TW455714B - Method and an arrangement relating to optical fibers - Google Patents

Description

45 5? 1 4 五、發明說明（1) 〜^' ---- 發明之技術範圍 .端：：:月：：用於修飾光纖端面的方法及配置，包括加熱 相關技藝說明 、有預疋半徑的半球形端面。. 錐型的光纖，gp良古σ , 於微光纖電子工ζ，、有概王半球形端面之光纖，係常使用 纖。概？雜刑她業，以連接—光線從—鐳射晶片到一光 線從_ M a 4 維半球形端面功能如同一透鏡，及聚合光 接芯以提供一改進的連接，即增加連 連接時，錐型之間光的傳送°當提供一改進的 八 制1纖也用於攸光纖傳送光到光接收裝置。 半球开ί沒光纖的—方式係研磨光纖的端面成為— Γ 使㈣面工作為-鏡[但是其既固難又昂 製造錐型光纖的另— ’ 錐型裝置使用執及一拉力ίΓί 型裝置，此型式的 其使得端面工作：一：片力=光：的端面成為半球形， 的錐型裝置，係由一操作者;1形f順序於此形式 定加熱時間，•電-電裝火談及在；:時=設定一預 火燄自動關閉。這樣之後，如操 3之後，寻電漿 太多所希望的外型，他再次通電Ά纖維的端面偏離 要他認為需要，並將它關閉，瑨κ、燄’讓它燃燒只 果。 覆如此直到有滿意的結 傳統使用熱及拉力以變尖纖維的 不利點：首先，操作者不能精碟 叫，具有下面的 作估纤當關閉等電漿火燄

η 第5頁 五、發明說明（2) 特別當它輕微的不穩定及如此不能隨 量。第二，金屬粒子鍵接到光纖維， ^相同的熱能 時，使得光纖中的玻璃變軟，其使得:寺電漿火燄點火 於重力的關係彎曲向下，如果纖維於β 2包括纖維線，由 水平的位置。第三，錐型纖維由操作^ ^飾程序期間在 維端面的外型，依據數個操作斤認可，可改變纖 置。 叼那—個正操作錐型裝 發明概述 本發明之目的係產生關於光纖端面修 包括加熱端面以形成概呈半球形端面，有葙置， 而不需執行重覆通電熱源的步驟。 具有一預疋半徑值 其可經由使用光纖端面修飾方法 徑循卿，比較實際半徑值斑預括端：實際半 徑值低於預定半徑值，•續端面的加L f丄如貫際的半 於或高於預定半徑值…斷端面的加敎。…… :=藉^生熱能’其使用―熱源諸如例如—等電敷 產生益或一鐘射。 本發明的方法及配置具有下列優點：其可取得重覆相同 外型於不同光纖的端面，不論數個操作者的那—個正在操 作端面修飾數置。鍵接金屬粒子到光纖係最小化，其間光 纖玻璃的變軟得以避免，產出將改進及如此較少的修改將 需要，其意謂所有生產成本將可觀地減少，其亦可令纖維 端半徑適合於不同的光學模組。 圖式簡單說明

455714 五、發明說明（3) 敛述於下，並參考相關附圊，“— =不士發明端面修飾配置的方塊構圖，其中： 圖2揭不光纖橫截面構圖， 及 ，3a-3g揭示本發明端面修飾方法某構圖来 圖4揭示構圖式光纖維錐型端面。 "^ 實施例的詳細說明 在圖式上，圖1揭示本發明端面修飾配置 包括端面修飾裝置2、—影像處理裝置4連接/塊圖’其 置2 ' —控制電腦6連接到影像處理裝置4及彳&端面修飾裝 置2、及一顯示益8連接到控制電腦6。 面^飾裝 端面修飾裝置2包括抓持裝置丨〇、丨2用於抓一’ 26，及一熱源2 04、206用於加熱光纖26。 一光纖 控制電腦6包括CPU(中央處理單元）16，用於處理 連接1 8而從影像處理裝置4所接收的資訊，及用於送* 制訊號經一第二連接2 0到端面修飾裝置2。控制電$進， 步包括一RAM(隨機存取記憶體）22，用於儲存預定^和 及一ROM(只讀記憶體）24包括一控制程序。 授值 一裝置（圖中未示）係提供以供給一拉力F到抓持穿置 10。 、 圖2揭示構圖式光纖26之橫截面圖。光纖26包括 28、一鍍層30及外膜，其外膜可包括一、二或多層， 增，例如 一内部外膜3 2及外部外膜3 4。 端面修飾方法如本發明實施例，包括一預備步驟、—i 面修飾順序、及一完成步驟。其可使用數種型式影像處理

455714 五、發明說明（4) ' ___ 裝置4，例如—CCD照像機（充電耦合式照像機）或C-MOS昭 像機’景’像處理裝置於此實施例係一CCD照像機4。 ’’’、 預備步驟： 外膜、内部32及外部34層係從光纖26部份去除，以 在第一10及第二12抓持裝置，如此僅線28及鍍層3〇保置 (參閱圖1及2)。 ” 光纖26係在第一 1 〇及第二丨2抓持裝置之間之端面修飾 置2中呈水平放置或與水平面成一角度，包括垂直（參 1)。 〃園 光纖26係經端面修飾裝置2的第一丨〇及第二丨2抓持裂置 所抓取及固定。 設定一所需的端面半徑值，當熱影響到由一CCD照像機 攝取之圖案時，所需的端面半徑值必須於輸入端面修飾配 置前先予以調整’此熱影響補償端面半徑值係稱為預定端 面半徑值。 設定一所需的端面半徑值，該值可依光纖2 6所預定使用 之錯射晶片（圖中未示）而變化。 端面修飾順序： 圖3 a - 3 g表示端面修飾順序的一些步驟，其間之熱能， 例如由使用一電漿火燄或一錯射光所引入者，係由例如等 電漿產生器2 0 4、2 0 6或鐳射的熱源所產生’及引導朝向放 置兩抓持裝置之間的纖維部份。在此實施例，電漿產生器 204、206係用作為一熱源（參閱圖3a)。 熱源在通電的同時，拉力F (圖I)係加到第一抓持裝置

455714 五、發明說明（5) ' 一 如ί產生一拉力於光纖2 6。纟相同時間，-視覺李铋 開始檢杳是在：并·输9 β P ¢,1 , 見糸統 4 疋否光纖26已斷裂成兩部份’經使用CCD-照像機 4 ’其記錄光亮及黑暗區域 像機 仗 々的圖案圍繞於光纖26的部份， 其係處於等電毁火燄中（參閱圖〗）。 來自_火細的熱，結合拉力使得纖 開丄如此形成〆腰部212於光纖26中（參閱關）。拉 2。8田It t由ΐ —及第二抓持裝置握持而斷裂成兩部份 Ζ ϋ 8、2 1 0時，第一抓拉驻耍„ A m 符裝置及部份光纖2 1 0經由其來自第 一抓持裝置上的拉力，π # , ㈡乐 ^ … 攸第二抓持裝置移開所握住。纖唯 Z 0 8的第二部份，現右旦士 w、’库 :纖維士，其經由第二抓持裝置保持在等繼：;成 ,:自等電漿火燄2〇2的熱開始形成纖維端 球形外表（參閱圖3c)。 千 CCD照像機記錄光纖的斷裂’經由記錄圍繞處於等電漿 火级中的光纖26明亮及黑暗區域圖#。此斷裂的記錄係經 由控制電腦。控制電腦開始尋找光纖部份的端點216、二 2 1 8，其係經由第二抓持裝置所握取，使用CCD-照像機記 錄圍繞光纖26(參閱圖3d)明亮及黑暗區域的圖案。 當發現這些端點216、218，控制電腦使用端點定位（參 閱圊3e)開始計算光纖26兩端點之間的中心點22〇。 當此中心點2 2 0已發現，控制電腦計算光纖端面尖端214 的位置’使用計具中心點的定位及CCD_照像機記錄圍繞光 纖2 6 (參閱圖3 f)明亮及黑暗區域的圖案。 當此端面尖端2 1 4已發現—些量測點2 2 2、2 2 4、2 2 6、

455714 五、發明說明¢6) 2 2 8可目視定位於光纖端面的表面部份接近端面尖端2 1 4 ’ 經使用端面尖端2 1 4所計算的位置，及c c D -照像機記錄圍 繞於光纖2 6 C參閱圖3 g)明亮及黑暗區域的圖案。 一假想圓（圖中未不)具有一圓周通過這些點，包括端面 尖端21 4，係產生使用最佳配置的計算方法，例如藉由減 少點2 1 4、2 2 2、2 2 4、2 2 6、2 2 8及假想圓圓周之間的總距 離。其它方法也可使用，諸如分別地使用最外及最内點， 產生一最大及最小假想圓，及因此產生一圓，具有一半徑 值其係兩圓半徑值的平均值。 在假想圓產生之後’假想圓中心點2 3 2的位置，係經使 用控制電腦所計算。此假想圓的半徑值係經由控制電腦， 如此計算端面的實際半徑像所計算半徑值一樣，使用為實 際半徑值。 此後’當光纖斷裂成兩部份時，實際半徑值較小，及當 加熱光纖的端面時則增加，實際半徑值係比較預定的半徑 值，如貫際半徑值低於預定半徑值，由是端面得加熱繼 續。如實際半徑值低於預定半徑值，重覆實際半徑值的計 算，而後於貫際半徑值及預定半徑值之間一新的比較得以 達成。此一完成直到實際半徑值等於或高於預定半徑值。 如實際半徑值等於或高於預定半徑值，端面的加熱即中 斷0 如圖4所示，此錐型程序的結果為半 形成於一纖維26上，其半球形纖維端面23〇工作面23〇已 片。 π馮一鏡

4557 1 4 五、發明說明（7) 修飾纖維2 6端面2 3 0的配置，包括裝置用於加熱端面以 形成一概呈半球形端面2 3 0，具有一預定半徑值。該配置 也包括裝置6用於重覆計算端面的實際半徑值，葬置6用以 包括實際半徑值與預定半徑值，裝置204，206用於繼續端 面的加熱，如實際半徑低於預定的半徑值，及裝置（未表 示）用於中斷端面的加熱，如實際半徑值等於或高於預定 半徑值。 裝置6用於計算端面的實際半徑值包括：裝置4用於視覺 定位於纖維26端表表面上的許多點，裝置6用於產生具一 圓周的假想圓，通過這些點使用一最好安裝計算方法，裝 置6用於計算此圓的半徑值，及裝置6用於設定實際半徑值 等於此計算半徑值。 電腦程式使用於光纖2 6端面修飾的配置，為形成具有一 預定半徑值概呈半球形端面2 3 0，包括電腦可讀碼裝置， 其當運轉於電腦6時，使得端面修飾配置以加熱端面2 3 0。 該電腦程式也包括表面修飾配置以加熱端面2 3 0。該電腦 程式也包括電腦可讀碼裝置，其當運轉一電腦6，使得端 面修飾配置重覆計算端面實際半徑值，以比較實際值與預 定半徑值。該電腦程式包括進一步電腦可讀碼裝置，其當 運轉一電腦6，如實際半徑值等於或高於預定半徑值，使 得端面修飾配置以中斷端面的加熱。該電腦程式包含另一 電腦可讀碼裝置，當其在一電腦6上運作時，若實際之半 徑值小於預定半徑值，則其可令端面修飾配置持續加熱端 面，且當電腦可讀碼裝置在一電腦6上運作時，若實際之

_AFS FS7 1 4_ 五、發明說明（8) 半徑值等於或大於預定半徑值，則其可令端面修飾配置斷 續加熱端面。 一使用於本發明之電腦程式產品包括一電腦可讀媒體， 其可能包括一記憶晶片或一磁碟，及上述的電腦程式，該 電腦程式係記錄於該電腦可讀媒體。 最後步驟： 當加熱影響C CD照像機所拍的照片，先前所提及實際半 徑值，不同於光纖2 6端面的實際半徑值r。如此，一纖維 端面的更新計算得到而將熱源關閉，因此得到實際半徑值 r。此值比較於所希望端面半.徑值。如它們，在預定的限 制内彼此不相當，光纖2 6端面2 3 0係拒絕及切除。如它們 大致上彼此相當，光纖2 6的端面2 3 0得以接受。纖維部份 經第一及第二抓持裝置1 0、1 2所握持，係從錐型裝置2去 除。在此之後，一新的光纖2 6係插入錐型裝置2及此程序 可再次啟動（參閱圖1及4)。 元件符號說明 2 端面修飾裝置 4 影像處理裝置 6 電腦 8 顯示器 1 0； 1 2 爪持裝置 16 中央處理單元（CPU) 18 第一連接 20 第二連接 2 4 只讀記憶體（ROM)

第12頁 455714 五、發明說明（9) 2 6 光纖 2 8 線 30 鍍層 32 内部外膜 34 外部外膜 2 0 2 電漿火焰 204,206 熱源 2 0 8,2 1 0 光纖之兩部份 2 12 腰部 214 光纖端面尖端 2 1 6 , 2 1 8 端點 2 2 0 中心點 2 2 2 , 2 2 4，2 2 6, 2 2 8 量測點 2 3 0 嗔面 2 3 2 中心點 F 拉力

第12a頁

Claims (1)

1. 4557 1 4 ^、申請專利範圍 面，’以，修飾一光纖（26)端面（23〇)的方法，包括加熱端 其牲興形成具有一預定半徑值概呈半球形的端面（ 23 0 )， a在以下步驟： 重覆計算端面實際半徑值， - ^較貫際半徑值與預定半徑值， 熱，及實際半把值等於或高於預定半徑值，繼續端面的加 熱 只際半徑值等於或高於預定半徑值，中斷端面的加 〇 少_如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在計算端面實 τ 輕值的步驟包括以下步驟： 目現定位若干點（214，222，224，226，228 )於光纖 )端面的表面， 4 &產生—假想圓以一圓周通過這些點’使用最好配置的 叶舁方法， 6十算此圓的半徑值，及 使用計算半徑價值如實際半徑值。 3 ’ 一種用於修飾光纖（26)端面（230)的方法，包括製置 於加熱端面以形成具有一預定半徑值概呈半球形端面 )’其特徵在修飾配置進一步包括： I置’用於重覆計算端面實際半徑值， 衣罝’用於包括實際值與預定半徑值， 〜裝置，若半徑值係低於預定半徑值，用於連續端面 力σ熱，及 、

   第13頁 455714 六、申請專利範圍 -裝置，若實際半徑值等於或高於預定半徑值，用於中 斷端面的加熱。 4. 如申請專利範圍第3項之配置，其特徵在用於計算端 面實際半徑值之裝置包括： -裝置，用於目視定位許多點（214、222、224、226、 228)於光纖（26)端面的表面上， -裝置，用於產生一假想圓與一圓周通過這些點，使用 最好配置的計算方法， -裝置，用於計算此圓的半徑值，及 -裝置，用於設定實際半徑值等於此計算半徑值。 5. 一種電腦程式，用於使用於光纖（2 6 )端面修飾配 置，以形成具有一預定半徑值之概呈半球形端面（2 3 0 )， 包括’· -電腦可讀碼裝置，係當運轉一電腦時，使端面修飾配 置加熱端面（230)， -電腦可讀碼裝置，係當運轉一電腦時，使得端面修飾 配置以重覆計算端面的一實際半徑值， -電腦可讀碼裝置，係當運轉於一電腦時，使得端面修 飾配置以比較實際半徑與預定半徑值， -電腦可讀碼裝置，係當運轉於一電腦時，如實際半徑 值低於預定半徑值，使得端表面修飾配置以繼續端面的加 熱，及 -電腦可讀碼裝置，係當運轉於一電腦時，如實際的半 徑值等於或高於預定半徑值，使得端面修飾配置以中斷端

   第14頁 4557 14 六、申請專利範圍 面的力〇熱。 6. 一種電腦程式產品，包括： 一電腦可讀媒體，及 一電腦程式，係如申請專利範圍第5項所示， 該電腦程式係記錄於該電腦可讀媒體。 7. 如申請專利範圍第6項之電腦程式產品，其中該電腦 可讀媒體包括一記憶晶片或磁碟。

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