(57)【要約】  光ファイバの端面を処理するためのシステムは、複数の電極ヘッドを備える。複数の電極ヘッドは、それぞれ、１つの極性を有する板状電極（１１）と、他の極性を有し、板状電極に面するチップ電極（１２）のセットとを備える。チップ電極のセットは、平行に配置された複数のチップ電極を備える。放電時に複数のチップ電極と板状電極との間に放電アーク領域（１３）を発生させて、放電アーク領域内で方向付けされた光ファイバ（５０）の端部を処理する。チップ電極および板状電極を放電することにより、光ファイバの端面をアーク領域で均一かつ柔軟に処理することができる。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極ヘッド（１）を備える、光ファイバ（５０）の端面を処理するためのシステムであって、
前記複数の電極ヘッド（１）のそれぞれが、１つのタイプの極性を有する板状電極（１１）と、他のタイプの極性を有し、かつ前記板状電極に面するチップ電極（１２）のセットとを備えており、
前記チップ電極（１２）のセットが、平行に配置された複数のチップ電極（１２）を備え、
放電時に前記複数のチップ電極（１２）と前記板状電極（１１）との間に放電アーク領域（１３）を発生させて、前記放電アーク領域（１３）に配置された前記光ファイバ（５０）の端部を処理するシステム。
【請求項２】
前記チップ電極（１２）のセットにおける前記複数のチップ電極が、所定の場所に固定されるように構成された固定参照電極（１２１）と、前記固定参照電極（１２１）に対して可動であるように構成された少なくとも１つの可動電極（１２２、１２３、１２４）とを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記板状電極（１１）が前記固定参照電極（１２１）に対して可動であるように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
貫通孔（１１１）が前記板状電極（１１）に形成され、
前記貫通孔を通って前記光ファイバが前記放電アーク領域（１３）に供給される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記システムが、少なくとも１つの搬送ユニット（２）をさらに備えており、
前記搬送ユニット（２）は、それぞれ、前記光ファイバ（５０）の１つを前記放電アーク領域（１３）に種々の方向で搬送するように構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記搬送ユニットのそれぞれが、前記光ファイバ（５０）を保持するための保持通路（２２）が形成される把持機構（２１）を備え、
前記保持通路（２２）が略Ｖ字型の横断面を有する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記システムが、複数の第１のドライバをさらに備えており、
前記複数の第１のドライバは、それぞれ、前記把持機構（２１）に係合して、前記放電アーク領域（１３）内での前記光ファイバ（５０）の並進運動、回転、または傾斜を制御するように構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記システムが、複数の第２のドライバをさらに備えており、
前記複数の第２のドライバは、それぞれ、前記固定参照電極（１２１）に対して前記チップ電極（１２）に平行な方向に移動するよう前記板状電極（１１）のそれぞれを駆動するように構成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムが、複数の第３のドライバをさらに備えており、
前記複数の第３のドライバは、それぞれ、前記固定参照電極（１２１）に対して移動するよう前記可動電極（１２２、１２３または１２４）のそれぞれを駆動するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムが、複数の撮像ユニットをさらに備えており、
前記複数の撮像ユニットは、それぞれ、前記板状電極（１１），前記チップ電極（１２），および前記光ファイバ（５０）の位置の画像を捕捉するように構成される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムが、コンピュータユニットをさらに備えており、
前記コンピュータユニットは、前記捕捉された画像に基づいて前記第１のドライバ，前記第２のドライバ，および前記第３のドライバの少なくとも１つを作動させて、前記光ファイバ，前記板状電極，および前記チップ電極の少なくとも１つの位置、ならびに前記光ファイバの姿勢を変化させるように構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記板状電極、前記チップ電極のセット、前記第２のドライバ、および前記第３のドライバが、前記電極ヘッドに組み込まれる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記チップ電極が非対称形の針型電極である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステムを用いて光ファイバの端面を処理する方法であって、
前記方法が、
複数の光ファイバ（５０）をそれぞれの放電アーク領域（１３）に搬送するステップと、
前記板状電極（１１）および前記チップ電極（１２）のセットを放電するように制御して、放電アークを発生させて前記放電アーク領域（１３）に配置された前記光ファイバ（５０）の端部を処理するステップとを含む、方法。
【請求項１５】
前記放電アークの発生中に、前記板状電極の前記貫通孔を通して誘電媒体を前記放電アーク領域（１３）に供給して、前記放電アークのパターンを変更およびガイドするステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記放電アークの発生中に、前記板状電極の表面を誘電媒体で覆って、前記放電アークのパターンを変更およびガイドするステップをさらに含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年１１月９日に中国国家知識産権局に提出された中国特許出願第２０１２１０４４５７６３．８号の利益を主張する。当該中国特許出願の開示全体が、参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、光ファイバの端面を処理するためのシステムに関し、より詳細には、電極放電デバイスを用いて光ファイバの端面を処理するためのシステム、および光ファイバの端面を処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
先行技術では、表面放電処理の方法によって金属の表面に耐食減摩被覆をめっきするための表面処理解決法が提案されている。例えば、図１は、電極放電に基づく先行技術の表面処理解決法の例証的原理図である。図１に示すように、チップ電極２０１が、接地端子として作用する、処理される金属加工物２０２に面して配置される。チップ電極２０１は、金属加工物２０２へのめっき、はんだ付け、表面切削等の種々の処理を実施することができる。
【０００４】
例えば、中国特許第１１０６９０２Ｃ号は、改質材料または原材料から作られた電極と処理される材料としての金属との間に電圧を印加して、表面放電を発生させ、金属の表面に改質層を形成する表面放電処理デバイスを開示している。互いに電気的に絶縁された複数の電極がそれぞれの特別な電源に接続されて、それぞれの電極に放電パルスを供給する。
【０００５】
図２は、先行技術の例による、電極放電に基づいて２つの光ファイバを接合する例証的原理図である。
【０００６】
図２に示すように、一対のチップ電極３０１、３０２が互いに対向して位置決めされる。２つの光ファイバが、一対のチップ電極３０１、３０２間の放電アーク領域に配置され、放電アーク領域で発生した放電アークによって共に接合される。しかしながら、このような電極構成によれば、より高い電流が電極内に必要であり、電極は大量の電力を消費する。
【０００７】
先行技術では、２つの光ファイバの光学的接続を少ない挿入消費により達成するために、光ファイバの端面が、機械的研削方法における複数回の研削処理によって手動で処理される。光ファイバの接合中、光ファイバの端部を処理するために研削機を使用する必要がある。しかしながら、研削機は体積が大きく、光ファイバを接合する現場においてユーザにより取り付けられるように構成されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記欠点の少なくとも１つの態様を克服または軽減するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、複数のチップ電極と板状電極との間で発生する放電アークによって光ファイバの端面（非金属材料の表面）が処理され、それゆえ光ファイバの端面を均一かつ柔軟に処理することができる、光ファイバの端面を処理するためのシステムおよび方法を提供することである。
【００１０】
本発明の態様によれば、複数の電極ヘッドを備える、光ファイバの端面処理システムが提供される。各電極ヘッドは、１つのタイプの極性を有する板状電極と、他のタイプの極性を有し、板状電極に面するチップ電極のセットとを備える。チップ電極のセットは、平行に配置された複数のチップ電極を備え、放電時に複数のチップ電極と板状電極との間に放電アーク領域を発生させて、放電アーク領域に配置された光ファイバの端部を処理する。
【００１１】
本発明による例示的な実施形態において、チップ電極のセットにおける複数のチップ電極は、ある場所に固定されるように構成された固定参照電極と、固定参照電極に対して可動であるように構成された少なくとも１つの可動電極とを備える。
【００１２】
本発明による別の例示的な実施形態において、板状電極は固定参照電極に対して可動であるように構成される。
【００１３】
本発明による別の例示的な実施形態において、貫通孔が板状電極に形成され、その貫通孔を通って光ファイバが放電アーク領域に供給される。
【００１４】
本発明による別の例示的な実施形態において、システムは、少なくとも１つの搬送ユニットをさらに備える。搬送ユニットは、光ファイバの１つを放電アーク領域に種々の方向で搬送するように各々構成される。搬送
【００１５】
本発明による別の例示的な実施形態において、各搬送ユニットが、光ファイバを保持するための保持通路が形成される把持機構を備え、保持通路が略Ｖ字型の横断面を有する。
【００１６】
本発明による別の例示的な実施形態において、システムが、複数の第１のドライバをさらに備える。第１のドライバは、把持機構に係合して、放電アーク領域内での光ファイバの並進運動、回転、または傾斜を制御するように各々構成される。
【００１７】
本発明による別の例示的な実施形態において、システムが、複数の第２のドライバをさらに備える。第２のドライバは、固定参照電極に対してチップ電極に平行な方向に移動するようそれぞれの板状電極を駆動するように各々構成される。
【００１８】
本発明による別の例示的な実施形態において、システムが、複数の第３のドライバをさらに備える。第３のドライバは、固定参照電極に対して移動するようそれぞれの可動電極を駆動するように各々構成される。
【００１９】
本発明による別の例示的な実施形態において、システムが、複数の撮像ユニットをさらに備える。撮像ユニットは、板状電極，チップ電極，光ファイバの位置の画像を捕捉するように各々構成される。
【００２０】
本発明による別の例示的な実施形態において、システムが、コンピュータユニットをさらに備える。コンピュータユニットは、捕捉された画像に基づいて第１のドライバ，第２のドライバ，および第３のドライバの少なくとも１つを作動させて、光ファイバ，板状電極，チップ電極の少なくとも１つの位置、ならびに光ファイバの姿勢を変化させるように構成される。
【００２１】
本発明による別の例示的な実施形態において、板状電極，チップ電極のセット，第２のドライバ，および第３のドライバが、電極ヘッドに組み込まれる。
【００２２】
本発明による別の例示的な実施形態において、チップ電極は非対称形の針型電極である。
【００２３】
本発明の別の態様によれば、前記システムを用いて光ファイバの端面を処理する方法が提供される。この方法は、複数の光ファイバをそれぞれの放電アーク領域に搬送するステップと、板状電極、およびチップ電極のセットとを放電するように制御して、放電アークを発生させて放電アーク領域に配置された光ファイバの端部を処理するステップとを含む。
【００２４】
本発明による例示的な実施形態において、方法が、放電アークの発生中に、板状電極の貫通孔を通して誘電媒体を放電アーク領域に供給して、放電アークのパターンを変更およびガイドするステップをさらに含む。
【００２５】
本発明による別の例示的な実施形態において、方法が、放電アークの発生中に、板状電極の表面を誘電媒体で覆って、放電アークのパターンを変更およびガイドするステップをさらに含む。
【００２６】
本発明の上記の実施形態による光ファイバの端面を処理するためのシステムおよび方法において、チップ電極および板状電極の放電によって光ファイバの端面が処理され、光ファイバの端面を均一かつ柔軟に処理することができ、電極の電力消費が少ない。
さらに、本発明の光ファイバの端面を処理するためのシステムは、小体積のプラズマ放電デバイスを採用して光ファイバの端面を処理するため、ユーザはプラズマ放電デバイスを現場で容易に取り付けることができる。
【００２７】
さらに、本発明による光ファイバの端面を処理するためのシステムおよび方法において、光ファイバの端面が放電アークにより自動的に処理されて、光ファイバのガラス表面が溶融して共に接合され、光ファイバの端面の微細なひびをなくし、光ファイバの端面の表面粗さを低減させ、光ファイバの端面の疲労強度を高め、光学的接続の耐用年数を増加させる。
【００２８】
以下の添付図面を参照しながら例示的な実施形態を詳細に説明することにより、本発明の上記した特徴およびその他の特徴がさらに明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】電極放電に基づく先行技術における表面処理解決法の例証的原理図である。
【図２】先行技術の例による、電極放電に基づいて２つの光ファイバを接合する例証的原理図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による、光ファイバの端面処理システムの例証的ブロック図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による、光ファイバの端面処理システムの例証的斜視図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による電極ユニットの配置を示す例証的斜視図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態による、光ファイバ搬送用の搬送ユニットを示す例証的斜視図である。
【図７】光ファイバの端面を種々の方法で処理するシステムに搬送された光ファイバを示す例証的原理図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態による、光ファイバが放電アーク領域に入る様子を示す例証的図である。
【図９】本発明の別の例示的な実施形態による、光ファイバが放電アーク領域に入る様子を示す例証的図である。
【図１０】本発明の光ファイバ端面処理用システムを用いて光ファイバの端面処理を行う方法の制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下で、添付図面を参照しながら、本開示の例示的な実施形態について詳細に説明する。図中、同一の参照符号は同一の要素を示す。しかしながら、本開示は、多くの異なる形で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとみなすべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的で完全なものであり、開示の概念を当業者に十分に伝えるように提供される。
【００３１】
図３〜図７に示すように、本発明の一般的な実施形態によれば、非金属材料の表面、例えば、光ファイバの端面処理システムが提供される。システムは複数の電極ヘッド１を備える。
各電極ヘッド１は、１つの極性（例えば、負極性）を有する板状電極１１と、他の極性（例えば、正極性）を有し、板状電極１１に面するチップ電極１２のセットとを備える。
チップ電極１２のセットは、平行に配置された複数のチップ電極を備える。複数のチップ電極および板状電極１１は、放電時にそれらの間に放電アーク領域１３を発生させて、放電アーク領域１３内に配置された光ファイバ５０の端部を処理するように構成される。例えば、板状電極１１とチップ電極１２のセットとの間に電圧が印加されると、放電アークがそれらの間の領域に発生して放電アーク領域１３を形成する。放電アーク領域１３内に配置された光ファイバ５０は、局所的に加熱され溶融されることにより端面からバリをなくし端面を滑らかにして、光ファイバの端面が別の光ファイバと接合されるように構成される。
このようにして、接合前の光ファイバの端面に対する従来の機械的研削処理が避けられ、接合効率が高まる。さらに、放電中に、大きな電気アークスポットが板状電極１１に発生し、板状電極１１の電流密度を低下させ、電極の電力消費を少なくする。
【００３２】
図５を参照すると、チップ電極１２のセットにおける複数のチップ電極は、ある場所に固定されるように構成された固定参照電極１２１と、固定参照電極１２１に対して可動であるように構成された３つの可動電極１２２、１２３、１２４とを備える。
各チップ電極１２は、非対称の針型または円錐型電極であってよい。さらに、板状電極１１は、固定参照電極１２１に対して可動であるように構成される。その結果、可動電極１２２、１２３、１２４の少なくとも１つを移動させることにより、放電アーク領域１３内の局所部分の温度を変化させることができる。よって、光ファイバの所望の表面構成および質を満たすために、必要に応じて光ファイバの端面を処理することができる。
本発明では、電極ヘッド１の板状電極１１とチップ電極１２のセットとが、光ファイバの端面を処理するための、小体積のプラズマ放電デバイスを構成する。したがって、ユーザはシステム全体を現場で容易に取り付けることができる。
【００３３】
本発明の別の実施形態による、光ファイバの端面処理システムにおいて、貫通孔１１１が板状電極１１に形成される。非金属材料、例えば、光ファイバ５０を、貫通孔１１１を通して放電アーク領域１３に供給することができる。また、誘電媒体を、貫通孔１１１を通して放電アーク領域１３に供給することができ、または板状電極の表面を誘電媒体で覆って放電アークのパターンを変更またはガイドし、非金属材料の所望の処理を達成することができる。
【００３４】
本発明の光ファイバの端面処理システムは、少なくとも１つの搬送ユニット２をさらに備える。搬送ユニット２は、光ファイバ５０の１つを放電アーク領域１３に種々の方向で搬送するように各々構成される。
ある実施形態では、各搬送ユニット２が把持機構２１を備える。図６に示すように、光ファイバ５０を保持するための保持通路２２が把持機構２１に形成され、保持通路２２は略Ｖ字型の横断面を有する。
図３に示すように、本発明の光ファイバの端面処理システムは、複数の第１のドライバをさらに備える。第１のドライバは、把持機構２１に係合して、放電アーク領域１３内での光ファイバ５０の並進運動，回転，または傾斜を制御するように各々構成される。把持機構２１は平板把持部であってよい。
【００３５】
図７〜図９は、光ファイバの端面を種々の方法で処理するためのシステムに搬送される、光ファイバを示す例証的原理図である。把持機構２１を制御することにより、（１）光ファイバ５０を、板状電極１１に形成された貫通孔１１１を通して、チップ電極に平行な方向で放電アーク領域１３に搬送することができ、または（２）チップ電極を通して、チップ電極に平行な方向で放電アーク領域１３に搬送することができ、または（３）チップ電極に垂直な方向で、チップ電極のセットと板状電極との間の放電アーク領域１３に搬送することができる。
あるいは、光ファイバ５０の軸方向が板状電極１１に対して傾斜角θを有する傾斜した方法で、光ファイバ５０を放電アーク領域１３に搬送することができる。光ファイバ５０を放電アーク領域１３に異なる位置、異なる方向、および異なる角度で搬送することができるため、放電アーク領域１３内での光ファイバの位置および姿勢を柔軟に制御することができ、光ファイバの端面を均一に処理することができ、または光ファイバの端面の特別な構成に到達することができる。
本発明では、搬送ユニットの把持機構２１が、処理される加工物（例えば、光ファイバ）の一部を、電極ヘッド１により発生する放電アーク領域１３に、並進運動，回転，または傾斜するように柔軟に搬送することができる。例えば、光ファイバに関して、把持機構２１は、放電アーク柱に平行もしくは垂直な方向で、または放電アーク柱に対してある傾斜角度で、光ファイバを放電アーク領域１３に搬送することができる。
【００３６】
本発明の光ファイバの端面処理システムは、複数の第２のドライバをさらに備える。第２のドライバは、チップ電極１２に平行な方向で固定参照電極１２１から離れるよう、または固定参照電極１２１側に移動するようそれぞれの板状電極１１を駆動するように各々構成される。
本発明の光ファイバの端面処理システムは、複数の第３のドライバをさらに備える。第３のドライバは、固定参照電極１２１に対して移動するようそれぞれの可動電極１２２、１２３、１２４を駆動するように各々構成される。
第３のドライバはそれぞれモータ（図示せず）を備え、各モータはそれぞれの可動電極１２２、１２３、１２４に電気的に接続されて、３次元座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向の少なくとも１つに移動するよう可動電極を駆動させる。例えば、図５に示すように、可動電極１２２をＸ軸方向に移動させることができ、可動電極１２３をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動させることができ、可動電極１２４をＺ軸方向に移動させることができる。
このようにして、板状電極１１、固定参照電極１２１および可動電極１２２、１２３、１２４のうちのいずれか２つの電極間の距離を、放電アーク領域１３内で光ファイバ５０を処理するための種々の要件に応じて調節することができる。電極のいずれか１つを、それぞれのドライバにより元の位置にリセットしてもよい。さらに、電極のいずれかを取り外し、交換し、メンテナンスすることができる。
【００３７】
図３に示すように、本発明の光ファイバの端面処理システムは、複数の撮像ユニット３をさらに備える。撮像ユニット３は、板状電極１１，チップ電極，および光ファイバ５０の位置の画像を捕捉するように各々構成される。特に、撮像ユニット３は、画像を捕捉するためのカメラ，カメラを支持し移動させるためのブラケット，画像捕捉領域を照明するための高光源，およびカメラにより捕捉された画像を記憶するための画像取得カードを備える。
【００３８】
本発明の光ファイバの端面処理システムは、コンピュータユニットをさらに備える。コンピュータユニットは、捕捉された画像に基づいて第１のドライバ，第２のドライバ，および第３のドライバの少なくとも１つを作動させて、光ファイバ５０，板状電極１１，およびチップ電極の少なくとも１つの位置を変化させ、または光ファイバ５０を並進運動，回転，もしくは傾斜させることによって光ファイバ５０の姿勢を調節するように構成される。
さらに、本発明の光ファイバの端面処理システムは、第１のコントローラと第２のコントローラとをさらに備える。コンピュータユニットは第１のコントローラおよび第２のコントローラと通信することができるため、第１のコントローラが第１の駆動回路を介して第１のドライバの動作を制御することができ、第２のコントローラが第２の駆動回路を介して第２のドライバおよび第３のドライバの動作を制御することができる。
コンピュータユニットは、システム全体の動作をリアルタイムでモニタリングするための一般的なモニタリングデバイスとして機能し、他のユニットおよびデバイスのためのデータ通信，変換，処理，記憶，および制御を行うことができる。
このようにして、コンピュータユニット，搬送ユニット，電極ヘッド，第１のコントローラ，および撮像ユニットが、非金属材料の表面を自動的に処理するためのシステムを構成する。
【００３９】
例えば、撮像ユニットでは、カメラが各電極の位置画像および処理される加工物（例えば、光ファイバの端面）の位置画像を捕捉する。画像記憶カードは、捕捉された画像を記憶し、捕捉された画像をデジタル画像に変換して、デジタル画像データをコンピュータユニットに転送する。そして、コンピュータユニットは、デジタル画像データを解析して比較し、処理される加工物と電極との相対位置を判定し、制御信号を出力する。制御信号は、シリアル通信により搬送ユニットの把持機構に送信されて、把持機構の位置を電極に対して調節することにより、処理される加工物の位置を調節する。
【００４０】
本発明の例示的な実施形態において、図４に示すように、板状電極、チップ電極のセット、第２のドライバおよび第３のドライバを電極ヘッド１に組み込むことができる。加えて、第２のコントローラおよび第２の駆動回路を制御ユニット４に組み込むことができる。電極ヘッド１は、正の電源ケーブル５１、負の電源ケーブル５２、および通信制御ケーブル５３を介して制御ユニット４に電気的に接続される。分布容量を小さくするために、正の電源ケーブル５１、負の電源ケーブル５２、および通信制御ケーブル５３は可撓性ケーブルであり、互いに間隔を置いて、または個々に配置されて、電極ヘッド１の電気特性および組立ての柔軟性を高める。
このようにして、電極ヘッド１は制御ユニット４から空間的に離れ、外部電極ヘッド１を用いて現場で非金属材料を処理する柔軟性を達成する。本発明の別の実施形態において、電極ヘッド１および制御ユニット４を一体部品として形成してもよい。
【００４１】
制御ユニット４は、パネル制御キー４１、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）４２、および電源プラグ４３をさらに備える。パネル制御キー４１およびＬＣＤ４２は、マンマシンインタフェースを構成する。パネル制御キー４１を操作することにより、放電電流強度、放電時間等の電極の制御パラメータを入力し調節して、例えば、電極により発生する放電アーク強度および放電時間を、制御ユニット４を用いて制御することができる。
さらに、パネル制御キー４１を操作することにより、板状電極１１および可動電極１２２，１２３，１２４の変位パラメータも入力し調節することができる。よって、制御ユニット４は、第１のコントローラおよび第２のコントローラを制御して３次元空間内で板状電極１１および可動電極１２２，１２３，１２４の位置を調節することができる。加えて、入力パラメータ、電極の位置、放電時間、放電アーク領域１３内での光ファイバ５０の位置および姿勢を、ＬＣＤ４２に表示することができる。
【００４２】
制御ユニット４は、シリアル通信によりコンピュータユニットと通信することができる。あるいは、制御ユニット４を個々の装置として動作させて、そのパネル制御キー４１および内部に埋め込まれたシングルチップマイクロコンピュータによりデータを変換し処理することができる。
【００４３】
また、搬送ユニットは、シリアル通信によりコンピュータユニットと通信することができる。あるいは、搬送ユニットの第１のコントローラを個々の装置として動作させて、そのパネル制御キー４１および内部に埋め込まれたシングルチップマイクロコンピュータによりデータを変換し処理することができる。第１のコントローラの制御パネルは、把持機構２１の動作をモニタリングするためのマンマシンインタフェースとして機能することができる。例えば、制御パネルによりパラメータを設定し、埋め込まれたシングルチップマイクロコンピュータによりデータを処理することにより、把持機構２１が、３次元座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向の少なくとも１つの方向に回転または移動する。
【００４４】
上記実施形態で説明した光ファイバの端面処理システムは、単一の電極ヘッド１のみを備えるが、本発明はこれに限定されない。本発明の光ファイバの端面処理システムは、例えば、２×１、２×２、３×２または３×３のアレイに配置された複数の電極ヘッドを備えることができ、複数の光ファイバ（加工物）を同時に処理できるようにする。
上記実施形態において、電極ヘッド１が１つの板状電極と４つのチップ電極とを備え、４つのチップ電極が板状電極側に同時に放電し得ると説明したが、本発明はこれに限定されない。チップ電極の数は４つに限定されず、３つ、５つ、６つまたはそれ以上でもよい。加えて、チップ電極は、コンピュータユニットの制御下で、異なるタイミングおよび異なるパルス電流で放電することができる。
【００４５】
自動制御システムとして、コンピュータユニットを用いて、搬送ユニットおよび電極ユニットの少なくとも１つが、シリアル通信接続によりコンピュータユニットと通信する。
【００４６】
本発明の別の態様の例示的な実施形態によれば、上記した光ファイバの端面処理システムを用いた光ファイバの端面処理方法が提供される。この方法は、複数の光ファイバ５０をそれぞれの放電アーク領域１３に搬送するステップと、板状電極１１およびチップ電極１２のセットを放電するように制御して、放電アークを発生させて放電アーク領域１３に配置された光ファイバ５０の端部を処理するステップとを含む。さらに、放電アークの発生中に、板状電極の貫通孔を通して誘電媒体を放電アーク領域１３に供給して、放電アークのパターンを変更およびガイドする。あるいは、放電アークの発生中に、板状電極の表面を誘電媒体で覆って、放電アークのパターンを変更およびガイドする。
【００４７】
図１０は、本発明の光ファイバの端面処理システムを用いて光ファイバの端面を処理する方法の制御フロー図である。
【００４８】
図１０に示すように、ステップＳ１００で、システムが初期化され始める。ステップＳ１１０で、個々の電極ユニットおよび個々の搬送ユニットがコンピュータユニットと正確に通信しているかどうかを判定する。ステップＳ１１０で判定結果が「いいえ」の場合には、制御フローはステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２で、電極ユニットまたは搬送ユニットを接続する必要があるかどうかを判定する。ステップＳ１１２で、電極ユニットおよび搬送ユニットの一方が接続されていないと判定された場合には、制御フローはＳ１１４に進む。ステップＳ１１４で、ユニットの動作パラメータの設定が完了するまで、ユニットの動作パラメータを手動で開始し設定する。
【００４９】
ステップＳ１１０で判定結果が「はい」の場合には、制御フローはステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０で、システムのデフォルトのパラメータを操作するかどうかを判定する。ステップＳ１２０で判定結果が「いいえ」の場合には、制御フローはステップＳ１２２に進んでシステムのパラメータを設定し、そうでない場合には、制御フローはステップＳ１３０に進む。
ステップＳ１３０では、加工物の位置を較正するかどうかを判定する。加工物の位置が較正された後、制御フローはステップＳ１４０に進む。ステップＳ１４０で、加工物（例えば、光ファイバの端面）および電極の位置をカメラにより取得する。電極ヘッド内での電極の位置パラメータおよび搬送ユニット内での加工物の位置パラメータが、コンピュータユニットに格納されたソフトウェアにより設定される。ソフトウェアインタフェースが正確に設定された後、加工物の位置の較正を始める。
【００５０】
ステップＳ１５０で、取得した画像を処理、解析、および判定し、判定結果が搬送ユニットの第１のコントローラおよび電極ヘッドの第２のコントローラに転送される。その後、ステップＳ１６０で、第１のコントローラおよび第２のコントローラにより第１のドライバ，第２のドライバ，および第３のドライバを制御して、電極および光ファイバの位置を調節する。
その後、ステップＳ１７０で、電極および光ファイバの位置が設定要件を満たしているかどうかを判定する。ステップＳ１７０で判定結果が「はい」である場合には、ステップＳ１８０で放電を開始するかどうかを判定する。
処理される加工物で放電動作を行う場合には、ステップＳ１８２で、放電により処理された加工物の画像情報を表示し、ソフトウェアにより、またはパネル制御キーを制御することにより、放電動作を繰り返すことができる。その後、ステップＳ１８４で、加工物を元の位置にリセットするかどうかを判定する。加工物をリセットする必要がある場合には、ステップＳ１８６で把持機構が元の点にリセットされ、加工物を取り出すように促す。これで、加工物の放電処理が終了する。
【００５１】
上記実施形態において、光ファイバの端面処理システムが円筒形光ファイバに適用されているが、本発明の光ファイバの端面処理システムをリボン状光ファイバに適用してもよい。すなわち、本発明の光ファイバは、円筒形光ファイバまたはリボン状光ファイバを備えることができる。
【００５２】
本発明の上記実施形態による光ファイバの端面処理システムは、自動装置に放電のための複数の電極を設ける。非金属材料の表面、特に微小光学デバイスの表面（例えば、円筒形光ファイバまたはリボン状光ファイバの端面）を処理するためにシステムが適用されるとき、処理された光ファイバの端面が非常に均一になり、繰り返し達成され得る。これにより、本発明のシステムによる光ファイバの処理された表面を、他の機械的処理によって処理する必要なく、他の光ファイバと直接接合することができる。
さらに、本発明のシステムは光ファイバの端面を柔軟に処理することができ、電極の電力消費を効果的に減少させることができる。
さらに、本発明の光ファイバの端面処理システムは、小体積のプラズマ放電デバイスを採用して光ファイバの端面を処理するため、ユーザがプラズマ放電デバイスを現場で容易に取り付けることができる。
【００５３】
さらに、本発明による光ファイバの端面を処理するためのシステムおよび方法において、光ファイバの端面が放電アークにより自動的に処理されて、光ファイバのガラス表面が溶融して共に接合され、光ファイバの端面の微細なひびをなくし、光ファイバの端面の表面粗さを低減させ、光ファイバの端面の疲労強度を高め、光学的接続の耐用年数を増加させる。
【００５４】
本発明による光ファイバの端面処理システムにおいて、撮像ユニットおよびコンピュータユニットを組み込むことにより、任意の２つの電極間の距離、放電アーク領域内で処理される加工物の位置および姿勢をある範囲内で自由に調節することができる。
【００５５】
当業者は、上記実施形態が例示のためのものであり限定的なものではないことを理解すべきである。例えば、当業者が上記実施形態に多くの修正を行うことができ、異なる実施形態に記載の種々の特徴を、構成または原理において矛盾することなく互いに自由に組み合わせることができるであろう。よって、本発明の技術的課題を克服しつつ、光ファイバの端面を処理するより多くの種類のシステムを達成することができる。
【００５６】
いくつかの例示的な実施形態について図示し説明したが、特許請求の範囲およびその均等物で定義された範囲の開示の原理および趣旨から逸脱することなく、種々の変更および修正をこれらの実施形態において行うことができることを当業者は理解するだろう。
【００５７】
本明細書で使用される場合、単数形で挙げられた要素および単語「ａ」または「ａｎ」に続く要素は、特に明記のない限り、複数の前記要素またはステップを排除しないものと理解すべきである。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、挙げられた特徴をも組み込んださらなる実施形態の存在を排除するものと解釈されるものではない。さらに、特に反する記載のない限り、特定の特性を持つ１つまたは複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を持たないさらなるこのような要素を含むことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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