[發明專利]光纖熔接器及估算由該光纖熔接器放電線束形狀的方法

有效

• 申請號: 02118889.0
• 申請日: 2002-05-09
• 公開（公告）號: CN1393708A
• 公開（公告）日: 2003-01-29
• 發明（設計）人: 大澤孝浩;田谷浩之
• 申請（專利權）人: 株式會社藤倉
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳,張志醒

發明領域

本發明涉及一光纖熔接接合器，該熔接接合器鄰接兩根欲相互接合光纖的各自端表面并通過用弧光放電加熱鄰接部分來熔接接合這些光纖，并且涉及一種用于估算由該光纖熔接接合器放電線束形狀的方法。

相關領域描述

光纖熔接接合器首先鄰接兩根欲相互接合光纖的各自端表面，然后通過用弧光放電加熱鄰接部分來熔化兩個端表面，導致兩根光纖成為被熔接接合。在這種光纖熔接接合器中，為了能始終獲得一穩定的少的接合損失的接合，兩根被接合光纖的兩個端表面都均勻加熱是必要的。也就是說，這兩根光纖被如此放置是有必要的，這樣放電線束被同等地應用于兩根光纖。因此，按照慣例，首先估算放電線束的中心位置，并且光纖依照那個位置相互鄰接。

以下傳統方法作為估算放電線束中心位置的方法為人所知。在第一種方法中，觀察一對放電電極的末端，該電極產生用于熔化并隨之熔接光纖端表面的弧光放電，并且觀察者基于放電中心位置位于兩個末端之間的一直線的上方這一假設來估算放電中心位置。

在第二種方法中，在兩根光纖已被相互鄰接在放電電極之間后，一弧光放電產生并持續一設定時間，這樣兩根光纖的各自末端被那里的熱熔化。這時，由于由末端熔化產生的表面張力，光纖末端的位置回退。因為它們回退的量與熔化量也就是說加熱量相對應看來是合理的，兩根光纖末端的回退量被測量，并且通過從回退量差相關計算放電線束中心位置來估算中心位置。

在第三種方法中，在兩根欲接合光纖的各自端表面已被相互鄰接之后，鄰接部分被弧光放電加熱，導致兩個端表面都熔化且兩根光纖都這樣被熔接。在此放電的時候，拾取放電線束的圖像并且估算一條與放電電極之間直接連線相交方向上的線上的亮度分布，還有從亮度分布估算放電線束中心位置(日本專利申請，第一公告No.2-28605)。

然而，所有以上傳統方法具有以下問題。在第一種方法中，雖然觀察放電電極的末端是有必要的，但利用其中由于光纖熔接接合器結構而不能觀察放電電極末端的設備，這是不能做到的。在一般的光纖熔接接合器中提供一如TV攝象機的圖像拾取設備來觀察鄰接部分。然而，這個圖像拾取設備是用于觀察鄰接的光纖末端并觀察它們是否被對準等，并且在許多情況下電極末端是在視野之外且由此不能拾取圖像。此外，即使電極末端能被暫時觀察到，如果外來物質如灰塵粘到一電極末端或如果末端磨損且形狀由此不均勻，那么放電線束的真正形狀變得不規則以至于不能保證放電電極末端之間的直線將位于放電線束的中心。因此，即使光纖被相互鄰接在用這種方法估算的位置上，同等加熱兩光纖末端是不可能的。

在第二種方法中，在兩根光纖真正熔接之前，因為首先加熱其末端且測量回退量，簡單再加熱該末端以進行熔接是不可能的。如果末端被熔化以至于它們變圓然后回退，切掉熔化末端并通過加熱來進行接合以及熔化一新切的端表面是有必要的。因此，進行該兩根光纖端表面的處理(即覆蓋物的去除、清潔和切割)兩次是有必要的：一次用于測量回退量和一次用于熔接，這造成額外時間和勞動的問題。此外，如果放電過弱，則光纖末端不充分熔化，導致回退量差別變得模糊且精確估算放電中心位置是不可能的。相反，如果放電過強，則光纖的兩個末端都變得過度熔化，這也導致回退量變得模糊并且精確估算放電中心位置是不可能的。

在第三種方法中，因為放電中心位置是在用于熔接的放電過程中被估算的，在用于熔接的放電之前確定放電中心位置是不可能的。因為假定在先前進行熔接的放電時估算的放電中心位置與用于當前熔接的一樣，所以如果那個假定不正確，則這種方法不再適用且不能保證接合的質量，即使當前光纖的鄰接位置與先前估算的放電中心位置是對準的。而且，因為在第三種方法中，在拾取的放電線束圖像中的一條線上的亮度分布被測量以估算放電中心，如當放電線束的狀態是由于電極末端損壞或灰塵粘附情況導致傾斜或扭曲時，這樣的情況是沒有辦法處理的，并且不能估算精確的中心位置。

此外，如果在光纖放置在放電區域之內的狀態下觀察放電線束的圖像，則產生光纖在的部分的亮度和光纖不在的部分的亮度之間的差別。另外，如果灰塵等粘到光纖上，則獨有那部分的亮度顯著改變，導致放電中心位置被錯誤估算。

考慮到以上情況，本發明的一目的是提供一光纖熔接接合器，該熔接接合器已被改進到這樣的程度，允許不需要額外勞動或時間而精確估算放電中心位置，并允許被接合的兩根光纖的兩個末端同等加熱且以低水平接合損失進行熔接。

本發明的進一步目的是提供一放電線束估算方法，在該方法中，一光纖熔接接合器中的放電線束的形狀被估算，結果不僅控制接合損失在低水平范圍內成為可能，而且檢測如電極損壞、灰塵粘附等異常也成為可能。