって作成される光ファイバの端部部分のまた別のいずれかの接合の接合損失の評価のために接合損失評価器の接合損失評価手続きの中で用いられる接合損失評価パラメータの組が置き換えられる段階と、を有することを特徴とする方法。