光波導線對接的方法和對接裝置的製作方法

2023-06-29 08:21:31

專利名稱：光波導線對接的方法和對接裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及到按照權利要求1前序部分的光波導線的對接方法和按照權利要求9前序部分的對接裝置。
為了連接在光學消息技術中使用愈來愈多的光波導線(玻璃纖維或聚合物纖維)已知兩種方法一種是將光波導線的端部粘在傳送的和標準化的插座上和另一種是將準備好的端面與唯一的光波導線對接。當對接光波導線時，將準備好端面的兩個光波導線固定在兩個夾持裝置上，然後夾持裝置與校準裝置可以移動，因此將端面相互很好地校準。校準之後一般是將兩個端部熱焊接。此時熱焊接是經過兩個電極之間的弧光放電進行的。
在US 4 506 947中已知一種方法，在其中用攝像機檢查兩個玻璃纖維相互間的校準，當用紫外光照射對接位置時，則得到玻璃纖維用鍺添加的芯子在可視波長範圍的光線。經過攝像機和後置的圖象處理單元將光線在顯示器上顯示。因此裝置的操作人員可以經過顯示器裝置和校準裝置將兩個玻璃纖維的芯子相互校準。不觀察對接過程的質量。
為了達到對接質量從一個到另一個光波導線的光線傳輸光學損失儘可能小，這在很大程度上取決於在對接裝置上的調整參數。放電電流也屬於這些參數，用放電電流將光波導線焊上。當最佳的光學校準和穩定的環境條件(空氣壓力、空氣溼度、溫度)時，人們用恆定的放電電流達到穩定的好的加熱。在環境條件變化，舊的或者髒的電極時，即使在恆定的放電電流光波導線的加熱也會改變，和因此對接質量也會變化。
在DE 196 17 388中用雷射對材料進行材料處理領域已知一種方法，對雷射激發的等離子體的溫度分布用攝像傳感器進行處理。等離子體對應於對接時的電弧放電，但是這種方法不能夠說明，在光波導線上的溫度分布本身和因此對接的質量。
因此本發明的任務是，與環境參數無關地自動調節對接過程的溫度。
此任務是通過具有權利要求1以及權利要求9特徵的開始敘述的方式方法和對接裝置解決的。
此外當加上預先調整的放電電流時測量被加熱的光波導線的實際強度分布，和與被存儲的參考強度分布進行比較。在下面將強度分布理解為位置分辨的(必要時附加波長分辨的)光波導線端部的圖象。當出現偏差時這樣改變放電電流，將獲得的實際強度分布至少接近被存儲的參考強度分布。因此產生與環境參數無關自動調節的放電電流，這樣對接過程導致了光波導線上均勻的溫度分布和因此導致了均勻的好的對接質量。
按照權利要求2用有利的方法將新求出的、已經匹配的放電電流對於未來的對接過程作為預先調整的放電電流進行存儲。
當使用彩色攝像機時，按照權利要求3可以波長分辨地存儲參考強度分布和在對接過程期間與波長分辨的實際強度分布進行比較，以便達到在光波導線上關於溫度分布的準確說明。
當使用黑白攝像機時，按照權利要求4用有利的方法將灰度值分配給強度分布。
按照權利要求5將此時求出的灰度值在兩個光波導線的表面上進行平均，和只將實際強度分布的這個平均灰度值與平均的參考灰度值進行比較。從而用有利的方法將被存儲數據的數量減少。
按照權利要求6有利的實施形式中，將光學傳感器一行上的灰度值在兩個光波導線軸線方向位置分辨地進行處理。將出現的預先規定灰度值的實際位置與預先規定灰度值的被存儲的參考位置進行比較，和當出現偏差情況時將放電電流重新調整，使實際位置接近於參考位置。因此同樣將被存儲的數據量減少。
按照權利要求7用有利的方法將強度分布的時間實際順序進行存儲和與被存儲的參考順序進行比較，以便達到對接過程期間關於溫度分布的更準確的說明。
按照權利要求8是這樣達到特別的可複製的方法，將時間順序通過加上放電電流觸發的。
按照權利要求9在對接裝置上安排了存儲器，用於存儲參考強度分布以便將用傳感器測量的實際強度分布在比較裝置上與之進行比較。調節裝置依賴於與被調整的比較用於調節放電電流。
對於簡單結構在減少成本時按照權利要求10將傳感器這樣構造，將傳感器也使用於校準光波導線的端部。
藉助於附圖用實施例詳細敘述本發明。其中表示附

圖1按照本發明用於對接光波導線的對接裝置簡圖，附圖2a當第一次溫度分布時兩個光波導線縱坐標的強度分布簡圖和附圖2b當第二次溫度分布時兩個光波導線縱坐標的強度分布簡圖。
按照附圖1為了對接將第一個光波導線1的端部固定在第一個夾持裝置2上。將第二個光波導線3的端部固定在第二個夾持裝置4上。將夾持裝置2，4也使用作為校準裝置，用它們將光波導線1、3的兩個端部相互校準到最小的錯位，以便在過渡位置上(對接位置)從第一個光波導線1到第二個光波導線3出現儘可能小的附加的光學損失。通過點燃兩個電極6之間的弧光5將光波導線1，3的兩個端部焊接在一起。此時用預先規定的放電電流通過控制和調節裝置7將兩個電極6加上負荷，控制和調節裝置包括電源10和所屬的理論值傳感器11。
將弧光區5與光波導線1、3的端部按照本發明用傳感器8，例如攝像機，攝像和在後置圖象處理單元9中進行處理。圖象處理單元9包括有一個存儲裝置13用於存儲參考強度分布，和有一個比較裝置14用於比較實際強度分布與參考強度分布。依賴於比較將調節裝置12進行控制，調節裝置一方面經過從屬於電源10的理論值傳感器11這樣調節放電電流，使實際強度分布至少接近於參考強度分布。當然爭取儘可能的接近，以便得到對接的可重複的質量。
用有利的方法也可以將傳感器8與後置圖象處理單元9使用在校準光波導線上，因此相對具有兩個傳感器的裝置使對接裝置的結構得到了簡化。
在使用本方法時必須將傳感器8的自動放大調節關閉，因此可以測量強度的變化。如果用耦合在光波導線上的光線測量兩個光波導線的相互錯位時，則必須在對接過程期間將這個耦合光線關閉，以便使這個不會影響準備測量的強度分布。
參考強度分布是示範性地在「訓練階段」中求出的，將在訓練階段用不同放電電流得到的各種強度分布進行存儲，將從中得到的對接質量進行分析，和最後將具有最小損失的對接強度分布作為參考強度分布和從屬的放電電流作為預先調整的放電電流進行存儲。
當加上預先調整的放電電流時，光波導線的端部在弧光區5開始加熱和因此得到可見光譜的光。光波導線上的溫度分布在弧光5區變成最大值和隨著光波導線1、3與弧光5距離的增大而減小。被發射的熱電子發射的亮度隨著與弧光5距離的增大同樣減小。
當環境參數改變時預先調整的放電電流產生與參考強度分布有偏差的實際強度分布。藉助於控制和調節裝置7的調節裝置12將放電電流改變到使實際強度分布至少接近於參考強度分布。當同樣的強度分布時出現同樣的溫度分布，這樣就使對接達到了在這之前確定的最佳的最小的損失。
當使用彩色攝像機時可以將強度分布波長分辨地進行存儲，這可以特別準確地調節放電電流。
在被存儲的數據量的基礎上特別經濟的兩種方法，是用黑白攝像機就夠了。在黑白攝像機上作為傳感器8將灰度值分配給強度分布。
在第一種方法中，此時將灰度值在黑白攝像機作為傳感器8的整個窗上進行平均，和只將參考強度分布的平均灰度值存儲在圖象處理單元9的存儲裝置13中。當考慮有比較高的溫度時測量實際強度分布的比較高的平均灰度值和從而將放電電流相應的重新調整。
灰度值的第二種方法表示在附圖2a和2b上。其中將在這裡表示為從白到淺灰過渡的參考位置×1上，將預先規定的灰度值作為參考強度分布進行存儲。當對接過程繼續，例如溫度變化到比較高的溫度時，則具有預先規定灰度值的位置現在按照附圖2b在實際位置×2上出現。通過調節放電電流，和隨後實際位置×2向參考位置×1方向移動在這個情況下達到原來的溫度分布。
也可以將強度分布的時間順序進行攝像和存儲和然後在對接過程期間相互比較。攝像的時間順序此時是通過接通放電電流觸發的。
因此當光波導線對接時產生與環境條件無關自動調節到均勻的溫度分布。
權利要求
1．用放電電流控制兩個電極之間弧光放電進行光波導線(1，3)對接的方法，其特徵為，藉助於預先調整的放電電流點燃弧光放電，將此時在光波導線上出現的熱電子發射的實際強度分布進行測量和與一個參考強度分布進行比較和在有偏差的情況下將放電電流重新調整，使實際強度分布接近於參考強度分布。
2．按照權利要求1的光波導線(1，3)對接的方法，其特徵為，將重新調整後的放電電流作為預先調整的放電電流對於後面的對接過程進行存儲。
3．按照權利要求1或2的光波導線(1，3)對接的方法，其特徵為，將實際強度分布和參考強度分布波長分辨地進行存儲和進行比較。
4．按照權利要求1或2的光波導線(1，3)對接的方法，其特徵為，將灰度值分配給實際強度分布和參考強度分布。
5．按照權利要求4的光波導線(1，3)對接的方法，其特徵為，將灰度值在兩個光波導線(1，3)的圖象上進行平均和將參考強度分布的平均灰度值進行存儲和與實際強度分布的平均灰度值進行比較和在放電電流有偏差的情況下這樣進行調節，將實際強度分布的平均灰度值至少接近於參考強度分布的平均灰度值。
6．按照權利要求4的光波導線(1，3)對接的方法，其特徵為，將沿著兩個光波導線(1，3)軸線方向的灰度值進行處理，將在兩個光波導線(1，3)方向上的一個參考位置(×1)對於參考強度分布進行存儲，在這個參考位置上達到了預先規定的灰度值，在對接時將在其上達到預先規定灰度值的實際位置(×2)與參考位置(×2)進行比較和在放電電流有偏差的情況下這樣進行調節，使實際位置(×2)至少接近參考位置(×1)。
7．按照權利要求1至6光波導線(1，3)對接的方法，其特徵為，當接通放電電流時，將端部圖象的強度分布的時間實際順序進行存儲，和與被存儲的強度分布的參考順序進行比較和當放電電流有偏差情況下這樣進行調節，使實際順序至少接近參考順序。
8．按照權利要求7的光波導線(1，3)對接的方法，其特徵為，時間的實際順序和參考順序是通過加上放電電流觸發的。
9．用於對接光波導線(1，3)的對接裝置，特別是用於實施按照權利要求1至8之一的方法，具有至少兩個電極(6)，具有光波導線(1，3)的夾持裝置(2，4)，具有一個電源(10)用於點燃電極(6)之間的弧光放電，和具有用於電源(10)的理論值傳感器(11)用於調整預先調整的放電電流，其特徵為，傳感器(8)用於測量在對接時出現的實際強度分布，存儲裝置(13)用於存儲參考強度分布，比較裝置(14)用於將實際強度分布與參考強度分布進行比較和調節裝置(12)用於放電電流的重新調整。
10．按照權利要求9的用於對接光波導線(1，3)的對接裝置，其特徵為，將傳感器構成在夾持裝置(2，4)上也可以測量光波導線(1，3)的位置。
全文摘要
在對接光波導線(1,3)時的溫度分布在恆定的放電電流時受環境條件的影響(溫度、空氣壓力、空氣溼度),因此環境條件也影響對接的質量。通過測量在對接時出現的光波導線(1,3)的熱電子發射的實際強度分布和與被存儲的參考強度分布進行比較,將弧光放電的放電電流進行重新調整。為了測量強度分布使用一個傳感器(8),這個傳感器也使用在相互校準光波導線(1,3)的端部。
文檔編號G02B6/255GK1295675SQ99804482
公開日2001年5月16日 申請日期1999年3月23日 優先權日1998年3月27日
發明者D·米斯格 申請人:西門子公司