(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのコアを有する光ファイバの長さ軸に対称に配置された前記２つのコア間の距離を測定する方法であって、
前記２つのコアを有する光ファイバの端部を位置決めし、前記２つのコアを含む面に実質的に垂直な方向から端部の画像を撮る段階と、
中心に配置された１つのコアを有する光ファイバを提供する段階と、
前記２つのコアを有する光ファイバの端部を１つのコアを有する光ファイバの端部に、前記２つの光ファイバの外周面が同心的かつ平行になるように接続する接続段階であって、両端部を相互に加熱および融着する接続段階と、
加熱時に両端部の画像を前記方向から撮る撮像段階であって、両ファイバのコアが画像で視認される撮像段階と、
画像から２つのコアを有する光ファイバの一方のコアと１つのコアを有する光ファイバのコアとのオフセット値を測定する段階と、
測定されたオフセット値の２倍の値を計算し、計算された値を前記２つのコアを有する光ファイバのコア間の距離とする段階と、
を含む前記方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記２つのコアを有する光ファイバを位置決めする段階は、さらに、
前記２つのコアを有する光ファイバをその長さ軸で回転する段階と、
回転時に前記２つのコアを有する光ファイバの端部の長さ軸と実質的に垂直な方向および回転角の大きさから画像を撮る段階と、
画像を評価して回転角を発見する段階であって、回転角に対して画像の最大値が撮られ、端部の長さ軸に対応する画像部分の光強度と長さ軸の両側に位置する領域に対応する画像部分の光強度との差から回転角が発見される段階と、
発見された回転角まで前記２つのコアを有する光ファイバを回転する段階と、
を含む前記光ファイバ。
【請求項３】
長さ軸に関して実質的に対象的に位置する２つのコアを有する光ファイバを１つの実質的に中心に位置するコアを有する光ファイバに接続する方法であって、前記２つのコアを有する光ファイバの一方のコアと１つのコアを有する光ファイバのコアとの一致を得る前記方法は、
前記２つのコアを有する光ファイバのコア間の距離を測定する測定段階と、
前記２つのコアを有する光ファイバの端部を１つのコアを有する光ファイバの端部に近接して位置決めする位置決め段階であって、前記２つの光ファイバの外周面が平行に位置され、前記２つのコアを含む平面における両端部の前記２つの外周面のオフセットは、前記２つのコアを有する光ファイバの２つのコア間の距離および両光ファイバの外直径の差から決定される値を有する位置決め段階と、
位置決め後、両端部を相互に接続する接続段階とを含み、
測定段階は、さらに、
２つのコアを有する光ファイバの端部を位置決めし、端部の長さ軸と実質的に垂直な方向かつ端部における２つのコアを含む面に実質的に垂直な方向から端部の画像を撮る段階と、
中心に配置された１つのコアを有するテスト用光ファイバを提供する段階と、
２つのコアを有する光ファイバの端部を１つのコアを有するテスト用光ファイバの端部に、前記光ファイバの外周面が相互に同心的かつ平行になるように位置決めして接続する接続段階であって、両端部を相互に加熱および融着する接続段階と、
加熱時に両端部の画像を前記方向から撮る撮像段階であって、両ファイバのコアが画像で視認される撮像段階と、
画像から２つのコアを有する光ファイバの一方のコアと１つのコアを有する光ファイバのコアとのオフセット値を測定する段階と、
測定されたオフセット値の２倍の値を計算し、計算された値を２つのコアを有する光ファイバのコア間の距離とする段階と、
を含む前記方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法であって、２つのコアを有する光ファイバを位置決めする段階は、さらに、
２つのコアを有する光ファイバをその長さ軸で回転する段階と、
回転時に２つのコアを有する光ファイバの端部の長さ軸と実質的に垂直な方向および回転角の大きさから画像を撮る段階と、
画像を評価して回転角を発見する段階であって、回転角に対して画像の最大値が撮られ、端部の長さ軸に対応する画像部分の光強度と長さ軸の両側に位置する領域に対応する画像部分の光強度との差から回転角が発見される段階と、
発見された回転角まで２つのコアを有する光ファイバを回転する段階と、
を含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、ツインコアを有するファイバと、シングルコアを有する標準タイプのファイバとの接続に関する。
背景
標準タイプの光ファイバは、本質的に円筒形をなす外部クラッド面と、該クラッドの内部の中心部に配置された細いファイバコアとを有し、該ファイバコアは理想的な場合には、外部円筒面の縦軸に沿って配置され、従ってこれと同じ縦軸を有する。
ツインコアを有する光ファイバの場合は、それぞれのコアは標準ファイバのコアと同様の形状を有し、それら２つのコアは、円筒形クラッドの直径平面に沿って本質的に対称に配置され、それらのコアの基本伝搬モードのエバネッセント界の相互作用に基づく、多くの線形および非線形現象の研究および利用において用いられる材料を構成する。そのような現象は、ビームスプリッタ、ファイバセンサ、および非線形スイッチにおいて用いられる。
しかし、そのようなファイバの使用に関連する主たる欠点は、２つのコア内の信号の励振および検出の双方が、それらの小さい寸法により、またそれらが互いに比較的に接近して配置されている事実により、困難なことである。ツインコアを有するファイバにおける典型的なコア半径は約３−４μｍであり、２つのコア間の典型的な距離はコア半径の数倍程度の大きさである。標準タイプのシングルコアを有する光ファイバと、ツインコアを有するファイバとの間、およびツインコアを有する２つのファイバの間の、突合せ接続を従来の接続方法により得ることは不可能である。
この問題を克服するために用いられる方法は、大形で強力な光学的要素およびレンズを用いてコアへ入来する光を集束させることである。しかし、そのような方法は、光の導入における高損失（７−8dB）を欠点とし、それが、例えば大形の光学的部品の実用中における不十分な安定性による該部品の使用の不便さと共に、それらの方法を実用において不便なものとする。
ここで参照して、その内容を本願に取り込むこととする、スウェーデン特許SE−C2  500  874、「光PMファイバのアラインメントおよび接続（Alignment  of  and  splicing  optical  PM−fibers）」には、光PMファイバに対し、どのようにしてその縦軸に沿った所定の角アラインメントを与えうるか、２つの光PMファイバの間に良好な接続を設けるのに、このアラインメントをどのように用いうるか、が開示されている。決定においては、ファイバが光により照明されて、その時レンズの効果が観察され、すなわち、ファイバを通過する光の光強度が決定される。その時、ファイバの軸に垂直な方向における光強度曲線は一般に最大値を有し、それは、その光ファイバのコアに、または中心領域に対応する。この最大値の外側には、低い光強度を有する領域が存在するが、前記線上において光強度はなおかなり一定でありうる。レンズの効果は、高い光強度を有する中央領域と、その最も近くに位置する領域との間の対比によって構成される。アラインメントのためにファイバは、レンズ効果が最大または最小になるように回転せしめられる。
これもまたここで参照して、その内容を本願に取り込むこととする、公開国際特許出願WO−A1  95/14945、「光学的、軸非対称およびアラインメントを有する光ファイバ間の角オフセットの決定およびそのようなファイバの接続（Determination  of  angular  offset  between  optical  fibers  having  optical,axial  asymmerty  and  alignment  and  splicing  of  such  fibers）」においては、例えば、ツインコアを有するファイバを互いに接続するために、それらのファイバの縦方向に垂直な方向において捕獲された光強度曲線の、正確な評価プロージャを有する画像解析が用いられている。
要約
本発明は、利用可能な自動ファイバ接続機において適用されるべき最少数の特殊装置を用い、ツインコア光ファイバを標準光ファイバに、一方のコアを標準ファイバのコアにアラインさせることにより、簡単に接続する方法および装置を提供することを目的とする。
この目的は本発明により達成され、本発明の範囲および特徴は、添付の請求の範囲に記載されている。
第12図を参照すると、ツインコア3'を含む光ファイバ1'を、シングルコア３を有する標準タイプの対応する光ファイバ１に接続する場合、ツインコアファイバのコアは、ツインコアファイバのこのコア内の光が標準ファイバ内においても伝搬し、またはその逆も行われうるように、通常のファイバのコアとアラインせしめられるべきである。この位置において、ツインコアファイバの２つのコア3'を通って広がる平面内における、両ファイバの外面間のオフセットΔ１およびΔ２は、
Δ１＝（ｄ−（D2−D1））/2およびΔ２＝（ｄ＋（D1−D2））/2
により与えられる。ただし、D1は標準ファイバの外径であり、D2はツインコアファイバの外径であり、ｄはツインコアファイバの両コア間の距離である。もし両ファイバが、例えば、ある適切な波長の光の単一モード伝搬用として意図された、同じ基本タイプのものであれば、それらはほぼ同じ外径を有するものと仮定でき、すなわちD1＝D2であり、かつΔ１＝Δ２＝d/2、すなわち一方のファイバのコア内の光が他方のファイバのコアに対して良好な結合を行うためには前記平面内のオフセットがツインファイバコア間の距離の半分であるべきである。もちろんこれは、完全な円筒形の表面と、対称に配置されたツインコアと、中央に配置されたシングルコアと、を有する理想的な場合に対してのみ正確に成立する。
ツインコアファイバのコア間の距離ｄは、両ファイバ間における対称的なテスト接続を行うことにより、かつこの接続における、ツインコアファイバのコアと、シングルコアとの間の横方向のオフセットを決定することにより、決定されうる。そのためには、ツインコアファイバは、この位置における両コアを通る平面が所定の位置を得るような、その軸に沿っての角位置に配置されなければならない。そのためには、例えば、前に引用した国際特許出願WO−A1  95/14945による強度曲線の捕獲と、その中央ピークの高さの決定とが用いられる。例えば、第12図においては前記平面が観察方向に対して垂直になっているように、ツインコアファイバが、与えられた観察角に対して垂直、または平行な前記平面を有する時、ファイバの回転角の関数としてのこの高さは極値を有する。その時、標準ファイバは、この位置においてツインコアファイバに対して接続され、この観察方向から見たときの両ファイバ端部は互いに対向して配置されて、それらの軸はアラインされ、それらの外面は通常のように平行にされるが、これは、この観察方向から見たときの、両ファイバの外面または外縁を観察することによってのみ得られ、その時、これらの面は、第13図に見るように、互いに対して対称に配置されるので、両ファイバの外面間のオフセット（Δ1,Δ２）は等しい大きさとなり、かつ同じ符号を有する。この配置プロシージャの詳細は、例えば、1991年４月３日出願のスウェーデン特許出願SE−Ａ  9100978−７、「光ファイバの接続（Splicing  optical  fibers）」から得ることができ、この出願はここで参照して、その内容を本願に取り込むこととする。
実際には、光ファイバ用の従来の自動接続機が用いられうる。その時、ツインコアファイバは、例えばその両コアを垂直平面内に配置した位置に置かれうる。接続プロセス中、または完成した接続から、例えば、ツインコアファイバ内の上部コアとシングルコアとの横方向オフセットが決定される。これは、後に引用されるスウェーデン特許SE−Ｃ  469  200に記載されているように、接続が融接により行われる時、加熱状態におけるファイバ接続の画像、すなわちウォームファイバ（warm−fiber）画像を捕獲することにより行われうる。
その後直ちに、両ファイバが互いに接続された接続領域は除去され、両ファイバ端部は再び互いに接続されるが、今度は両ファイバの外面すなわち外側の適切な、計算されたオフセットをもって接続される。この際、このオフセットは、両ファイバが異なる直径を有する時は、上記の式により計算されて前に決定されたオフセット、すなわちオフセット値をいくぶん超えることができ、その場合、その超える量は両ファイバ端部相互の最終溶接における両ファイバ端部の横方向移動に関して選択される。この時、この計算および相互溶接は、後に引用されるスウェーデン特許出願SE−Ａ  9400781−２に開示されているようにして行われうる。
【図面の簡単な説明】
次に、説明の目的でのみ与えられ、本発明を制限する意図のものではない本発明の実施例を、添付図面を参照しつつ説明する。添付図面において、
−第1a図は、光源により照明されている標準タイプの光ファイバの概略図であり、第1b図は、光がこのファイバを通過し終わった時の光強度を示す曲線であり、
−第2a図および第2b図は、ツインコアを有する光ファイバの、入射光線の方向に対する２つのコアの第１オリエンテーションにおける、第1a図および第1b図と同様の図および曲線であり、
−第3a図および第3b図は、入射光線の方向に対する２つのコアの第２オリエンテーションにおける、第2a図および第2b図と同様の図および曲線であり、
−第４図は、ツインコアを有するファイバにおける、またシングルコアを有するファイバにおける、回転角の関数としての相対的中心光強度が与えられているスクリーン画像であり、
−第５図は、光ファイバの接続用装置における光ビーム経路および電極を示す概略図であり、
−第６図は、光ファイバの接続用装置の、部分的にブロック図として示された概略図であり、
−第７図は、シングルコアを有するファイバの、ツインコアファイバへの溶接において行われるさまざまな操作ステップのフローチャートであり、
−第８図は、所望のオフセットの決定のために、溶接ステップの前に捕獲されたスクリーン画像の写真であり、
−第９図は、所望のオフセットの決定のために、溶接ステップ中に捕獲されたスクリーン画像の写真であり、
−第10図は、両ファイバ端部の最終相互溶接中に捕獲されたスクリーン画像の写真であり、
−第11図は、最終相互溶接の後に捕獲されたスクリーン画像の写真であり、
−第12図および第13図は、互いに隣接して配置された両ファイバ端部の概略断面図である。
詳細な説明
第1a図、第2a図、および第3a図には、（図で見て上から来る）平行な光ビームが、コア３を有する標準タイプ、および２つのコア3'を有するタイプ、のそれぞれの光ファイバ１、1'を通過する時の、光ビーム経路が概略的に示されており、そこでは、後者のタイプのものは、その縦軸７の回りの２つの異なるオリエンテーションへ回転せしめられている。光ファイバ１、1'は、コア３、3'を包囲する、本質的に円筒形の外面を有するクラッドまたはクラッディング５を有する。標準ファイバ１のシングルコア３は、クラッド５の内部にほぼ対称に、すなわちほぼそれに対して同心的に、従って、コア３およびクラッドの縦軸７がほぼ一致するように、配置されている。ツインコアファイバ1'のコア3'は、通常標準ファイバのコア３とほぼ同じ直径を有するものと仮定でき、それらはファイバの断面で見る時、ファイバ3'の縦軸７に関し、互いに多少とも正確に全く反対側に位置する場所に配置され、すなわちそれらは、ほぼファイバ1'の縦軸７を通る平面８内に、かつ該ファイバの縦軸７に関して対称に配置されている。
シングルコアを有する標準タイプのファイバを、ツインコアを有する光ファイバのコアの１つに接続する時、接続されるべき２つのファイバ端部のコアの端面は、ツインコアファイバの１端部における１つのファイバコアから、標準ファイバの１端部のファイバコアへの光の伝送を最大化するために、互いに対向して配置されるべきである。
第1b図、第2b図、および第3b図には、ファイバ１、1'を通過し終わった光の強度曲線が示されており、これらの強度曲線は、平行な入射光ビームに対して垂直、かつ光ファイバの縦軸７に対して垂直な方向に沿ってとられたものである。さらに、前記曲線は、ファイバのクラッド５により形成される円柱レンズの焦線をほぼ通って延長する線に沿って捕獲されたものである。第1b図に示されているように、例えば単一モード形の、シングルコア３を有する標準ファイバ１に対しては、ファイバの縦軸７に対応するかなり高い中央ピーク９と、このピークの隣の比較的に一定した低い光強度を有する領域10と、が得られる。低い光強度を有するこれらの領域10の外側には、ファイバを通り越した、基本的にその影響を受けない種類の光から成る、一定のもっと高い強度を有する領域が存在する。これらの領域への移行部はこの場合、光の入射方向に見る時、ファイバの外側または外面に対応し、これら外部領域へのちょうど境界または移行部は、横断方向すなわち横方向におけるファイバの位置決めに用いうるが、以下を参照されたい。
第2a図には、内部にファイバコア3'が配置されているツインコア光ファイバ1'のオリエンテーションが示されており、そこでは、ファイバコア3'の双方は、入射ビームの方向にアラインして対称に配置されている。コア3'へ入射する光線は、ファイバの他の側において、すなわち光線がファイバ1'を通過した後に、観察されうる光強度に顕著には寄与しない。すなわち、光線のこれらの領域への入射中、またこれらの領域からの射出中、および反射において、光線のファイバコアの表面への偏向が起こる。上述のように、円柱体は平行な入射光線に対し、光ファイバのレンズ効果とも呼ばれる集束効果を有するので、対応する焦点において光強度は増加し、それは第2b図に示されているように、光強度曲線において、中央の極めて高くはないピーク９として示される。
第3a図においては、光ファイバ1'のオリエンテーションは、代わりに、２つのコア3'が本質的に、平行な入射ビームの方向に対して垂直な、光ファイバ1'の直径８に沿って配置されるようになっている。この図からわかるように、この場合は、ある外部入射光線が実際に、コア3'の干渉効果により、光ファイバの通過を阻止されるが、ファイバ軸７の隣に、これに近く位置する方向から来る中央光線はそれを通過する。かなりの量までが中央光線により形成され、第3b図に示されている対応する光強度曲線は、中心ピーク９を有し、それはこの場合、第2b図の曲線と比較するとかなり大きい高さを有する。
光ファイバ１、1'の、その縦軸の回りの連続的な回転において、それぞれの角位置に対し、第1b図、第2b図、および第3b図に示されているタイプの曲線が得られ、それらにおいて中心の強度ピーク９は、該曲線の隣接部分の上方に変化する高さｈを有する。ツインコアファイバ1'に対して、第2b図および第3b図は、２つの極端な場合の曲線を示しており、それゆえツインコアファイバの他の回転位置においては、これらの図に示されている両曲線における高さの値ｈの間の範囲内にある高さの値が得られる。これらの曲線の全てにおいて、上述のようにして決定される、光強度曲線の中心ピーク９と、直接取り巻いている部分10との間の高さの差を構成するこの値ｈは、ファイバ１、1'の回転のさまざまな角位置において決定される。
この値ｈは、光ファイバ１、1'のさまざまな角位置に対して、例えば、10゜毎に対して決定される。そのように決定される高さの値ｈを有する曲線は、後述される自動接続装置により計算され、そのモニタにより示されるスクリーン画像の、第４図の写真から明らかになる。第４図の頂部には、さまざまな回転位置におけるツインコアファイバに対する値ｈが、従って輝点によって示され、第４図の底部には、シングルコアを有するファイバに対する対応する高さの値が示されている。底部の値は、この場合のファイバが本質的に回転対称であるために、さまざまな回転に対してかなり一定しているが、もちろん円形および同心位置からのいくらかの小さい偏差を有するので、それがさまざまな回転角における値の小さい変化を与える。しかし、ツインコアファイバに対する値は、角位置が異なると大きく変化し、第2a図および第3b図のファイバ位置に対応して極端な値を有する。特に、ツインコアファイバに対する値ｈは、製造および設計が異なると、例えば、２つのコア3'の間の距離、その直径、屈折率の勾配、などに依存して、また大きい相違を示す。
第５図には、標準タイプの光ファイバ用の市販の接続装置内の本質的な光学部品が示されており、シングルコアを有する標準ファイバ１と、ツインコアファイバ1'とが、該装置内に取付けられている。２つの光源11は、それぞれが互いに垂直な方向であるｘおよびｙ方向をもって、光ファイバ１、1'の端部領域に到達する光ビームを発射するように配置されている。両ファイバを通過する光ビームは、ミラー13によって偏向せしめられ、ビームスプリッタ15により１つの単一平行ビームに集束せしめられる。このようにして得られた、この単一平行ビームは、モニタ19に接続されたCCD形ビデオカメラ17の感光素子に入射する。図示されていないレンズ系は、鮮明な再生を得るために前記光ビームのさまざまな位置に配置されうる。
第６図には、２つの光ファイバを接続するためのそのような装置の機械的および電子的部品が示されている。この装置は基本的には、両ファイバを一定の角位置に配置する装置を追加された、従来の光ファイバ用自動接続装置であり、決定された光強度曲線を解析する特殊なルーチンを有する。
接続されるべき２つの光ファイバ１、1'は、それらの端部を特殊な保持器27内に配置され、両ファイバは該保持器によりそれらの縦軸の回りに回転せしめられうる。これらの保持器27はさらに、接続機の従来のファイバ端部用アラインメント支持器29上に配置されている。さらに、ファイバ支持器29は、駆動モータ31により、第４図のランプ11からの２つの光ビームにより示されている方向と同じ、垂直なｘおよびｙ方向において、また、両ファイバの縦方向において、互いに対して操作され、前記モータは、プロセッサ論理モジュール33内の論理回路およびソフトウェアにより制御される。ランプ11は、プロセッサ論理装置33の、それら自身のドライバ回路35により起動される。両ファイバ端部が置かれるべき位置に尖端を有する両溶接電極25は、プロセッサ論理装置33により制御されるそれらのドライバ回路37により付勢される。ビデオカメラ17は、両ファイバ端部の画像を捕獲し、対応するビデオ信号を、ビデオインタフェース41を経て、画像処理および画像解析モジュール43へ供給する。このモジュール43における画像処理および画像解析の結果は、プロセッサ論理モジュール33へ送られ、その結果はモニタ19上に示されうる。また、ビデオカメラ39により捕獲された、両ファイバの端部領域の直接に得られた画像も、モニタ19上に示されうる。
２つの光ファイバの測定および可能な接続において、それらの光ファイバは端部を回転可能な保持器27内に置いて配置されるので、両ファイバは互いに平行に、かつ対向してアラインされる。プロセッサ論理モジュール33による従来の制御により、２つのファイバは、両ファイバの縦軸に対する横方向において互いにアラインされ、それらの端面もまた互いに接近して配置される。その時、両ファイバの端部領域の画像はモニタ19上に示され、画像処理および画像解析モジュール43により、第1b図、第2b図、および第3b図の曲線に対応する曲線もまた、互いに等間隔をなし且つ計画された接続のそれぞれの側にあるファイバの縦方向に対して垂直な、いくつかの異なる直線において決定される。
回転可能な保持器27のノブ47を操作することにより、両ファイバの回転角は最初の位置から変化せしめられるので、前記曲線は、完全な１回転にわたる等間隔の角度値において、例えば、前に示唆したように10゜毎において、捕獲される。ある角位置における光強度プロファイルの高さｈが、前記曲線の自動解析により決定されて、その中心ピークの高さが決定され、次にいくつかのそれらの高さの平均が計算される。その時、それぞれのファイバ端部における対応する数値が、モニタ19上に連続的に示されうる。両ファイバが操作ノブ47により回転せしめられる時、両ファイバを観察可能ならしめるために、なお両ファイバの位置を調節する必要がありえ、これは前と同様に、保持器29用の制御モータ31を付勢することにより、プロセッサ論理モジュール33の自動アラインメント制御によって行われる。
第７図には、ツインコアファイバを、シングルコアを有する標準タイプの光ファイバに接続する方法が、ブロック図によって示されており、その場合接続は、ツインコアファイバのコアの、標準タイプファイバのコアとのアラインメントにより行われるので、通常の場合、得られる接続は満足できる低い減衰を示す。このプロシージャは、ステップ701において、上述のように、光ファイバ１および1'のファイバ端部をそれぞれ、自動接続装置のファイバ保持器27内へ挿入することにより開始される。次にこの装置は、図示されていないある適切な操作キーまたは類似装置を操作することにより起動され、それによって、プロセッサ論理部33内に存在するプログラムの実行が開始される。この直後に、例えばまず２つの光源11が点灯され、ｘおよびｙ方向へ光ビームを発射する。ステップ705においては、両ファイバに関する横方向の粗いアラインメント、すなわちｘおよびｙ方向における両ファイバのアラインメント、が従来のようにして行われ、さらに、両ファイバ端部の端面が、両電極25の尖端間の中央で、互いに接近した位置まで持って行かれる。このステップにおいて、画像が捕獲され、両ファイバ端部が十分に清浄化されていること、および両ファイバ端部の外面上に残留粒子がないこと、を確かめるために、画像処理および画像解析部43により自動的に解析される。もし塵の粒子が存在すれば、モニタ上へ適切なメッセージを示すことができ、プロシージャは、両ファイバ端部が清浄化されて再び保持器内に配置されるまで停止される。
そのほか、両端面が両ファイバ端部の縦方向に対して直角に、または少なくとも直角に極めて近い角に、配置されていることを確かめるために、この位置において得られた画像がステップ707において解析される。ここでは、モニタ19上に現れた両ファイバ端部の縦方向、すなわち両ファイバ端部の外面が、画像内において十分水平に配置されていること、すなわちそれらが特に第５図のモニタ19上のスクリーン画像に現れる位置を有すること、もチェックされる。もしこれらのさまざまなチェックが否定的な結果を与えれば、モニタ上へある適切なメッセージが示され、その結果操作者は、もっと垂直な方向に配置された切断面を得るために、ファイバ端部を解放して再び該端部の切断を行うなどの、適正な手段をとりうる。
第1b図、第2b図、第3b図、および第４図に示されているタイプの曲線が捕獲されるようになった後、そのために両ファイバ端部相互の正確な横方向のアラインメントが、ステップ709において行われ−その時、両ファイバの外面の位置を表す、捕獲された画像内の前述の移行位置が用いられ−さらに、プロセッサ論理装置が、ビデオカメラ17により捕獲された画像の画像解析の同時的画像処理中に、駆動モータ31に対するドライバ回路へ適切な信号を供給する方法により、両ファイバ端部の端面を互いに隣接させて、それらを互いに溶接するために適する位置に配置する。従来のように、この位置決めは、連続的画像解析と、該画像解析の結果のプロセッサ論理装置33への帰還と、を経ての帰還制御により行われ、該論理装置33は、正確なアラインメントを得るためにドライバ回路31を制御する。その時、両ファイバ端部の端面は、両電極25の端部間の中央に正確に配置されることになる。次に、ステップ711においては、最大のレンズ効果が得られるように、すなわち中心縦方向領域にできるだけ大きい光強度が得られるように、再集束が行われる。それは、ビデオカメラ17に属する図示されていない主レンズを移動させることにより行われる。この後、少なくともツインコアファイバの端部が、適切な等しい大きさ、例えば10゜の大きさのステップでその縦軸の回りに回転せしめられる。ステップ713が行われ、それによって第４図に示されているタイプの曲線が捕獲される。ツインコアファイバは、２重軸対称を有するものと仮定されうるので、完全な１回転の半分、すなわち180゜に対応する曲線のみが必要とされる。しかし、より良い意義の測定を行うためには、好ましくは完全な１回転に対する曲線が得られる。
この後、ステップ715においては、ツインコアを有するファイバ1'が、第2a図および第５図に示されている位置まで回転せしめられ、そこでｘ方向において見た時の、さまざまな回転角における捕獲曲線の評価により決定された、光強度曲線において高さｈの最大値が得られる。この後、アラインメントは、両ファイバ端部の外面、すなわちクラッド５の外面、に関してのみ行われるべきであり、そのために、ステップ717において、ビデオカメラ17上に得られる画像の集束が、再びビデオカメラ用レンズ系を制御することにより調節され、それによってこれらの外面は、ビデオカメラ17の感光面上に鮮明に再生される。
もしここで、ツインコアを有するファイバ1'が未知の、すなわち新しいタイプのものならば、その２つのコア3'間の距離はなんらかの方法で測定、すなわち決定されなければならない。すなわち、この場合は、接続機のプロセッサ論理モジュール33内には、そのようなデータは記憶されていない。現在この場合であるという判断は、ブロック719において行われ、従って、もしツインコアを有するファイバ1'に対するそのようなデータが記憶されていなければ、ブロック709におけるように、ステップ721において両ファイバ端部のクラッドの外面の精密アラインメントが行われ、また縦方向における正確なアラインメントも行われ、それにより、両ファイバ端部の端面は、両電極35の尖端間の中央の、互いに溶接される位置に配置される。第８図には、捕獲されたこのステップのスクリーン画像が示されている。
この後、ブロック723に示されているように、両ファイバは通常のようにして、例えば、スウェーデン特許SE−Ｃ  469  200、「光ファイバを接続し、２つの光ファイバの接続における損失／減衰を決定する方法および装置（Method  and  device  for  splicing  optical  fibers  and  determining  the  loss/attenuation  in  ａ  splice  of  two  optical  fibers）」に記載されているように互いに溶接されるが、前記特許はここで参照することにより、その内容を本願に取り込むこととする。この特許からも明らかなように、溶接プロセス中における２つのファイバ間の接続の画像は捕獲することができ、この画像から、考えられた方向における、両ファイバコアの互いに対する横方向オフセットが明らかになる。これは、ステップ725において画像解析モジュール43により行われる。ブロック727においては、その方法で、この場合ツインコアファイバ1'の上部コアと、標準ファイバ１のシングルコアとの間で決定された、横方向オフセットの値が、プロセッサ論理部33のメモリ内に記憶され、正しい接続が同じファイバまたはファイバタイプ間で行われるべき時に用いられる。溶接プロセス中において加熱状態にある両ファイバ端部の捕獲された画像もまたメモリ内に記憶され、この画像は、両ファイバコア間のオフセットの数値と共にモニタ19上に示される。この後、ブロック729においてこのプロシージャは終了し、装置は、ランプ、ドライバ回路、などと共にターンオフされる。
このようにして、両クラッドが互いにアラインされた時、ツインコアファイバ1'のコアと、標準ファイバ１のコアと、の間における横方向オフセットの標準値がここで決定され終わり、ツインコアファイバのセットされた回転角においては、このファイバが常に、１つのコアを最高部に、他のコアを垂直下方に位置せしめる同じ姿勢で配置されるものと仮定されうるので、前記値は、ツインコアファイバの２つのコア間の距離の半分と本質的に等価である。もし同じファイバがここで、ツインコアファイバの上部ファイバコアと、標準ファイバのコアとの間のアラインメントにより、正しく接続されるべきであれば、前に行われた接続の領域と、それに隣接する両ファイバ端部の領域とは、両ファイバを適切な位置で切断し、かつそれらの端部を接続のための通常の仕方で準備することにより、除去されるべきである。
次に、第７図のフローチャートによりプロシージャが再び開始され、ステップ701からステップ719までは、上述と同様に実行される。ステップ719においては、今度は代わりにツインコアファイバに対するデータ値が記憶されていることが見出され、従ってこの場合は、ブロック719の後にブロック731が行われる。このブロックにおいては、ブロック721と比較すると、両ファイバ端部がここで互いに対し所定の計算された適切なオフセットをもって配置されるように、ｘおよびｙ方向における横方向の精密アラインメントが行われる。この時このオフセットは、記憶されているオフセット値をいくぶん超える。さらに、縦方向における両ファイバ端部の位置決めが、それらの端面が両電極25の尖端間の中央に、互いに接近して配置されるように行われる。その後直ちに、ブロック733において、ブロック727において記憶された、両ファイバコア間の前に決定されたオフセットが、両ファイバの外面の連続的な観察により得られるよう、関接的チェックのもとに両ファイバ端部の相互溶接が行われるので、両外面のオフセットの値は、記憶されているオフセット値に一致することになる。ブロック731および733における、アラインメントのための適切な初期値の計算と、加熱および相互溶接中における連続的アラインメント自体とは、1994年３月８日出願のスウェーデン特許出願SE−Ａ  9400781−２、「光ファイバの制御された接続（Controlled  splicing  of  optical  fibers）」に記載されているようにして有利に行われ、該出願はここで参照することにより、その内容が本願に取り込まれている。
さらに、ブロック727におけるように、ちょうど溶接プロセス中における接続の画像が捕獲され、前に引用したスウェーデン特許SE−Ｃ  469  200に記載されているように、その画像は、前記上部ファイバコアと、標準ファイバのコアとの間の、画像におけるありうるオフセットの評価により、得られた接続における損失を評価するために、画像処理および画像解析部43により自動的に解析される。加熱状態において捕獲された両ファイバ端部の画像もまた記憶されて、第10図の写真に見られるようにモニタ19上に示されるが、これから両ファイバコアのアラインメントが明らかとなる。ブロック737においては、第11図に見られるように、ファイバ接続における損失の、評価された数値がモニタ19上に示され、また冷却状態におけるファイバ接続の画像も示され、そこには、両ファイバクラッドの外面のオフセットが明瞭に現れる。両ファイバ端部の中央の輝線はファイバコアを示すものではなく、レンズ効果の中心ピーク９に対応するものであり、第1b図、第2b図、および第3b図を参照されたい。次にプロシージャは終了し、ブロック729が上述のように行われる。
【図１】
0003654904.tif 000002
【図２】
0003654904.tif 000003
【図３】
0003654904.tif 000004
【図４】
0003654904.tif 000005
【図１２】
0003654904.tif 000006
【図１３】
0003654904.tif 000007
【図５】
0003654904.tif 000008
【図６】
0003654904.tif 000009
【図７】
0003654904.tif 000010
【図８】
0003654904.tif 000011
【図９】
0003654904.tif 000012
【図１０】
0003654904.tif 000013
【図１２】
0003654904.tif 000014