光纤熔接器及估算由该光纤熔接器放电线束形状的方法技术

本发明专利技术被提供用于以低接合损失熔接光纤，甚至当用于接合的一放电线束的形状被扭曲时。在本发明专利技术中，光纤在放电区域之外时进行一预放电并拾取其放电线束的图像。在这个图像基础上，在设置在Ｘ方向不同位置上的Ｚ方向上的多个线上估算该放电线束的亮度分布，并且从多个亮度分布来寻找线束的放电中心。然后，光纤的邻接部分被放置在放电中心，再进行主弧光放电以熔接该光纤的末端。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一光纤熔接接合器，该熔接接合器邻接两根欲相互接合光纤的各自端表面并通过用弧光放电加热邻接部分来熔接接合这些光纤，并且涉及一种用于估算由该光纤熔接接合器放电线束形状的方法。相关领域描述光纤熔接接合器首先邻接两根欲相互接合光纤的各自端表面，然后通过用弧光放电加热邻接部分来熔化两个端表面，导致两根光纤成为被熔接接合。在这种光纤熔接接合器中，为了能始终获得一稳定的少的接合损失的接合，两根被接合光纤的两个端表面都均匀加热是必要的。也就是说，这两根光纤被如此放置是有必要的，这样放电线束被同等地应用于两根光纤。因此，按照惯例，首先估算放电线束的中心位置，并且光纤依照那个位置相互邻接。以下传统方法作为估算放电线束中心位置的方法为人所知。在第一种方法中，观察一对放电电极的末端，该电极产生用于熔化并随之熔接光纤端表面的弧光放电，并且观察者基于放电中心位置位于两个末端之间的一直线的上方这一假设来估算放电中心位置。在第二种方法中，在两根光纤已被相互邻接在放电电极之间后，一弧光放电产生并持续一设定时间，这样两根光纤的各自末端被那里的热熔化。这时，由于由末端熔化产生的表面张力，光纤末端的位置回退。因为它们回退的量与熔化量也就是说加热量相对应看来是合理的，两根光纤末端的回退量被测量，并且通过从回退量差相关计算放电线束中心位置来估算中心位置。在第三种方法中，在两根欲接合光纤的各自端表面已被相互邻接之后，邻接部分被弧光放电加热，导致两个端表面都熔化且两根光纤都这样被熔接。在此放电的时候，拾取放电线束的图像并且估算一条与放电电极之间直接连线相交方向上的线上的亮度分布，还有从亮度分布估算放电线束中心位置(日本专利申请，第一公告No.2-28605)。然而，所有以上传统方法具有以下问题。在第一种方法中，虽然观察放电电极的末端是有必要的，但利用其中由于光纤熔接接合器结构而不能观察放电电极末端的设备，这是不能做到的。在一般的光纤熔接接合器中提供一如TV摄象机的图像拾取设备来观察邻接部分。然而，这个图像拾取设备是用于观察邻接的光纤末端并观察它们是否被对准等，并且在许多情况下电极末端是在视野之外且由此不能拾取图像。此外，即使电极末端能被暂时观察到，如果外来物质如灰尘粘到一电极末端或如果末端磨损且形状由此不均匀，那么放电线束的真正形状变得不规则以至于不能保证放电电极末端之间的直线将位于放电线束的中心。因此，即使光纤被相互邻接在用这种方法估算的位置上，同等加热两光纤末端是不可能的。在第二种方法中，在两根光纤真正熔接之前，因为首先加热其末端且测量回退量，简单再加热该末端以进行熔接是不可能的。如果末端被熔化以至于它们变圆然后回退，切掉熔化末端并通过加热来进行接合以及熔化一新切的端表面是有必要的。因此，进行该两根光纤端表面的处理(即覆盖物的去除、清洁和切割)两次是有必要的一次用于测量回退量和一次用于熔接，这造成额外时间和劳动的问题。此外，如果放电过弱，则光纤末端不充分熔化，导致回退量差别变得模糊且精确估算放电中心位置是不可能的。相反，如果放电过强，则光纤的两个末端都变得过度熔化，这也导致回退量变得模糊并且精确估算放电中心位置是不可能的。在第三种方法中，因为放电中心位置是在用于熔接的放电过程中被估算的，在用于熔接的放电之前确定放电中心位置是不可能的。因为假定在先前进行熔接的放电时估算的放电中心位置与用于当前熔接的一样，所以如果那个假定不正确，则这种方法不再适用且不能保证接合的质量，即使当前光纤的邻接位置与先前估算的放电中心位置是对准的。而且，因为在第三种方法中，在拾取的放电线束图像中的一条线上的亮度分布被测量以估算放电中心，如当放电线束的状态是由于电极末端损坏或灰尘粘附情况导致倾斜或扭曲时，这样的情况是没有办法处理的，并且不能估算精确的中心位置。此外，如果在光纤放置在放电区域之内的状态下观察放电线束的图像，则产生光纤在的部分的亮度和光纤不在的部分的亮度之间的差别。另外，如果灰尘等粘到光纤上，则独有那部分的亮度显著改变，导致放电中心位置被错误估算。考虑到以上情况，本专利技术的一目的是提供一光纤熔接接合器，该熔接接合器已被改进到这样的程度，允许不需要额外劳动或时间而精确估算放电中心位置，并允许被接合的两根光纤的两个末端同等加热且以低水平接合损失进行熔接。本专利技术的进一步目的是提供一放电线束估算方法，在该方法中，一光纤熔接接合器中的放电线束的形状被估算，结果不仅控制接合损失在低水平范围内成为可能，而且检测如电极损坏、灰尘粘附等异常也成为可能。专利技术概述为实现以上目的，本专利技术的第一个方面是一光纤熔接接合器，包括一用于设置欲接合的两根光纤的各自端表面以便于相互邻接的设置装置；一用于在两个放电电极之间产生弧光放电且用放电线束加热光纤邻接部分的加热装置；一用于拾取放电线束图像的图像拾取装置；以及一控制装置，用于由图像信号来测量多个线上的亮度分布，该图像信号在当没有光纤被放置在放电区域时预备弧光放电在放电电极之间产生时由图像拾取装置获得，所述多个线被设置在沿放电电极之间直线方向上的不同位置上并在基本上与该直线方向成直角的方向上延伸，由多个亮度分布来估算加热中心，进而用于控制设置装置以使该两根光纤的邻接部分位于加热中心，并且随后用于控制加热装置以使主弧光放电产生且邻接部分被放电线束加热。在该光纤熔接接合器中，放电线束的一图像被拾取且在那个图像上，基本上与放电电极之间直线成直角的多个线是这样设置的，每一条线在沿放电电极之间的直线方向上都位于一不同于其它线的位置上，并且每一条线上的亮度分布被估算。也就是说，用于估算亮度分布的多个线的位置是彼此都不相同的。因此，即使放电线束由于放电电极被毁坏或有灰尘等粘到其上而倾斜或扭曲，拾取该放电线束的这样一不规则形状并精确估算加热中心也是可能的。此外，因为该光纤的邻接部分的位置被调节以与已这样估算的加热中心匹配，所以两根光纤的端表面能被同等加热，结果以低接合损失进行熔接。而且，因为进行用于测量的预备弧光放电在用于熔接的主弧光放电之前，所以在熔接中将光纤放置在最佳位置上成为可能。此外，尽管进行预备弧光放电和主弧光放电都由于以上原因，在首先进行的预弧光放电过程中，光纤不位于放电区域内且这样不会熔化。因此，避免若不得不进行两次端表面处理所需要的复杂性、劳动和时间长度是可能的。另外，因为观察放电电极末端是不必要的，所以本专利技术甚至能应用于这样一种光纤熔接接合器中，在该熔接接合器中由于结构原因对于图像拾取设备来说观察放电电极的末端是不可能的。本专利技术的第二个方面是依照第一个方面的光纤熔接接合器，其中控制装置控制加热装置以使预弧光放电以预弧光放电过程中电流小于主弧光放电过程中电流的条件来进行，在预弧光放电中估算亮度分布，在主弧光放电中加热邻接部分。因为主弧光放电是为加热邻接部分而进行，所以用于主弧光放电的电流受不同条件影响且通常十分大。因此，如果同样的电流也用于预弧光放电，则放电线束被拾取的图像的亮度增加，以至于亮度水平超过能够完成图像处理的水平。因此，如果以小于用在主弧光放电中电流的电流设置来进行预弧光放电，亮度水平达不到饱和，这样由在每一条线上的亮度分布来精确估算加热中心是可能的，由此简化图像处理。本专利技术的第三个方面是一种放电线束估本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤熔接接合器，包括：设置装置，用于设置欲接合的两根光纤的各自端表面以便于相互邻接；加热装置，用于在两个放电电极之间产生弧光放电且用放电线束加热所述光纤邻接部分；图像拾取装置，用于拾取所述放电线束图像；以及控制装置，用于 由图像信号来测量多个线上的亮度分布，该图像信号在当没有光纤被放置在放电区域时当预弧光放电在所述放电电极之间产生时由所述图像拾取装置获得，所述多个线被设置在沿所述放电电极之间直线方向上的不同位置上并在基本上与该直线方向成直角的方向上延伸，控制装置用于由所述多个亮度分布来估算加热中心，进而用于控制所述设置装置以使所述两根光纤的邻接部分位于加热中心，并且随后用于控制所述加热装置以使主弧光放电产生且所述邻接部分被所述放电线束加热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大泽孝浩，田谷浩之，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP[日本]