[发明专利]光纤熔接器及估算由该光纤熔接器放电线束形状的方法

说明书

发明领域

本发明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，本发明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。

本发明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。