JPH08510574A - 光ファイバの制御された永久接続 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２個の光ファイバ１、１′を通常に方法で永久接続する際、ファイバ１、１′の端部表面が相互に対向して配置され、そしてその後、２個の電極５の間に発生する電気アークにより、これらのファイバの端部が融解融着される。これらのファイバの外側表面の所定の横方向変位を得るために、融合融着の前に、これらのファイバの端部が要求された変位を越える変位を有する位置に配置される。融解溶接の際には、電極５の間に大きな強度の電流を流す。その場合、表面張力のために、第１組の横方向変位が減少するであろう。融合融着の後、電気アークは継続して発生されるがその強度は減少され、それによりファイバ端部の永久接続部領域の温度が低くなる。この段階において、ファイバ端部の外側表面が観察される。この場合、表面張力により、ファイバ端部の外側表面はますます整合するようになる、すなわち、横方向の変位がますます減少する。冷却後に要求された横方向変位が得られるような適切な時刻に、電気アークが中止される。

Description

【発明の詳細な説明】 光ファイバの制御された永久接続 技術分野 本発明は、２個の光ファイバを制御された方法で永久接続するための装置と方 法に関する。 背景 光ファイバおよびファイバ部品の最近の急速な進歩により、通信およびセンシ ングの分野において、ますます複雑な光ファイバが用いられている。このような 進歩した装置において、もしファイバの融着による永久接続を光ファイバ線路の 現場で行うことができるならば、そしてもしこの永久接続において、永久接続さ れた光ファイバ端部のクラッディングまたはコアに所定の横方向オフセット距離 を得ることができるならば、非常に大きな利点が得られる。例えば、通信のため に用いられる標準型の光ファイバと所定の小さな反射性能を有する減衰素子とか ら、減衰が小さい永久接続部を現場で作成するために、大きく偏心して配置され たファイバ・コアを有する光ファイバをコアを整合させて永久接続する場合や、 光Ｄファイバを従来の円柱型光ファイバに永久接続する場合や、単一コアを有す る従来の光ファイバを２芯コアを有する光ファイバに永久接続する場合などで、 永久接続部にこのようなオフセット距離が必要である。 永久接続部において、ファイバの縦軸方向に対して垂直な方向から観察した時 、ファイバのクラッディングの外側表面に横方向のオフセット距離が存在するよ うに、２個の光ファイバを融着または溶接により永久接続するには、多くの方法 がある。けれども、高い精度で要求された値を達成するように、オフセット距離 を制御または規制することは非常に困難である。その理由は、融解溶接の際に生 ずる永久接続領域が溶融状態にある期間中、表面張力の効果により、ファイバ・ クラッディングの外側表面の間の横方向オフセット距離はすべて、小さくなる傾 向があるからである。ファイバの横方向に作用し、そして表面張力が原因で生ず る、張力速度は、永久接続領域の部材の温度の関数であり、かつファイバ・クラ ッデ ィングの横方向オフセット距離の関数である。例えば、非常に小さなオフセット 距離の場合には、張力速度は非常に小さい、または完全に省略できる程度に小さ い。さらに、永久接続領域の温度は、種々の外部条件により変わる。例えば、２ 個の溶接電極の間に発生する電気アークによる従来の融解融合を行う場合、電極 の状態や、融解融合を行う期間中に電極を流れる電流、雰囲気空気の圧力、など により永久接続領域の温度が変わるから、ある時に行われた溶接とまた別の時に 行われた溶接とで温度を一定に保持することは不可能である。したがって、融解 溶接の後のファイバ・クラッディングの横方向オフセット距離は、融解溶接を同 じ時間および同じ電流を用いて行っても、変動するであろう。さらに、ファイバ ・クラッディングのオフセット距離が大きくなればなる程、前記で説明した回復 速度、すなわち、表面張力によりファイバ・クラッディングの外側表面のオフセ ット距離をゼロに近い値に小さくしようとする速度が、ますます大きくなる。 従来型の２個の光ファイバのオフセット距離を制御するために、加熱されたフ ァイバ端部を撮影した画像を処理することに基づくリアルタイムの制御が開発さ れた。１９９２年４月１６日出願のスエーデン国特許出願第９２０１２３５−０ 号を見よ。このような画像を用いることが可能であるために、そして特に１個ま たは複数個のファイバの中の１個または複数個のコアを識別することが可能であ るために、加熱温度は十分に高い値でなければならない。電気アーク溶接の場合 、加熱温度は電極を流れる電流に対応する、または電極を流れる電流に応じて加 熱温度が変化する。したがって、例えば、通信に広く用いられている石英の単一 モード型の標準的ファイバにおいて、クラッディングの直径が１２５μｍである 場合、溶接電流は１３ｍＡより大きくなければならない。ファイバ・コアの要求 されたオフセット距離が２μｍよりも小さい時、この方法は十分に機能すること ができる。それは、その場合には、ファイバの横方向の回復張力速度が非常に小 さいからである。けれども、ファイバ・コアのオフセット距離が大きくなればな る程、表面張力による回復張力速度はますます大きくなる。加熱されたファイバ または加熱されたファイバ端部のこのような画像を撮影するのに必要である、相 当に大きな電流の期間中、この効果は特に観察可能である。クラッディングのオ フセット距離が２μｍよりも大きい時、そしてこのような熱いファイバの画像を 撮 影しなければならないために十分に大きい溶接電流が、前記で説明した従来の方 法に従って用いられる約０．３秒という短い加熱時間の期間中加えられる時、パ ルス加熱のこのような時間間隔のおのおのに対し、通常の場合、ファイバ・クラ ッディングの外側表面の横方向のオフセット距離に０．８μｍ以上という大きな 減少が得られる。ファイバ・クラッディングの外側表面の横方向の初期オフセッ ト距離が８μｍの場合、この減少は１μｍを越えることさえ可能である。この場 合、ファイバ・クラッディングの最終的なオフセット距離の精度が非常に小さく なる、すなわち、ファイバ端部クラッディングの外側表面の横方向オフセット距 離が２μｍより大きい時、加熱されたファイバ端部について得られる画像にのみ 基づく従来のリアルタイム制御の分解能は、０．８μｍないし１．０μｍのよう に悪いことが可能である。リアルタイム制御のこの分解能は、画像を撮影しそし てこの画像を解析するのに必要な時間間隔の間、ファイバ・クラッディングの外 側表面の横方向オフセット距離が変化する距離として定義されるのが通常である 。画像を撮影しそしてこの画像を解析するのに必要なこの時間間隔は、０．３秒 ないし０．５秒の程度の大きさを有することができる。 以前に開発された方法で用いられる画像は、前記で説明したように、熱いファ イバの画像である。すなわち、外部の光源で照明されるのではなく、加熱されて かなり高い温度になることにより光を放射するファイバの画像である。この加熱 は、標準的な場合、電気アークにより行われる。このような利用可能な熱いファ イバの画像を得るために、部材の不均一と特にファイバ・コアとが識別可能であ る場合、前記で説明したように、加熱温度はかなり高くなければならない。温度 の低い状態のファイバまたはファイバ端部について得られる画像は、ファイバの 縦軸方向に通常垂直であるファイバの側方から一定の外部光源により照明され、 そしてファイバの反対側から観察された、ファイバの画像である。この低い温度 の状態にあるファイバについて得られる画像は、ここでは、冷たいファイバ画像 と呼ばれる。このような画像では、もし例えば高分解能のレンズを備えた特別に 高価な光学装置が用いられるのでなければ、通常は、ファイバ・コアを識別する ことはできない。 従来技術 ファイバの永久接続を行う技術に関連する先行技術は、特にスエーデン国特許 出願第ＳＥ−Ａ９１００９７９−５号、第９１００９７８−７号、第９２０１８ １７−５号、および第９２０１８１８−３号に開示されている。永久接続部のパ ルス加熱は、第ＪＰ−Ａ ２−６９０８号に開示された方法において用いられる 。この方法では、５個のファイバの永久接続部の外側直径と軸の移動とが監視さ れる。 要約 本発明の１つの目的は、永久接続工程の期間中、または光ファイバの２個の端 部の間の永久接続部において、２個のファイバ端部のクラッディングの永久接続 部の横方向オフセット距離、すなわち縦軸方向に垂直なオフセット距離、を制御 する方法および装置を得ることである。 本発明のまた別の目的は、永久接続された光ファイバを通る光波について予め 定められたおよび制御された減衰を有する永久接続部を、光ファイバの２個の端 部の間に作成することができる、方法および装置を得ることである。 本発明のさらに別の目的は、利用可能な永久接続機械に応用することができる 、または組み込むことができる、前記で説明された方式の方法および装置を得る ことである。 前記で説明された目的は、本発明により達成することができる。本発明のさら に詳細な特性は、請求項に開示されている。 ２個の光ファイバが、原理的には従来の方式に従う融解溶接により、永久接続 される、または連結される。まず、ファイバの端部の縦軸方向が相互に平行にな るようにファイバの端部表面が相互に対置され、そして相互に接触するまたはほ ぼ接触するように非常に接近して配置される。その後、端部表面の近傍のファイ バ部材が溶融されるまで、そして２個のファイバの端部の溶融融合が達成される まで、これらの端部表面の近傍の端部部分が加熱される。この実際の溶融段階の 前に、これらの端部の縦軸方向に事実上垂直である選定された方向から観察する 時、これらの端部の外側側面が相互に整合する位置から所定の初期値だけ変位す るように、これらのファイバの端部表面がファイバ端部の横方向オフセット距離 を有して配置される。大きな強度で熱を加える溶融の段階の直後に、融着された 永久接続部を作成するのには不十分である低い強度の加熱が、継続して行われる 。この継続する加熱の期間中、ファイバ端部が選定された方向から観察され、そ してこれらの端部の外側側面の相互に整合した位置からの変位値が決定される。 その後、この決定された値が所定の最終値以下である時、加熱が中止される。こ の最終値は、所定の初期値よりも小さい。 作成された永久接続部の中の外側表面がずれていることにより、したがってコ アがずれていることにより、例えば、０．３ｄＢないし１０ｄＢの間の減衰を有 する減衰素子を作成することができる。 図面の簡単な説明 本発明が、例示された実施例と添付図面とを参照して、下記でさらに詳細に説 明される。この説明は、本発明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。 第１図〜第５図は、第５図の完成した永久接続部までの種々の段階の永久接続 部の２個のファイバの端部の概要図。 第６ａ図および第６ｂ図は、標準型光ファイバで得られ、かつ横方向オフセッ ト距離を有する、永久接続部の写真。 第７ａ図は、融着に用いられる電極を流れる電流を時間の関数として表したグ ラフ。 第７ｂ図は、融着の期間中の横方向オフセット距離を時間の関数として表した グラフ。 第８図は、光ファイバを永久接続する際に用いられる装置の主要な光学部品の 概要図。 第９図は、光ファイバを永久接続する際に用いられる装置の主要な電子部品の 概要図。 第１０図は、永久接続工程の流れ図。 第１１図は、種々の初期オフセット距離と溶接電流に対する分解能のグラフ。 第１２図は、修正された標準型永久接続装置を用いて実際に行われた検査にお ける、要求されたオフセット距離の種々の組に対する、測定された横方向オフセ ット距離を示すグラフ。 第１３図は、ファイバの永久接続で得られる減衰を測定するための検査装置の 概要図。 第１４図は、実際に作成された永久接続部に対し、要求された減衰に対する測 定された減衰を示すグラフ。 第１５図は、修正された従来の自動ファイバ永久接続装置により作成された永 久接続部に対し、永久接続部の中の測定された損失の関数として、永久接続部の 中の評価された損失を示すグラフ。 詳細な説明 第１図〜第５図は、２個の光ファイバの端部の融解溶接の種々の段階を光ファ イバの側方から観察した図である。第１図に示されている開始時の配置では、フ ァイバ端部はその縦軸方向が相互に平行に配置され、そしてこれらのファイバ端 部の縦軸方向に事実上垂直であるファイバ端部表面は、相互に接近して配置され る。次に、これらのファイバの端部は、ファイバの縦軸方向に関して相互に第２ 図に示されるように配置され、したがって、ファイバ端部の端面は相互に接触し てまたはほぼ接触して配置される、または相互に非常に接近して配置される。こ の時、ファイバ端部の外側表面の間に、横方向のオフセット距離ｄ₂、すなわち 、ファイバの縦軸方向に垂直な方向のオフセット距離ｄ₂、が存在する。標準型 ファイバの外側表面は、通常、ファイバのクラッディングの円柱の外側表面であ る。次に、溶接電極５の間に高い電圧が加えられ、それにより電極５の先端の間 に電気アーク７が発生する。この時、電気アーク７はファイバ１、１′の端部領 域を包み込む。するとこの領域は非常に高い温度に加熱され、そのために２個の 光ファイバ１、１′の相互に対置して配置された端部表面が相互に溶接される。 この時、２個の光ファイバ端部の外側表面のオフセット距離はｄ₃になる。この オフセット距離ｄ₃は、以前の横方向のオフセット距離ｄ₂よりは小さい。その理 由は、溶融した領域の表面張力のためである。その後、電極５の間を流れる溶接 電流を小さくするという方法により、電気アーク７による加熱作用が弱められる 。この時、ファイバ端部の横方向オフセット距離が変化し、相互の整合がますま す良くなる。このために、２個の光ファイバの外側表面はますます良好に接合さ れるであろう。光ファイバの外側表面の横方向のオフセット距離はｄ₄となり、 こ のｄ₄は前のｄ₃よりも小さい。要求されたオフセット距離ｄ_setが到達された時 、電気アーク７による加熱が完全に中止され、そしてファイバが冷却される。こ の時残るオフセット距離ｄは、第５図に示されているように、以前のファイバ端 部の外側表面に関しｄ₅である。 第６ａ図および第６ｂ図は、それぞれ、エリクソン・ケーブルスＡＢ（Ericso n Cables AB）社により製造されたＦＳＵ９２５型の自動ファイバ溶接機の中の 光学装置を用いて、前記の説明に従う工程で撮影された写真である。第６ａ図は 、適切な永久接続工程の期間中のファイバの永久接続部を一つの方向から見た写 真であり、一方第６ｂ図は、要求された横方向オフセット距離を与えるために、 溶接の期間中よりも少量の熱が加えられる処理工程の期間中における、相互に垂 直な２つの方向から見たファイバの永久接続部の写真である。 第７ａ図は、溶接電極５の間を流れる電流Ｉを時間の関数として示したグラフ である。この図に示されているように、光ファイバの端部の表面をまえもって融 解して不潔物粒子を除去するために、準備の時間間隔９の間、これらの電極に電 圧が加えられる。この事前融解段階の後、溶接電流および電気アークのない状態 で整合段階１１が行われる。整合段階１１は、第１図および第２図の段階に対応 する。第３図の工程に対応する溶融融着段階１３の期間中、かなり大きな溶接電 流が流れ、それにより光ファイバ１、１′の端部表面が融解する。この溶融融着 段階１３の期間中、光ファイバ１、１′の中のファイバ・コア３、３′を、それ ぞれ、強い加熱の期間中にファイバ端部が放射する光を用いて観察することがで きる。次の段階１５の期間中、溶接電流を小さくし、ファイバ端部の加熱された 部分から直接に放射される光でファイバ・コアをそのままでは観察することがで きない状態で、ファイバ端部、特にそれらの外側表面、がランプ照明により継続 して観察される。最後に、永久接続工程が完了し、そして溶接電流がオフにスイ ッチされる。この段階が第５図に対応し、そして第７ａ図の時間間隔１７に対応 する。初期の整合工程の期間中の可能な加熱段階が１８に示されている。この加 熱段階において、熱いファイバの画像を撮影することができる。このことにより 、ファイバの外側表面に対するファイバ・コアの位置を決定することができる。 第７ｂ図は、ファイバ端部の対応する横方向のオフセット距離ｄを時間の関数 として表したグラフである。前記で説明したように、まず第７ａ図の開始時整合 段階１１がある。ここでは、相互のそれらの横方向オフセット距離の初期値が与 えられる。その後、このオフセット距離がその後の変動する速度と共に減少する 。オフセット距離の現在値を常時繰り返し決定することにより、要求されたオフ セット距離が得られる時、本当の溶接期間中最初は急速に、次に段階１５の期間 中ゆっくりと行われる。この永久接続部が冷却された時に得られる小さな余分の オフセット距離を考慮しながら、その後に得られるオフセット距離（ｄ₅）がで きるだけ正確に要求されたオフセット距離（ｄ_set）に対応する時、加熱が中止 される。 前記で説明された工程が、自動画像処理および位置決め装置により、好都合に 実行される。この装置の光学部品が第８図に示されており、そしてその電子部品 が第９図に示されている。段階１１の期間中、自動的に画像が撮影され、そして この画像が継続的に解析される。この解析の結果を用いて、ファイバの端部表面 が横方向表面の正しい初期オフセット距離を有しかつ端部表面が相互に極めて接 近するように、自動位置決め装置の制御を行う。融解溶接段階１３の期間中、外 部照明がオフにスイッチされ、そして溶接された永久接続領域から放射される光 で得られる熱いファイバ画像だけが撮影され、そして解析が行われる。この画像 から、それぞれのファイバの外側表面に対して比較的良い精度で、例えば、ファ イバ・コア３および３′の位置を決定することができる。段階１５の期間中は、 永久接続された領域からは光は放射されない、または不十分な光が放射される。 この時、外部照明がオンにスイッチされる。自動画像解析装置は、ファイバの端 部のおのおのに対し、外側表面の位置（側面の位置とも呼ぶことができる）を決 定し、継続的に徐々に減少するオフセット距離ｄ₄が解析される、または決定さ れる。この解析装置がこのオフセット距離ｄ₄の所定の値を観測した時、電極電 圧がオフにスイッチされ、それにより加熱が停止される。冷却するまでの残りの 短い時間の間に、オフセット距離は値ｄ₅にまでさらに減少する。 最後に、外部照明がオフにスイッチされ、２個のファイバ端部の外側表面の最 終的なオフセット距離ｄ₅が決定される。 単一モード型の標準的な光ファイバに対し、少なくとも１３ｍＡの溶接電流が 流れることにより、熱いファイバの画像を撮影することができる。この画像から 、ファイバの外側表面に対するコアの位置を決定することができる。この値以下 の電流の場合、ファイバ領域の溶融と表面張力による平滑化効果をなお得ること ができ、それにより２個のファイバの外側表面が相互に整合しようとする傾向が ある。このような小さな溶接電流の場合、なおいくらかの光が放射されるが、し かしこの光は外部照明を乱すことはない。したがって、ファイバの外側表面の位 置を容易に判別することができ、そして決定することができる。 第８図に概要図が示されている光学装置では、２個の光源３３が配置される。 これらの光源は、２個のファイバの間の永久接続部位置に対し、相互に垂直でか つファイバ端部の縦軸方向にも垂直である２つの方向から照明を行う。光源３３ からの光は、レンズ３５により集光され、または平行光線にされ、その後これら の光線は反射素子３７により垂直に曲げられ、そしてビーム・スプリッタ３９に 入射する。このビーム・スプリッタ３９は、この場合には、感光素子を備えた面 積領域または表面領域を有する１個の同じＴＶカメラまたはＣＣＤカメラ４１に 垂直な方向から入射する２つの光ビームを収集するために、光ビームを分割する のとは逆に光ビームを融合するのに用いられる。ＴＶカメラ４１で発生したビデ オ信号は、画像処理装置４３に送られる。画像処理装置４３により、モニタまた は表示素子４５に画像を表示することができる。この時、２つの垂直方向から観 察されたファイバ端部の間の永久接続部位置の画像が、第６ｂ図に示されている ように、上下に並べて表示されるであろう。 第９図はファイバ永久接続装置の概要図であって、自動式保持器４７が示され ている。この保持器４７により、位置決め段階と永久接続段階の期間中、ファイ バ１、１′が保持され、そして位置が定められる。これらの保持器は３次元の直 角座標軸の方向に移動可能である。すなわち、ファイバの縦軸に平行な方向と、 この方向と垂直な２つの方向、すなわち光源３３からの照明光の方向に垂直な２ つの方向、とに移動可能である。保持器４７は、制御電動機４９により、適切な 機械的案内装置（図示されていない）に沿って動作する。電極５と、電動機４９ と、ランプ３３とに導線が電子回路モジュール５１から接続され、そしてそれぞ れ具体的には、駆動器回路５３、５５、および５７から接続される。ＴＶカメラ ４１からの導線は、電子回路モジュール５１の中のビデオ・インタフェース４３ ′に接続される。ＴＶカメラ４１からの適切な画像信号は、第８図に示されてい るように、画像処理および画像解析装置４３に送られる。種々の処理段階が、例 えば適切なマイクロプロセッサの形式を有する、制御回路５７により制御される 。制御回路５７は前記で説明した処理段階を実行し、そして適切な変位方向に電 動機４９を付勢することによりファイバ端部の相対的変位を制御し、そして画像 処理および画像解析装置４３に信号を送り、撮影された画像の解析を開始し、そ して相互に垂直である２つの方向に観測されるオフセット距離の決定を行う。さ らに、制御回路５７は、光源３３の作動と、融着電流を電極５に供給を開始する べき時刻と、この大きな永久接続電流が供給されるべき時間間隔と、また小さな 永久接続電流、すなわち小さな電極電流、を供給す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のための調整電流と、を制御す る。 第１０図は、制御回路５７により実行される種々の段階を示した流れ図である 。第１段階１００１では、２個のランプがオンにスイッチされ、そして次に、段 階１００３において、ファイバ端部のクラッディングの外側表面が所定の横方向 オフセット距離を有するように、ファイバ端部が整合される。この段階の期間中 、ファイバ端部の領域の画像が持続的に撮影され、そして解析される。そしてこ の解析の結果に基づいて、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４９に送られる。要求された初期オフセット距離が達成された時、 段階１００５において、外部照明がオフにスイッチされる。そして次に、段階１ ００７において、融解溶接のために適切に大きな値を有する電流が電極５に加え ることが開始される。永久接続される部材が共に溶融する時間を有するために、 段階１００９において、この大きな電流が０.５秒間持続され、そしてこの段階 の期間中、ファイバ永久接続部の画像が撮影される。この画像により、ファイバ ・コアの位置を観察することができる。その後、段階１０１１において電流が小 さな値に変更される。そして段階１０１３において外部照明がオンにスイッチさ れ、そして段階１０１５において画像が撮影される。この画像から、横方向に存 在するオフセット距離が計算される。段階１０１７において、この計算された横 方向 に存在するオフセット距離が要求された横方向オフセット距離（ｄ_set）と比較 される。この比較段階により、存在するオフセット距離が要求されたオフセット 距離よりも大きいという結果が与えられる場合には、段階１０１５が繰り返され る。もしこの比較の結果、存在するオフセット距離が要求されたオフセット距離 に等しい、または要求されたオフセット距離よりも小さいならば、段階１０１９ において、電気アークがオフにスイッチされる。その後、段階１０２１において 、冷却された永久接続部の画像が、できればさらに高い光学的分解能で撮影され る。そしてこの画像から、永久接続部の減衰値が計算される。この減衰値の計算 は、例えば、１９９１年４月３日出願の名称「光ファイバ特性の解析（Optical FibreCharacteristics Analysis）」のスエーデン国特許出願第９１００９７９ −５号、に全体的に開示された方法で行うことができる。 第１１図のグラフの横軸は、クラッディングの直径が１２５μｍであるＡＴ＆ Ｔから市販されている分散シフト型単一モード・ファイバらの標準型ファイバで ある２個のファイバ端部の２個の外側表面の横方向オフセット距離である。縦軸 は、種々の溶接電流に対するこの工程の分解能を示す量である。ここでこの分解 能は、前記で説明したことに基づいて、電極を流れる一定の電流に対し、一定の 適切な短い典型的な時間、例えば、画像を撮影しそしてその画像を解析するのに 必要な時間間隔の間、例えば０．３秒の間、得られる横方向オフセット距離の減 少として定義される。溶接電流が１３ｍＡである場合、分解能は大きい。例えば 、ファイバ表面の側面の大きな初期横方向オフセット距離に対し、分解能は１μ ｍの程度の大きさである。１０ｍＡまたはそれ以下という小さな溶接電流の場合 、制御分解能は０．１μｍより小さいが、しかし要求された横方向オフセット距 離を得るために必要である非常に長い時間により、大きなオフセット距離が設定 されるべきである時、このように小さな値は不適切である。１３ｍＡの電流は、 前記で説明したように、光ファイバそれ自身が大量の光を放射するという他の因 子により、また不適切である。大抵の場合、この大きな溶接電流よりいくらか小 さい電流が適切であり、したがって、例えば１２ｍＡの溶接電流が良好な結果を 与えるとして、実際上用いられている。 第１２図は、この方法の精度の程度を示すグラフである。このグラフの横軸は 、 ファイバ端部の表面の要求された横方向オフセット距離であり、単位はμｍであ る。縦軸は、測定により得られた実際のオフセット距離であり、単位は同じμｍ である。このグラフから、１０ｍＡ〜１２ｍＡの範囲の制御電流に対し、ここで 示された方法は、大抵の場合に良好な結果を与えることが分かる。 ２個の光ファイバ端部の外側表面またはクラッディング表面に所定のオフセッ ト距離を得るために前記工程が応用される範囲は、前記で説明されたように、光 ファイバ装置の中に集積化された減衰素子を製造すること、および偏心して配置 されたコアを有するファイバおよびまたこの範疇内に入るＤ−ファイバを永久接 続すること、および２芯コアを有する光ファイバに単芯コアを有する従来の光フ ァイバを永久接続することである。クラッディング表面の外側表面のオフセット 距離が約１μｍないし２μｍよりも小さい時、長い調整時間が必要であることに より、コアが相互に整合された標準型の光ファイバを永久接続することに対して 、この工程は多くの場合あまり適切ではない。この場合、前記スエーデン国特許 出願第９２０１２３５−０号に開示された工程を利点を有して用いることができ る。この場合には、さらに大きな電流がパルスとして加えられる。 前記で説明された工程の１つの例として、光ファイバ装置の中に集積化された 減衰部品を得る１つの方法を説明する。従来の制御プログラムを修正することに より、自動溶解融着装置を用いて前記で説明された工程を実行することができる 。まず、要求された減衰が決定される。その結果、モード結合理論に基づくファ イバ永久接続部の減衰の評価に対する計算方法により、適切な初期オフセット距 離（ｄ₂）を推定することができる。前記スエーデン国特許出願第９１００９７ ９−５号を見よ。次に、前記で説明されたようにして、工程が実行される。１つ の実際的な例では、クラッディングの外側表面に関係してコア３に対し０．３μ ｍの同心誤差を有する、前記で説明されたＡＴ＆Ｔから市販されている同じファ イバ型が用いられた。種々の要求された減衰値を有する減衰素子が前記で説明さ れた工程で製造され、そしてファイバ永久接続部の減衰の測定が、第１３図の標 準的に構成された検査装置で行われた。安定なレーザ光源１９のような光源から 、適切な波長を有する光が光ファイバの中に放射される。この放射された光は、 アイソレータ２１を通り、光学カップラ２３に進む。光学カップラ２３で光が分 裂 して２個の異なるファイバ部分の中を進み、そして光出力計２５の２個の別々の 入力に入射する。光検出器２５の第１入力に接続された第１分枝ファイバ２７に は、前記で説明されたのと同じ型であるがその中に永久接続部分を有しない基準 光ファイバが用いられる。他の分枝ファイバ２９は、第１分枝ファイバ２７と同 じ長さを有しているが、前記で説明された方法に従って作成されたオフセット距 離を有する１個の永久接続部を有している。このことにより、オフセット距離を 有するファイバ永久接続部の減衰を、高い精度で決定することができる。要求さ れた減衰の値と、第１３図の装置で測定された減衰の測定値とが、第１４図のグ ラフにデシベルの単位で示されている。また同じ検査装置を用いて、永久接続部 の損失の測定が行われた。その結果が第１５図のグラフに示されている。第１５ 図のグラフの縦軸は、ファイバ永久接続部の損失の計算値、すなわち評価値であ る。第１４図および第１５図のグラフには、要求値と測定値との間に良好な相関 関係があることが示されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．それらの縦軸方向が相互に平行である端部を配置する段階と、 相互に対向する光ファイバの端部表面を相互に接触してまたはほぼ接触して配 置する段階と、 端部の最も外側の領域に、これらの領域を溶融して融着永久接続をするために 、高強度の熱を加える段階と、 端部領域を冷却する段階と、 を有し、かつ 溶融の前に相互に接触してまたはほぼ接触して端部表面を配置する段階のファ イバの端部表面がファイバの端部の横方向オフセット距離を有して配置され、そ れにより、端部の縦軸方向に事実上垂直である選定された方向から観察する時、 端部の外側側面が相互に整合した位置から所定の初期値だけ変位していることと 、 融着した永久接続部を作成するために高強度の熱を加える段階の直後に、融着 した永久接続部を作成するためには不十分である低強度の熱を加えることを継続 するまた別の段階を行うことであって、この継続された加熱の期間中選定された 方向から端部が観察され、それにより端部の外側側面が相互に整合した位置から 変位する値が決定され、その後この決定された値が所定の初期値よりも小さい所 定の最終値よりも小さい時加熱が中止される、前記また別の段階を行うことと、 を特徴とする、光ファイバの端部を永久接続する方法。 ２．請求項１に記載の方法において、完成した永久接続部の端部の冷却の後の オフセット距離が光ファイバの中を伝搬しそしてこの永久接続部を通過する光波 の所定の減衰を与えるように前記所定の最終値が選定されることを、特徴とする 前記方法。 ３．光ファイバの２つの端部を接続する装置であって、前記光ファイバをその 縦軸方向を相互に実質的に平行にして前記端部を保持し、かつ前記実質的に行な 状態を保持しながら前記端部を変位させる、手段と、 前記保持および変位手段により保持された端部の最も外側の領域をこれらの装 置により変位することができる領域に、熱を加えるための手段と、 下記の段階、すなわち、 前記保持および変位手段が、前記保持および変位手段により保持されかつ相互に 対向する端部の端部表面を、前記加熱手段により加熱することができる領域の中 央に、相互に接触してまたはほぼ接触して配置するように作動する段階と、 その後、これらの端部の縦軸方向に事実上垂直である選定された方向から観察 する時、これらの端部の最も外側の領域の外側側面が相互に整合した位置から所 定の初期値だけ変位するように、これらの端部の最も外側の領域を所定の横方向 オフセット距離を有して配置するためにこれらの装置がまた制御される、段階と 、 その後、融着した永久接続部を作成するためにこれらの端部の最も外側の領域 に高強度の熱を加えるために作動する段階と、 最後に、この加熱が中止され、それによりこの加熱された領域が冷却する段階 と、 を実行するために、前記保持および変位手段と前記加熱手段とに対する制御装置 と、 を有し、かつ 高強度の熱を加える段階の直後に、端部の最も外側の領域の外側側面が相互に 整合した位置から変位する値が、所定の初期値よりも小さく、かつ所定の最終値 に等しいまたは所定の最終値よりも小さくなるまで、融着した永久接続部を作成 するために不十分である低強度の熱を加えることを実行するように、前記制御装 置が構成されることを特徴とする、 前記光ファイバの２個の端部を接続するための装置。 ４．請求項２において、端部の縦軸方向に事実上垂直な少なくとも１つの選定 された方向から観察する時、端部の最も外側の領域の外側側面の横方向オフセッ ト距離を決定するための手段を前記制御装置が有することを特徴とする、前記光 ファイバの２個の端部を接続するための装置。 ５．請求項４項において、横方向オフセット距離を決定するための前記手段が 、前記選定された方向から観察した画像を撮影する手段と、この画像を評価しそ れにより前記オフセット距離を決定するための手段と、を有することを特徴とす る、前記光ファイバの２個の端部を接続するための装置。 ６．光減衰素子として用いるために所定の減衰を有する永久接続部を製造する 際に請求項１または請求項２の工程を利用する方法であって、作成された永久接 続部に所定の減衰を与えかつ所定の最終値である横方向オフセット距離がまず計 算されることと、かつこの値が所定の初期値を与えるために小さな量だけ増加さ れることと、を特徴とする前記利用方法。