TW463062B - Determining optical fiber types - Google Patents

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A7 〇S 2 __B7___ 五、發明說明（1 ) 技術領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於評估光纖之方法，特別是關於供判定考量 之光纖屬於何種一般種類光纖，該考量之光纖將用於自動 纖維接合器以供自動選擇正確接合參數以及本發明亦關於 設定接合器使用之光學系統之方法。 發明背景 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用於對準以及接合基於二氧化矽之光纖之設備及方法已 經發展及改良有多年之久。用於執行將接合之光纖對準之 具有優於0.2微米準確度以及形成準確接合漏失預估之最普 通方法已經包括該纖維在實際接合之前以及之後之放大圖 片之先進數位影像處理，這些圖片由照相機系統產生。小 巧之光學系統設計，能夠產生接合纖維及其芯線由熔化處 理在許多案例中形成之接合之前、期間以及之後之輪廓鮮 明影像，已經爲發展具有高效能纖維接合機器之關鍵工 作，參見例如 T. Haibara，M, Matsumoto，T. Tanifuji 以及M. Tokuda於光學刊物（OpticsLetters) 1983年4月，第4號，第 6册之文章"單模光纖及接合損耗預估軸校準之監視方法 (Monitoring method for axis alignment of single-mode fiber and splice loss estimation)" ' O. Kawata » K. Hoshino > Y. Miyajima，M. Ohnishi 以及 K, Ishihara 於 J. Ligthwave Technology 1984年4月，第2號，第LT-2册之文章"使用直 接芯線監視之單模纖維之接合及檢視技術（A splicing and inspection technique for single-mode fibers using direct core monitoring)"以及T. Katagiri，M. Tachikura 以及I. Sankawa -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 6306 2 A7 B7 五、發明說明（2 ) J. Ugthwave Technology 1984 年 6 月，第 3 號，第 LT-2 冊之 文章”精確芯線軸校準之單模光纖光學顯微觀察方法 (Optical microscope observation method of a single mode optical fiber core for precise core-axis alignment)" ° 在裝配數位照相機系統之熔接式接合器中，將接合或是 正接合或是已經接合之纖維傳統上由光源照明，通常為發 光二極體（led )，由透鏡系統觀看位於纖维之後面一段距 離。該透鏡系統聚焦在纖維包覆或是纖維芯線之某點上， 以及纖維之放大圖片建立在CCD (電荷耦合裝置）矩陣上。 由照相機產生之電氣信號為A/D(類比至數位）轉換，而且 該數位圖片在電腦系統中處理。由圖片產生之測量資料之 後用於移動纖維至所需準確對準以及用於預估接合漏失。 溶接式接合器之光學系統亦能夠調適為在熔化期間反應 熱纖維影像，參見例如德國專利案號為第40 04 909號以及 1990年8月24日申請之瑞典專利申請案案號為第9 002 72 5-1 號。介於高溫之纖維包覆及芯線發射率之間之小差異，如 用於蟓化處理之電弧存在之大約2000 °C之那些，使其可能 產生芯線明亮影像，傳統上位於光纖中間。由加入纖維產 生之發射波可見以及接近紅外線部分由該照相機系統收集 以及偵測。熱影像能夠在蟓化期間用於纖維之時處理以及 在接合完成之後用於作成準確之接合漏失預估。 已熟知芯線/包覆離心率、剝斷角度、捲曲、纖維端污染 物以及模式場直徑（MFD)非匹配為熔化接合漏失之主要原 因。MFD非匹配能夠顯著地影響該接合漏失，特別是在不 .本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵0 x 297公楚） --------------裝--- (請先間讀’面之注意事項再填寫本頁) 訂· .線. 經濟部智慧財產局員JL消費合作社印製 4 63 〇6 2 A7 B7 五、發明說明（3) {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 同種類纖維相互接合案例中。為產生介於具有不同MFD之 間具有低漏失之接合，有必要將接合纖維種類加以特徵化 以及依據纖維種類，選擇合適接合參數，例如將在接合程 序中使用之重疊、·熔化熱及熔化時間，參見w. Zheng於J. Ligthwave Technology 1994 年3 月，第 3 號，第 ，第 348-553 頁之文章 Real time control of arc fusion for optical fiber splicing"。以及W. Zheng，0. Hulten及Robert

Rylander 於 J. Lightwave Technology 1994年3 月第 12 冊，第 430-435 頁之"Erbinm doped fiber splicing and splice loss estimation”這些參數之合適選擇與芯 線大小與纖維折射率數據圖以及介於芯線與包覆之間之折 射率差異具有高度相關性。所以用於在熔化之前識別纖維 以供接合參數自動選擇之方法於不同種類纖維形成低漏失 為相當重要。 在TelefonaJctieboiaget L Μ易利信之瑞典專利申請案案號 為第 9100979.-5 號中’發明人Ola Hulten及Zheng揭 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 示判定光纖特徵之方法，該方法包含分析加熱纖維以及特 別是沿著垂直於纖維之線之光強度數據圖之方法3中心峰 值之一雖形狀以及尤其是寬度及高度為評估。使用相同基 本分析處理之數學方法在Telefonaktiebolaget L Μ易利信之 瑞典專利申請案案號為第9201817-5號中揭示，發明人為 Wenxin Zheng。 在自動纖維接合器中’將光纖影像成像在某光感應區域 之光學系統不能夠容易地設定不同影像成像條件，如用於 產生冷纖維輪廓鮮明圖片之條件，其中芯線為可見或特別 是芯線位置及寬度為可偵測或是用於產生發光之加熱光纖 輪廓鮮明圖片之條件，所以在此圖片中芯線區域亦為可價 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 63 06 2 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 測。不同成像條件之該聚焦一般藉由觀察不同聚焦條件之 捕獲影像而手動製作，亦即介於物件、光纖以及成像系 統’主要爲透鏡系統之間之距離α 發明總結 本發明之一目的爲提供判定光纖種類之可靠方法。 本發明另一目的爲設定用於提供光纖影像之光學系統之 健全、自動方法，其中光纖芯線爲可見。 在判定未知光纖屬於何種種類或是類型時，使用之使用 溶化烊接之自動纖維接合器具有可移動式鋏鉗或是定位器 以供對準二纖維，當供應能量時供產生電弧之電極、照相 機裝置如CCD -矩陣以及光源供產生背景照明。這些裝置均 竊合至包含控制裝置（3 3)與必要驅動器以及介面電路之電 子電路。一部份保持其中之一鋏鉗之纖維影像經由高解析 透鏡系統成像在照相機光感應區域上，允許該纖維芯線在 捕獲影像中可區別，當該纖維爲冷以及當該纖維加熱至如 大约或是稍低於熔接之溫度以發出充足光以供捕獲影像而 不用使用任何背景照明。由該纖維在加熱狀態所取得之第 圖片，沿著實質上垂直於該纖維縱向方向之線之第—光 強度數據圖在影像處理及分析模組中判定。此數據圖藉由 計算該數據圖之微分以及將微分與已知不同種類或是類型 光纖先前判定之光強度數據圖之微分加以比較該而更進一 步分析。第二圖片爲由冷纖維取得，由該圖片亦可類似地 判定第二光強度數據圖。此數據圖則與已知光纖先前判定 之相對應數據圖加以比較。最後評估該比較運作結果以決 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------裝-------- 訂 --------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 -------------B7_ 五、發明說明（5) 定該測試纖維種類。 -------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在自動纖維接合器中，不同成像條件之正確聚焦能夠藉 由依順序執行下列步驟而加以獲得。介於光纖與接合器光 學系統之間之距離爲變化以及取得不同距離之圖片。在取 得之圖片中，光強度數據圖如上述般判定，.該圖表爲分析 以尋找光纖外觀直徑之判定基準以及中心峰値外觀寬度之 判定基準’通常在該數據圖中獲得以及相當於纖維中心高 強度區域以及至少用於相當於纖維芯線之高解析光學系 統。此二判定基準比率或是商數爲計算以及與預先決定値 比較。該距離給予判定基準比率與預先決定値一致或是可 能至少與給予正確成像之距離所取得之値脱離—些之圖 片。結果藉由依據不同種類纖維之測量，預先決定植能夠 判定何者由芯線有用資訊如能夠獲得之直徑產生冷圖片之 良好圖片，以及不同預先決定値能夠判定產生加熱纖維相 同良好圖片。 -線 圖式之簡單説明 本發明現在將以非限制具體實施例之方式參考附圖加以 説明，其中： 圖la爲相互熔接二光纖之裝配概要設計圖； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖lb爲類似於圖la之概要設計圖，亦顯示電子控制電路 之某些元件.； 圖2 a爲當纖維由光源侧向照明時光纖之冷影像； 圖2b爲當纖維發熱以及發光時，在熔化處理中拍攝之光 纖熱影像； -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 463062 B7____ 五、發明說明（6 ) 圖3為顯示光纖熔化時之輻射光譜、Ccd ·照相機之光譜 回應以及輻射光譜及光譜回應生成物之圖； 圖4為纖維幾何掃描器測量之分散移位纖維折射率數據圖 之圖； 圖5為解釋由光纖形成之光源视準侧向光線折射之示意 圖； 圖6為顯示高解析度透鏡系統設計之示意區段圖； 圖7a為圖6用於610-690奈米（nm)範園之3波長透鏡系統 調變轉換函數之繪圖’亦顯示理想MTF (限制衍射）； 圖7b為類似圖7a之繪圖，用於500-700nm範圍之波長； 圖8 a及8 b為當由CCD -照相機拍攝時，由圖6之透鏡系統 產生之典型分散移位纖維之冷及熱影像，當纖維由紅色 LED〇e = 600 nm)側向照明時獲得冷影像，以尽在熔化期 間，當纖維溫度近似1900°C時獲得熱影像； 圖9為圖10a ’ 10b灰色標度值之分散移位纖維之熱及冷 影像數據圖之繪圖； 圖10為圖8a及之分散移位纖維熱影像數據圖F(x)及一階 微分G(x)之繪圖； 圖11為解釋纖維識別程序之流程圖： 圖1 2 a為壓縮包覆、高度摻雜分散移位纖維芯線區域之折 射率數據圖之圖； 圖1 2 b為分別顯示圖1 2 a冷及熱纖維之測量之像素灰色標 度值Qm(x)與Sh(X)以.及微分陣列Qh(X)熱數據圖之圖； 圖12c-1 2d為圖12a纖維之冷及影像； -9 · 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I.------------裝----l·——訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ^463062 — _B7 五、發明說明（7) 圖13 a-13d為相當於圖12 a-12(1之圖，但為匹配之包 覆、麵掺雜纖維； 圖14a-14d為相當於圖I2a_i2d之圖，但為標準單模纖 維； 圖15a-l5d為相當於圖i2a_i2d之圖，但為大之有效區 域非零分散移位纖維； 圖16a-16d為相當於圖i2a-i2(i之圖，但為多模纖維； 以及 圖17a-17d為相當於圖i2a-i2d之圖，但為純二氧化矽 芯線單模纖維》 圖式之詳細說明 在圖la中，顯示自動光纖接合器之基本裝配，類似於先 前技藝帶狀纖維接合器中使用之接合器，參見美國專利案 案號為第5,961，865號。將接合或是正接合之光纖1，使其 端區域位於電極3之點之間，在此之間電氣放電5為產生以 供加熱該纖維端，電氣放電強度由介於該電極3之間之電流 強度所控制。光學透鏡系統7以二垂直方向描繪，光感應區 域9上之纖維端區域，光感應區域通常為支撐ccd元件矩陣 之板。該接合位置能夠由適當放置之光源如需要時提供背 景照明之L：EDs 11所照明。數位影像處理系統1 $處理光感 應區域9產生之電氣信號以監视使用之纖維以及藉由控制纖 維定位裝置以及電流強度而監視接合程序^該影像處理系 统連接至監視器或是顯示器元件1 7以供顯示捕獲之影像。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝---il·---訂— H ] D n fK It I (諳先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 4 63 〇62 五、發明說明（8 ) 在圖1b之設計概要圖片中，顯示自動類型之纖維接合裝 置更多數某些電氣細節。因此，該接合裝置具有固定支座 或是定位器21，其中放置該纖維卜丄，端部分以及在定位 及接合期間保持穩固。該定位器在3個正交座標方向中爲 可移動，冑定位器皆與該纖維縱向方向平行以及在二方向 與此方向垂直。該定位器η因此由控制馬達23沿著適當機 械導引（沒有顯示）位移。至電極3之電線、光源u以及馬 達23由電路模組25、電路模組之驅動器電路27，28以及 29分別延伸。由光感應區域9 電線爲配置在電路模組^ 之视訊介面31，由該介面適當影像信號爲遞送至影像處理 及影像分析單凡15。種種不同程序步騍爲由電路模組之控 制電路33控制，例如適當微處理器。該控制電路33執行上 文提到之程序步驟以及因此藉由在適當位移方向供應馬達 23能量而控制該纖維端相互相對位移、當圖片，.例如當對 準圖片必須捕獲時提供電流至光源1〖以及提供信號至影像 處理及影像分析單元I5以供獲得影像分析之開始分析。此 外’該控制電路3 3控制時間，當熔化電流將開始以提供至 電極5以及控制此電流將遞送之時間週期以及熔化電流強 度。 爲獲付纖維Ά線爲可見以及適合於數位影像之冷纖維之 影像，使用之該透鏡系統7必須具有特殊效能特徵及態 樣6因此’該透鏡系統7必須能夠於纖維爲加熱時將光纖 心線成像以及由分開光源由侧向或是由後面照明以獲得”冷 影像"以及該圖片在圖2 a之典型單模纖維見到。該透鏡系 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ill — ! —---- 裝 - - -----訂_---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 Α7 4 S3 Ο62 Β7____ - 五、發明說明（9 ) 統7亦必須能夠於熔化處理期間當纖維爲熱以及發出熱輻 射時將纖維成像以獲得”熱影像"，參見與圖2a相同纖維之 圖2 b圖片。 纖綠接合器之成像系統亦包含CCD矩陣或是CCD照相機 9 ’必須能夠捕獲普通圖片以及亦偵測由熱纖維發出之輻 射。圖3爲顯示由具有近似1900 °C溫度之熱纖維發出之測 量熱輻射頻轉圖。該CCD照相機之頻譜響應以及熱纖維輻 射之產生物亦在該圖中描繪，後者描繪之曲線展示該CCD 照相機對熱纖維發光足夠靈敏》因此，無色透鏡系統7能 夠建立如由CCD照相機9捕獲之輪廓鮮明”熱影像"。 圖4爲顯示如由近場纖維幾何掃描器測量之分散移位光纖 折射率數據圖之圖。該纖維直徑爲125 jum而芯線直徑爲近 似4 a m。介於芯線與包覆之間之指數差異能夠在圖中讀取 爲包括幾乎0.01。芯線之此稍高指數爲足夠大以使芯線作 用爲放置在纖維内部之薄圓柱形透鏡，折射由光源發出之 侧向光線之芯線放置在該纖維後面某些距離，如圖5所 見。包含高數値孔徑物鏡之照相機系統，近似聚焦在焦點 或更正確地在該纖維芯線聚焦線上之點上，因此將能夠產 . 生芯線圖片，.參見上文引述之文章。 適合於產生良好冷影像及良好熱影像之透鏡系統資料摘 要既定於表1中3 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） [1 — — — — — — — — — — — - — I ----— I 訂· ί!11* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 63 062 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（10) 表1 項目 目標冷影像 目標熱影像 光學放大倍數 > δχ > 8 x 結合物長 <125 mm <12 5 mm 物件距離 >11.0 mm >11.0 mm 視界 0.25 mm 0.25 mm 數值孔徑 >0.38 - 解析功率（MTF) 軸上 >40% 在 400 c/mm >5 0%在 100 頻譜頻寬 610-690 nm 500-700 nm 失真 <0.01 % <0.01% 如表1之透鏡具有低數目之透鏡元件，其中由尺寸生產變 广 也所產生之效應為最小化，為選擇以具有類似回復照相機 透鏡之基本建構，參見圖6。物鏡為由二個正元件及—個負 成對物製成，放置在長結合物十。物件距離為1丨.丨mm之該 結合物長度為121 ram。 圖7a及71>顯示二頻譜間隔之選擇透鏡系統之調變轉換函 數繪圖。因此，圖7 a解釋使用610-690 nra光源產生之背景 照明之”冷影像"物鏡解析功率以及圖7 b為”熱影像"之解析 功率，亦即波長範圍為500_700 nm之由CCD-照相機所偵測 灼熱纖維產生之熱輻射解析功率。 具有能夠捕獲冷及熱影像之影像成像系統之自動燈接式 接合器能夠用於作成將結合光纖之種類之可靠判定 -------------裝-----r---訂.--------線 (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) -13-

A7 463062 _B7_____ 11 五、發明說明（） 下文中展示。因此，將用於接合處理之正確參數能夠選擇 以產生具有改良性質如低插入漏失之接合ώ現在將説明該 識別處理。 因此，圖8a及8b分別顯示如上述之由透鏡系統取得之典 型分散移位冷及熱影像。該芯線在熱影像中由於摻雜芯線 玻璃之較高發射率，所以爲輪廓鮮明地可見。冷及熱影像 之強度（灰色位準）數據圖既定在圖9中，爲捕獲影像之像素 位置函數，相對應於沿著實線所取得纖維實際位置之像素 位置，垂直於該纖維縱向方向延伸，描增在圖片上。該纖 維芯線中心可見爲中央峰値以及圍繞該芯線之薄環可以視 爲在冷影像數據圖之芯線各侧之二較低峰値。該纖維芯線 亦可以視爲熱影像中央峰値。該環影像爲部分重疊在芯線 圖片上以及可以視爲環繞熱影像數據圖之芯線增加之灰色 位準。 該冷影像數據圖以及熱影像數據圖包含幾何資訊以及纖 维芯線形狀。此資訊能夠更進一步處理以識別所使用之光 纖種類。該處理現在將麥考圖12之流程圖加以説明。 在第一方塊8 1中，照相機焦點位置設定至由下列式子所 既定之第一値t 1 :

其中D爲冷影像所見之纖維直徑以及dc爲如圖5及圖9所示 冷影像最大値一半之折射照明光線寬度。此意義爲在聚焦 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----mil!----裝----1— — — 訂----Γ I--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12 12 A7 4 爸 3062 五、發明說明（） 步驟中，當該透鏡系統7焦點位置變化時取得該圖片以及 疋後分析以決定該僅1及〇，直到，該捕獲影像中，關係 ⑴爲正確爲止，亦即，所以—半寬度㈣。與外觀直徑D之 比率等於預先決定値。具有所需比率之此數位冷影像之後 儲存在處理電路33記憶體中。之後在方塊83中該照相機焦 點位置改變爲t 2 : 0.48 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

ilL (2) 絰濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中d h爲以相對應方式熱影像最大値—半之折射照明光線 寬度因此，在此案例中，執行相同程序但是現在沒有背 景照明，亦即，該光源11沒有供應能量但是介於電極9之 間之電弧爲藉由提供適當電流流經該電極而發光。該電極 流必須低於用於實際相互熔化該纖維端之電流。該焦點 位置爲變化，圖片爲捕獲以及分析以尋找該一半値心以及 外觀直徑D，直到該焦點位置產生條件（2)爲完成之圖片， 亦即其中該量之比率等於該大於供設定冷影像焦點位置値 之預先決定値，例如等於大約該値之二倍。此數位熱影像 之後儲存在處理器記憶體中。 3 X 3平均値濾波器在次—方塊8 5中應用於爲正確焦點位 置所取得之儲存熱影像全部或是某選擇區域之灰色位準 値。在方瑰87中，該熱纖維數據圖Fh(x)爲一函數或是包 含垂直於該熱纖維熱影像縱向方向之線上點之圖片灰色位 準值之—維陣列，由該濾波區埠選擇，此線因此在X-座標 15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐）

13 五、發明說明（） 方或是延伸以及X代表在此方向之位置〇該値因此爲代表 由該纖維相對應點發出之光強度測量値。不同陣列，具有 突出空間振幅變化之Gh(x)之後在相同方塊中產生以及由 .等式（3)既定。 G(x) = F(x+ 1)-F(x-1) (3) 在相同方塊87中，亦選擇冷纖維卩“％)以相對應方式爲包 含垂直於該纖維冷影像縱向方向線上點圖像灰色位準値之 一維陣列。該値Fh(X)因此爲代表來自該冷纖維強度之測 量値β 圖8a，8b所取得之影像之該熱灰色位準或是分散移位纖 維之熱纖維數據圖Fh(x)爲描繪在圖中以及在相同圖 中，亦描續·其包含225像素之弟一階微分Gh(x)。該芯線及 環之邊界爲清楚地偵測爲微分曲線中間之4個局部最多 點。它們能夠與冷影像數據圖中間該4個局部最小點加以 比較，參見圖9。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 <11 — !!-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --線- 微分陣列Gh(x)中園繞芯線之1〇〇像素之w=1〇〇範園，參 見圖9，之後在方塊89中選擇。微分陣列値之後與已知纖 維相對應微分陣列Sn(x)加以比較。在比較之前，該微分 陣列能夠正規化及/或位移，所以該比較可以合適方式製 作。在比較時，該微分陣列Gh(X)之均方差。視爲各已知 纖維種類陣列Sn(x)之差異，爲依據下列式子計算 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） L： (4) 14A 63062 A7 B7 五、發明說明（） 100 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此後計算誤差之最小値£〇1在方塊91中判定，m因此定 類似該測試纖維之纖維種類。此最小値在次方塊旳中與= 限值Si加以比較。假使該最小値不在此定 ;疋 t t卜呼，孩纖 維视爲已知種類以及由此至控㈤裝置以例如在顯示器上顯 示某訊息之信號在方塊95中傳送。假使該最小値在此定限 之下時，由該冷影像獲得之強度數據圖亦將爲評估。 因此，在方塊97中該冷強度數據圖Fc(x)爲藉由將其送 至3x1中線濾波器而爲低通濾波。因此，在方塊99中該據 波強度數據圖爲正規化以及位移至某預先決定χ_位置以及 以相對應方式，如方塊89中之先前執行，該均方差爲該 濾波及正規化強度數據圖計算，而與第瓜纖維種類之影像 強度數據圖Qm&以比較。該計算之均方差Ec在方塊1〇1中 與定限h加以比較。假使比較結果爲該均方差小於該定限 値時，該測試纖維判定威種類m以及信號因此在方塊〖〇3中 傳送至某控制裝置以供例如合適地設定焊接參數及/或顯示 某訊息。假使在方塊1〇1中判定該均方差大於或是等於第 二定限値時，該測試纖維決定不爲已知種類中之任何種類 以及之後一信號因此在方塊105中傳送至某控制装置。 圖12a爲芯線折射率數據圖之圖，圖12b爲顯示分別爲冷 及熱纖維測量像素灰色位準値Qm(x)及S“x)以及熱數據圖 微分陣列Gh(x)之圖以及圖12c_12(1顯示壓低包覆、高度 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚〉 (請先聞讀背面之注意亊項再填寫本頁} 裝 訂： --線· L: A7 B7 15 五、發明說明（ 摻雜分散移位纖維之熱及冷影像。圖13a-13d爲摻雜餌纖 維之相對應圖及圖片，圖14a-14d爲標準單模纖維，SMF-28，圖15a-15d爲大有效區域非零分散移位纖維，圖16a-16d爲多模纖維以及圖17a-17d爲純二氧化矽單模纖維。 -------------裝---!i訂·--------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 463062 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 L —_定《«之方法，該方法包括下列步驟： -將光纖之一區域加熱至發出可觀察量之光之溫度， •，於加熱過程中記錄發出之光成一第一圖片， -由第一圖片判定包括由觀察方向觀看垂直於該纖維縱 向万向4線所有點發出光強度之值之第一光強度數據 圖’為沿線位置之函數，以及 ，分析該判定光強度數據圖， 其中在該分析步騾中，該判定之第一光強度數據圖微分 為計算以及與複數個已知不同種類光纖先前判定之第一 光強度數據圖微分比較。 2 .如申4專利範圍第丨項之方法，其中在該判定第一光強度 數據圖步騾中，計算第一圖片之各點局部平均以產生平 滑圖片。 3.如申清專利範圍第1項之方法’其中在該分析步驟中，該 判定之第一光強度數據圖在計算微分之前為低通濾波。 4 .如申請專利範園第丨項之方法，其中在該分析步騾中， 有該判定之第一光強度數據圖中央部分微分為計算以 與複數個已知不同種類光纖先前判定之第一光強度數據 圖中央部分微分比較。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，具有下列額外步騾： -使用高解析光學系統取得未加熱狀態光纖之一區域第 二圖片以在該圖片中產生該光纖芯線影像， '由第二圖片判定包括由觀察方向觀看垂直於該纖維縱 向方向之線所有點發出光強度之值之第—光強度數據 只 及 --------------裝--- (請先閱讀臂面之注意^項再填寫本頁) i. 訂_ -線- -19- 卒·紙張尺度通用中國國家標準（CNS)A4規袼（210 X 297公釐） 0088 β ABCS A 63 0 62 六、申請專利範圍 圖’為沿線位置之函數，以及 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -將判定之第二光強度數據圖與複數個已知不同種類光 纖先前判定之第二光強度數據圖加以比較，以及 -評估第一及第二光強度數據圖比較結果以尋找最類似 已經取得圖片之該光纖之已知光纖種類。 6 ‘如申請專利範圍第5項之方法，其中在該判定第二光強度 數據圖步騾中，直接在判定之後，計算第二圖片之各點 局部平均以產生之後比較之平滑第二光強度數據圖。 7 .如申請專利範圍第5項之方法’其中在該判定第二光強度 數據圖步驟中’直接在判定之後，該判定之第二光強度 數據圖在比較之前為低通濾波。 8. —種相互接合二光纖之方法，包括下列步驟： -將光纖中之第一光纖一端與光纖中之第二光纖一端對 準， -移動第一光纖端以放置此端之端表面在第二光纖端之 端表面上， -將瑞‘表面上之光纖端之一區域加熱以使它們相互熔 化，以及 -允許該區域冷卻； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 具有下列麵外步驟： -藉由如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之方法判 定該光纖所屬種類， -設定移動及/或加熱步驟中使用之至少一實體參數為 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 297公釐） 463062 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 判定種類光纖接合先前判定之參數。 --------------装.-- <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 ·如申請專利範圍第8項之方法，當在加熱步驟時，使用 電孤’其中在該設定實體參數步驟中，設定介於電極之 間流動之電流強度。 10_如申請專利範園第8項之方法，其中在該設定實體參數 步驟中，製作至少下列一項： 設定該區域加熱期間， ，設定該區域加熱強度， -設定移動步驟之重疊距離。 11. 一種判定光纖種類之裝置，該裝置包括： -加熱裝覃，用於將光纖之一區域加熱至發出可觀察量 之光之溫度， •光學系統，用於將該光纖區域成像，. -光感應系統，當該區域加熱以及由該光學系統_成像 時，用於將發出光記綠爲第一圖片， i線· -判定裝置，連接至該光感應系統以供由第一圖片判定 包括角觀察方向觀看垂直於該纖維縱向方向之線所有 .點發出光強度之値之第一光強度數據圖，爲沿線位置 之函數，以及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -分析裝置，連接至該判定裝置，以供分析該判定光強 度數據圖， 其中該分析裝置包括： -計算裝置，以供計算該判定光強度數據圖微分’ -比較装置，連接至該計算裝置，以供將複數個已知不 -21 - 私紙張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ABaD 六、申請專利範圍 同種類光纖先前判定之光強度數據圖微分與第一光強 度數據圖計算之微分比較，以及 -決定裝置，連接至該比較裝置，以供藉由該比較裝置 提供之已知不同種類之一光纖信號指示該計算之微分 與該其中之一光纖之光強度數據圖脱離最少，判定該 光纖與該其中之一光纖相同。 12·如申請專利範園第11項之裝置，其中 -該比較裝置爲配置以計算代表介於複數個已知不同種 類光纖之光強度數據圖微分與該計算之第一光強度數 據圖微分之間之差異値，以及 -該決定裝置爲配置以將代表該已知不同種類光纖其中 之一光纖之光強度數據圖微分與第一光強度數據圖該 計算之微分之間差異之計算値値與定限値加以比較， 以及只有假使該値小於或是等於該定限値時判定該光 纖與該光纖其中之一爲相同種類。 13.如申請專利範園第1 1項之裝置，其中 -該光，系統爲高解析’允許正確設定未加熱狀態光纖 區域之成像以在產生之第二圖片中產生光纖芯線影 像，該光感應裝置亦記錄第二圖片， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -ϋ n i n n n n *1 n I I « I — (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線. -該判定裝置爲配置以由第二圖片判定包括由觀察方向 觀看垂直於該纖維縱向方向之線所有點發&光強度之 値之第二光強度數據圖，爲沿線位置之函數，P -該比較裝置爲配置以將判定之第二光強度數據複 數個已知不同種類光纖先前判定之第乙止 吊—先強度數據圖 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A8B8C8D8 ^ 63 〇6Z 六、申請專利範圍 加以比較，以及 I—.--------------裝·！ (諝先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 該決定裝置爲配置以評估第一光強度數據圖以及第二 光強度數據圖之比較結果以尋找最類似已經記錄之第 一以及第二圖片之光纖之已知光纖種類。 14. 一種用於相互接合二光纖之接合器，包括： -對準裝置，用於將光纖中之第一光纖一端與光纖中之 第二光纖一端對準， -移動裝置’用於移動第一光纖端以放置此端之端表面 在第二光纖端之端表面上，以及 -加熱裝置’用於將端表面上之光纖端之一區域加熱以 使它們相互熔化， 包括 -4. -一裝置’用於依據申請專利範圍第11項至第13項中 之任一項判定該光纖所屬種類，以及 -控制裝置’連接至該裝置以供判定種類以及配置以命 令該裝置在結合之前判定將接合之光纖種類，之後尋 找調適爲該判定種類之至少一實醴參數以及控制對 準、移動以及加熱裝置個別之一裝置以利用該發現 値。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 15‘ 一種自動设定用於將光纖成像之光學系统，包括下列步 驟： -變化介於該光纖與光學系統之間之距離以產生圖片， -由各圖片判定包括由觀察方向觀看垂直於該纖維縱向 方向之線所有點發出光強度之値之第一光強度數據 -23-

   463062 頜 C8 D8 六、申請專利範圍 圖，爲沿線位置之函數，以及 -分析該判定之光強度數據圖以在圖片中尋找該光纖外 觀直徑之判定基準以及中央峰値寬度之判定基準， -計算該判定基準之比率以及將該比率與預先決定値加 以比較，以及 -設定正確成像之距離，所以該比率與該預先決定値一 致0 ^1. · '1 n n- I I I n <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) YSJ· -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉