CN101375191B - 光纤的位置确定 - Google Patents

Abstract

在相对于光纤(13)端部相互的偏移距离将光纤端部定位或对中过程中，使用级联技术来逐步调整例如在光纤端部预定基准位置之间的距离等偏移距离。该方法可准确和快速地执行，并且例如在纤芯对中的过程中使用，预定的基准位置为光纤端部纤芯(14′)的位置，如纤芯中心线或轴线的位置。此外，所述方法可在光纤的自聚焦效应用于查找基准位置的过程中使用，这种情况下，基准位置是光纤端部的中心线或轴线的位置，即，光纤端部包层(14)表面的中心线或轴线。最后，所述方法可用于光纤端部的纵向定位，其中光纤端部的端面之间的间隔被设到所期望值。

Description

光纤的位置确定

相关申请

本申请要求具有2005年12月30日提出的瑞典专利申请0502951-7的优先权并受益于该申请，该申请的全部示教通过引用而结合于本文中。

技术领域

本发明涉及光纤的位置确定，具体地说，涉及用于将光纤端部移到所述位置的方法，并且也涉及熔接光纤的方法和装置。

背景技术

近年来，光纤激光器已被视为固态和CO₂激光器的重要替代品，应用于军事、航天、医疗和工业材料处理等领域。光纤激光器主要由于其高输出功率及极佳的光束质量和激光器设计灵活性而极具吸引力。大模场面积双包层光纤(LMA-DCF)是光纤激光器中的重要部件之一。为高效将泵浦能耦合到此类LMA-DCF中，并且也允许高输出功率，LMA-DCF包层设计成具有高数值孔径和各种形状的横截面，如圆形、八边形、正方形等。视输出功率电平而定，LMA-DCF的包层直径一般在300-1000μm范围内。LMA-DCF的纤芯经常掺杂有高浓度稀土元素，如镱，并且其尺寸可大到50μm，并具有低数值孔径以降低非线性效应。

妨碍使用LMA-DCF的主要问题之一是使用传统接合技术实现此类光纤的高质量接合极其困难。由于光纤激光器设计中的总需求原因，不同类型的光纤要相互接合，例如，在不同形状的LMA-DCF之间的接合，如圆形LMA-DCF接合到八边形LMA-DCF，含有稀土掺杂物的LMA-DCF接合到不含稀土掺杂物的LMA-DCF，以及LMA-DCF接合到传统的单模光纤(SMF)，后两个光纤包层直径相互有极大不同，例如，相差三倍或更多倍。接合LMA-DCF中的主要困难是在传统的熔接中使用的传统纤芯对中工序。可观察到两个主要问题。首先，有关传统对中工序要求的包层边缘的信息无法实现，这是因为LMA-DCF尺寸太大，传统的接合器中使用的成像***无法处理。其次，难以同时观察其包层直径和其结构有大的差异的两个光纤的纤芯图像。因此，在实践中，通过功率传输测量辅助的手动对中工序经常用于接合LMA-DCF，这由于接合经常具有太低质量的原因而导致制造工艺效率低下且产出低。

今天使用的传统的纤芯对中工序的开发可追溯到二十年前的开创性工作，请参见T.Katekuri等人1984年在IEEE J.Lightwave Technol.第2卷第277-283页所述内容。这些纤芯对中工序的基础是对取自要接合的光纤光强度轮廓的纤芯图像的分析。在此类工艺中，通过使用外部光源从光纤侧面照亮光纤而得到所考察光纤的纤芯图像。理论和实验表明，将高分辨率成像***的物平面置于光线离开光纤的光纤边缘，从成像***看时就可解析光纤的纤芯图像。通过使用从纤芯图像提取的信息，已开发了各种自动纤芯对中工序。

各种日本专利中公开了基于图像分析的纤芯对中工序之一，例如，请参见授予Fujikura的日本专利11194227。通过使用这些工艺，在拍摄的要接合的光纤照片中，为每个光纤测量在例如包层上缘和纤芯图像近似中心的位置之间的垂直距离，光纤按传统的假设为在照片中位于水平位置。随后通过将两个光纤彼此之间移位，使得两个光纤的所述两个测量距离差变得等于两个光纤包层上缘位置之间的垂直差。由于此方法依靠从纤芯图像和包层边缘图像提取的信息，因此，难以执行精确的纤芯对中。由于在折射率方面相当大的差异，仅通过包层的光与通过包层和纤芯两者的光相比其行为是不同的。因此，得到高质量纤芯图像的物平面最佳位置不等于得到具有高质量的包层边缘图像的最佳位置。这种情况意味着可能无法实现同时以高精度测量光纤纤芯和包层边缘位置，这又导致对中精确度在基于此类照片时降低。在对中工序中对有关包层边缘位置信息的需要也导致了对特殊成像***的需要，这些成像***包括极其昂贵的大型传感器，并且因此在接合器制造中可能不具成本效益。

授予Ericsson的美国专利5570446中公开了一种为纤芯对中使用所谓暖光纤图像分析的不同方法。在此方法中，在实际使光纤端部相互接触前，不使用外部光照亮光纤，而是使用产生较低熔融温度的辉光放电加热要接合的光纤端部。由于在光纤纤芯中掺杂物浓度高于在包层中的浓度，因此，纤芯的热发光远远强于包层的热发光，这产生了有热或暖光纤纤芯图像的照片。通过仔细分析得自此类暖光纤照片的光强度轮廓，可提取有关光纤纤芯位置的信息以在纤芯对中工序中使用。由于此方法不需要有关包层边缘位置的信息，因此，可以高精度执行纤芯对中工序。但是，在此方法中使用的预热步骤工艺中，发现极难观察到LMA-DCF照片中的纤芯图像。这是因为加热LMA-DCF光纤纤芯所期望的能量远远高于传统的光纤用于通信所期望的能量，这种情况产生了通常使传统的熔接器成像***饱和的热发光。另一个问题是在预热步骤中发生的纤芯掺杂物扩散。此扩散会使光学模场直径(MFD)大幅扩展，并导致两个光纤在接合点的MFD不匹配，而这又产生了接合中高的光损耗。

因此，在技术领域中需要开发一种方法，可避免现有技术的缺陷以对所有类型光纤，特别是LMA-DCF执行高精度的纤芯对中工序。

题为“弧再定心”(Arc Recentering)的公开国际专利申请WO01/86331中公开了一种将其中照片被捕获的平面再定心的方法，其中捕获平面根据电弧中心移动。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种将光纤端部以所要求的相互几何关系定位的方法，如将光纤端部相互对中。

本发明的另一目的是提供用于将光纤端部相互接合的方法和装置。

在用于执行光纤端部定位，使光纤端部之间有偏移距离的方法中，使用级联技术逐步调整例如在光纤端部预定基准位置之间距离的偏移距离。该方法可在纤芯对中的过程中使用，预定的基准位置于是成为光纤端部纤芯的位置，如纤芯的中心线或轴线的位置。此外，该方法可在光纤的自聚焦效应用于查找基准位置的过程中使用，这种情况下，基准位置是总光纤端部的中心线或轴线的位置，即光纤端部包层表面的中心线或轴线。最后，该方法可用于光纤端部的纵向定位，其中光纤端部的端面之间的间隔设为期望值。

本发明的另一些目的和优点将在下面的说明中描述，并且部分地将从说明中显见，或者可通过本发明实践而了解。本发明的目的和优点可通过在随附权利要求书中具体指出的方法、工艺、工具及组合而实现并获得。

附图说明

虽然在随附的权利要求书中具体描述了本发明的新颖特性，但通过考虑下文参照附图描述的非限制实施例的下面详细说明，可获得在组织和内容方面对本发明的上述和其它特性的更好、更完整的理解，其中：

-图1是用于捕获包括在光纤接合器中光纤照片的成像***一些主要部件的示意图；

-图2是用光纤接合器成像***拍摄的SMF典型照片；

-图3是从图2提取的光强度轮廓图；

-图4是光通过SMF的光线跟踪模拟图；

-图5a、5b是在自聚焦平面用光纤接合器成像***分别为圆形和八边形400μmLMA-DCF拍摄的照片；

-图6是从图5a提取的光强度轮廓图；

-图7是图6的截顶高斯轮廓曲线的一阶导数图；

-图8是为400μm八边形LMA-DCF确定的光强度轮廓图；

-图9说明纤芯偏移确定的原理的示意图；

-图10a是基于自聚焦效应，用于光纤端部对中工序的流程图；

-图10b是用于在使用自聚焦效应拍摄的光纤端部照片中确定中心线位置的工艺流程图；

-图10c是采用基于自聚焦效应的级联方法的光纤端部对中工序的流程图；

-图10d是基于示出端部纤芯的照片的光纤端部对中工序的流程图；

-图11a是绘出了成像***主要部件的光纤接合器的示意图；

-图11b是同样绘出了成像***主要电气部件的光纤接合器的示意图；

-图12a是使用中心聚焦方法的对中装置的框图；

-图12b是使用级联方法的对中装置的框图；

-图12c是使用纤芯对中方法的对中装置的框图；

-图13a是使用对左光纤端部执行中心聚焦对中操作最佳的成像***设置，由光纤接合器成像***捕获的要相互接合的两个光纤端部的照片或照片；

-图13b 是使用对左光纤端部执行纤芯对中操作最佳的成像***设置，由光纤接合器成像***捕获的要相互接合的两个光纤端部的照片或照片；

-图14a是使用对左侧较细光纤端部执行纤芯对中操作最佳的成像***设置，由光纤接合器成像***捕获的要相互接合的、具有不同直径的两个端部的照片或照片；

-图14b是使用对右侧更厚端部执行纤芯对中操作最佳的成像***设置的、类似于图14a的照片或照片；

-图15a是使用对左侧较细光纤端部使用中心聚焦方法执行对中操作最佳的成像***设置，由光纤接合器成像***捕获的要相互接合，具有不同直径的两个端部的照片或照片；以及

-图15b是使用对右侧更厚端部使用中心聚焦方法执行对中操作最佳的成像***设置的、类似于图15a的照片或照片。

具体实施方式

本文中将描述例如在自动光纤接合器等光纤接合器中执行的、将两个光纤端部相互接合的方法。具体而言，将描述用于执行多步骤移位操作，使光纤端部以所期望的相互几何关系放置的方法，其中，此方法主要作为将光纤端部相互对中的过程一部分描述。

如图1所示，用于将光纤相互接合的传统的自动熔接器基本上具有至少一个图像捕获***，该***一般包括：平行光源1，如发光二极管3(LED)和准直器5，发出平行光束到包括光学***7的成像***6，而光学***7又包括例如多透镜组件；图像捕获装置9，例如，电荷耦合装置(CCD)类型板；及电子图像处理与分析单元11，也称为图像单元。平行光源、成像***及其部件被定位为具有共同光轴12。为提取关于要成像的物体的详细结构信息，成像***6设计成使得光学***的物平面15可相对于要成像的物体移动。在熔接器中，物实际上是在多数情况下包括相互要接合的两个光纤的两个相邻端部的光纤13。光纤具有包层14，并且大多数经常也具有纤芯14′。光学***只对在物平面的物成像，以使图像捕获装置在像平面捕获的图像清晰，像平面在此处是图像捕获装置9的前表面。实际上，物平面的移位一般是通过将光学***7相对于光纤13前后移动而实现，而光纤可假设为具有明确的基准位置。因此，在成像捕获***中，光源1和图像捕获装置9的位置是固定的，而光学***7是可移动的。此外，物13可移动，但要实现对中，此移动只在垂直于光轴12的平面内(也称为当前查看方向)发生。在观察诸如光纤等物时，物平面15也可视为观察平面，术语物平面和观察平面因此指同一平面，并且在文中相互交替使用。

通过将光学***7的物平面15定位在例如要观察的物(其后被设想为光纤13的该物更确切地说即光纤端部)的前缘或近区附近，可得到包括光纤13的图像的照片。图2是为物平面此类位置捕获的单模光纤(SMF)的典型照片，它也可视为包括在接合线18分隔的、同一种类的单模光纤(SMF)端部的图像。对于光纤和每个光纤端部，观察或捕获的照片包含分别具有不同光强度或亮度，明晰的水平方向延伸场或纵向场，也称为纵向区域、纵向区、纵向图像区等，后两个术语在文中相互交替使用以指示相同种类的信息。捕获照片中的亮度一般以灰度级测量。具体而言，通过在捕获照片中查找光强度轮廓，如图2中线17所示的位置，可获得用于执行诸如文中要描述的纤芯对中和中心聚焦对中工序等对中工序所期望的信息。光强度轮廓也称为横向强度分布，是在捕获照片中沿大致垂直于光纤图像纵轴的线测量的亮度，如上所述也称为光强度，它随沿线的位置而变化，最常随在光纤或光纤端部具有如图2所示水平定向的传统的捕获照片中的垂直位置而变化。要提取有关诸如纤芯14′位置和包层14边缘位置等光纤端部位置的信息，可通过诸如图像处理与分析单元11仔细观察和分析在观察/捕获照片中不同场的位置和亮度，尤其是光强度轮廓。

图3的图形中绘出了在图2线17测量的光强度轮廓，在图3中可观察到轮廓包括清晰的五峰结构，五个峰对应于图2中由具有更小亮度/光强度的场环绕的五个明晰的场。两个外部峰p_ol、p_or表示如从成像***6或由其看到的包层14上部和下部外缘。照片中包层上部和下部边缘图像之间的距离W2与成像光纤13的物理包层直径成正比，其中比例常数主要通过光学***7的放大倍数确定。为理解和量化解释中心三峰结构p_3c，执行了对SMF的光线跟踪模拟，参见图4的图形，图中包层14假设为具有不同于纤芯14′的恒定折射率的恒定或统一折射率。光纤端部13假设为由如图1所示的平行光即平行光束照亮。模拟通过重复应用熟知的斯涅耳定律而实现。

射中光纤13的光线在光纤的边界折射到空中，并且它通过具有不同的或变化的折射率的区域时还在光纤内部折射。光纤通常可视为如同柱状光学透镜那样工作，这种情况称为“透镜效应”。在所考察的查看方向上，即在光纤的垂直最外侧部分中观察，成像***6的光轴12和因此的观察方向假设为水平时，在光纤与空中示为“d”的边界，在光纤13内部折射的光线和背景光一起指示光纤的边缘，这产生了包层14上部和下部边缘的图像，即，图3所示的两个最外部峰p_ol、p_or。这两个峰对应于图2所示具有超过周围黑色或近黑色区域的亮度的两个水平条带形区域r_ol、r_ou。光纤内光的强折射还导致在两个区域中无光线。这两个区域对应于参见图2的光纤13图像内部的“黑色区”r_bl、r_bu和图3强度轮廓中的区域b_l、b_r。

仔细考察通过14′边界附近区域到包层14的会聚光，可发现光在通过纤芯14′时发生了另外的折射。因此，光分成三部分，对于图4“a”和“c”位置之间某些间隔内的物平面15，可观察到此效应。对于通过在此间隔中的物平面捕获的图像，可观察到中心条带状复合区域r_3c，该区域具有远远超过周围黑色区域r_bl和r_bu亮度的亮度，并且由三个明晰的区域组成，即下部和上部明亮区域r_cl、r_cu和中心明亮区域r_c，这些区域由具有稍微更小亮度的两个窄区域r_sl、r_su相互分隔。中心复合区域对应于特征三峰中心结构p_3c，该结构可在从对应照片得到的光强度轮廓中观察到，中心明亮区域r_c对应于中心峰p_c，并且下部和上部中心明亮区域r_cl、r_cu对应于侧峰p_cl、p_cr。很明显，对应中心结构p_3c中的中心明亮区域r_c和中心峰r_c可归因于进行了双重折射的折射光的作用，而下部和上部中心明亮区域r_cl、r_cu及对应的两个侧峰p_cl、p_cr由只通过包层14的光线形成。考察图3和图4，可理解，中心明亮区域r_c和中心峰p_c包含有关纤芯的信息，中心峰称为“纤芯图像峰”。在中心结构中也称为伴峰的两个侧峰p_cl、p_cr与“纤芯图像峰”不同，称为“包层图像峰”。

在三个中心明场之间及相应地在纤芯图像峰与包层图像峰之间的分隔程度主要由纤芯14′的折射率与包层14的折射率之间的差确定，而该差又由纤芯和包层中掺杂物类型和掺杂物浓度及光学***7的设计确定。从图4也可以直接看到，图2中心复合明场的宽度W1和对应地参见图3的轮廓中心三峰结构中的宽度W1随着光学***7物平面15位置的改变而改变。通常，纤芯14′与物平面之间的距离越小，宽度W1就越大。

为方便起见，在下面的纤芯对中工序描述中，引入了在图3示出的两个参数“H1”和“H2”。第一个参数H1表示中心明场r_c的总对比度，即，在中心场中的最大亮度与诸如图2中黑色场r_bl、r_bu等其中只可看到杂散或“噪声”光的区域平均亮度之间的差异。对于光强度轮廓，第一参数H1是相对于杂散光级别，即，上述“黑色区域”b_l、b_r中的光强度级别的纤芯图像峰p_c的最大值。光学***7物平面15的位置影响参数H1的大小。第二个参数H2表示中心明场r_c的本地对比度，即，中心场中最大亮度与中心复合明场r_3c中两个周围分隔的窄的更暗场r_sl、r_su最小亮度均值之间的差异。对于光强度轮廓，第二参数H2是纤芯图像峰的对比度，并且可定义为纤芯图像峰p_c与纤芯图像峰相邻的两个最小值m_l、m_r的均值之间的差异。

很明显，在为物平面15不同位置捕获的照片中，具有第二参数H2最高值的照片是观察纤芯图像的最佳照片，且因此对应的物平面位置是观察纤芯图像的最佳位置。两个参数H1和H2的值可作为对中工序中的判据，如在下文将描述的纤芯对中工序中那样。

为进行光纤(特别是LMA-DCF)的精确对中，而不包括现有技术的缺陷，已开发了诸如LMA-DCF等光纤纤芯的对中方法。此方法包括四个关键过程或四个关键步骤，包括：

-利用光纤的透镜效应，进行中心聚焦对中工序-此工艺也可单独使用，且也用于无纤芯的光纤。

-利用第一参数H1来搜索物平面位置区域，查找纤芯图像。

-利用第二参数H2来确定用于观察纤芯14′的最佳物平面位置。

-用级联过程(cascade process)将不同方向的偏移快速降低到预定值，具体而言降低纤芯偏移以采用预定值。

这些过程可以相互之间的各种组合方式使用或者与其它方法的组合使用，或者如上述第一种方法，用作接合前的唯一对中工序。

从图4中可得出，对于垂直观察轴线12的观察平面，可在光通过光纤13的纤芯14′的位置所处的观察平面中观察到在光纤图像中具有三个明晰明场的中心复合明场和对应光强度轮廓中的三峰结构，并且由第一参数H1值表示的中心明场强度和对应的纤芯图像峰随着光距离光源的传播距离的增大而增大。在中心复合明场降低到无明晰内部场的中心场，并且光强度轮廓中的三峰结构降低到单峰结构，在由“c”指示的位置，总对比度H1的值达到其观察平面的最高值。物平面或观察平面的此位置是所谓的“光纤的自聚焦位置”。图5a和图5b是物平面15位于自聚焦位置时分别为400μm圆形LMA-DCF和400μm八边形掺Yb的LMA-DCF拍摄的照片。可以看到，就“白区”即具有较大亮度/高光强度的相应照片中心区域而论，发现了这两个光纤很类似的图像。

为深入了解光纤的透镜效应和自聚焦效应，从图5a提取了“白区”的光强度分布，并用线19指示提取位置。图6绘出了光强度分布。可想起的是，对于自聚焦效应，纤芯14′中的光折射无关紧要，并且因此对于无纤芯的光纤，此效应也会出现。

可观察到，在图6的光强度轮廓中，中心峰c_p与截顶高斯轮廓曲线有类似性。这与以下情况相适应：在参见图5a的光纤图像中的中心明亮区域r_c在沿其中心线的场中具有最高和恒定的亮度。详细的分析展示了所述中心线和截顶轮廓中心与光纤包层中心拟合得非常好，这能够用所有商用光纤中包层横截面的高对称性做出解释。因此，光纤自聚焦的透镜效应可用于开发无需有关捕获图像中包层边缘位置信息的“似包层对中”工艺。此对中工序是所谓的“中心聚焦对中”。

“中心聚焦”的概念最早在Ericsson FSU975PM-A接合器中引入，参见FSU975PM-A用户手册94ST005R1D，1998，第39页。该工艺的开发是了为确立成像***的基准位置，以通过透镜效应追迹得到偏振观察的轮廓，即POL轮廓，请参见所述美国专利5572313。在本文中，“中心聚焦”的概念进一步发展用于中心聚焦对中过程工艺。

为实施”中心聚焦对中”工艺，须找到所考察的光纤13的自聚焦位置。这可通过评估物平面15的各改变位置的中心明场，特别是通过为此类改变仔细分析截顶中心轮廓来进行，例如，假设是截顶高斯曲线。由于中心峰的截顶明确指示了成像***6的饱和，尤其是光敏装置9的饱和，因此，容易识别已通过饱和效应去除的峰顶部、截顶结构的光强度轮廓。观察的光强度或亮度截顶或饱和明显等同于以下情况：一些区域中的光强度或亮度大于预定值，例如与上面讨论的其中观察到中心复合相对亮场的对比度值H1、H2或对应光强度轮廓中的三峰结构相比相对较高。

查找可获得饱和与截顶结构的位置的一种方式是测量最大亮度HM或光强度轮廓的最大值，并将它与成像***6的饱和阈值SAT进行比较，例如，在用于研究此效应的典型装置中的灰度值255，饱和阈值因此是上述的较高的预定值。可认识到，饱和可在所考察的光纤的自聚焦位置“c”附近的较广范围中出现。在捕获照片的光纤端部图像中只获得单个中心明亮纵向场来查找搜索自聚焦平面更准确位置的范围或物平面位置的情况下，很明显也可使用总对比度值H1或对应的平均值H1_av。获得中心明亮区域饱和的条件随后等同于条件H1＞SAT，其中，SAT是图像捕获装置9的饱和度。SAT明显是预定量，并且等同于预定阈值。也可使用条件H1_av＞SAT或通常使用HM＞H1_high(H1＞H1_high或H1_av＞H1_high，其中，H1_high是适当选择的较高阈值，并且H1_av是中心场的平均相对亮度。

随后，通常在设置适当的H1_high值后，可启动快速搜索初始物平面位置的预处理。该搜索可从物平面的明确界定的基准位置开始，该位置可取面向光学***的光纤端部侧面的某个位置或者取侧面的较小距离，所述距离小，例如相对于所考察的光纤端部13的直径而言。随后，光学***7的物平面15移离光纤端部，照片被连续拍摄，对应的HM值(H1值或H1_th值)通过例如分析从照片得到的强度轮廓而得出并与H1_high(SAT)进行比较。如果发现满足条件HM＞H1_high，则预处理终止，并且物平面的当前位置是下一工序的起始位置。可以不确定单个位置，而是确定将启动或搜索用于确定自聚焦位置的下一过程的物平面位置的范围，该范围内的物平面位置全部满足上述条件。如果确定了例如此类范围，则用于下一过程的起始位置(也称为第一位置)可在该范围内的某处，如在其中间。

随后，为得到确切的自聚焦位置“c”，可使用一个附加工艺，其中，一些图像中的中心明亮区r_c的宽度W1或等同的对应光强度轮廓中的中心峰c_p的宽度W1被最小化，此类最小值明显指示对应的观察平面/物平面是被视为光学透镜的光纤的真实像平面。对于输入平行光，此观察平面/物平面是圆柱状光纤透镜的焦平面。

在首次发现这样的物平面区域或至少一个位置，其中可得到饱和及因此截顶的中心轮廓，或者其中通常被观察光强度或亮度大于所述较高预定值后，可启动该附加工艺。随后，可通过在发现了截顶中心轮廓的位置附近前后移动成像***6的物平面15，在移动期间连续拍摄图像，并实时测量截顶中心轮廓的宽度W1，搜索最小宽度W1_min。术语“连续”在文中可用于象传统的一样表示通过用较短时间间隔或者在通过较小预定步距，即具有某一预定长度的步距移动物平面时重复拍摄和分析图像。如果物平面15的位置满足条件(W1-W1_min)＜δ1，则搜索过程终止，其中，δ1也称为阈值，可设为一般等于0.1μm的预定值或预定常数。通常，给定类型光纤的W1_min值已明确定义。如上所述，中心明场r_c和截顶中心轮廓p_c的中心明显近似表示或指示光纤包层14的中心，该中心可用于执行被实际成像的两个光纤的“似包层对中”。

为精确确定明亮的中心场/截顶中心轮廓的宽度W1和中心C1，可使用一些适合的方法，对于光强度轮廓，例如可使用涉及轮廓曲线导数分析的方法。例如，在图7中，绘出了图6的截顶中心轮廓的第一导数。可以看到，位于中心的两个强峰P_cp、p_cn叠加在噪声上。图7的曲线中的正反峰之间的距离明显给出了轮廓宽度W1的精确测量。假设对应于两个峰P_cp、P_cn最大值的坐标为x1和x2，则有W1＝x2-x1，并且轮廓的中心位置可简单地得出为C1＝(x1+x2)/2。

“中心聚焦对中”工艺包括先在两个光纤端部中每个的端部图像中确定包层14的中心位置的步骤，该位置可取中心明场T_c的中心线或从对应光强度轮廓确定的值C1，并且还包括最后使用中心的确定位置将两个光纤端部对中的步骤。该工艺在许多方面很有用。由于制造工艺的成熟，今天的大多数光纤制造商可生产高质量的光纤，例如，具有非圆度小于1％和偏心度小于0.2μm的SMF光纤。偏心度指光纤制造工艺中光纤纤芯未相对于光纤包层(或更准确地说相对于包层外表面)精确地定心的有限允许量。实验数据显示，对于具有小的非圆度和小的偏心度的光纤，使用称为“中心聚焦对中”的工艺或称为“纤芯对中”的工艺对于接合损耗而言并没有差别。因此，”中心聚焦对中”工艺原则上可替代真实纤芯对中工序来进行高质量光纤的对中。

此外，除了对例如标准单模光纤使用中心聚焦对中工序外，该工艺也可用于执行大直径光纤(LDF)的对中。与具有标准125μm直径的SMF相比，术语LDF指具有大于300μm，一般在300-1000μm范围内的包层直径的光纤。使用传统的光纤接合器中的标准成像***时，由于图像捕获装置或光敏传感器9的大小限制，具体而言高度限制，无法观察到许多LDF光纤的边缘。另一方面，参见图5a和图5b，可注意到在自聚焦区域中的中心截顶峰或中心明场的宽度W1一般比捕获照片中包层直径宽度小5-10倍，这意味着使用中心聚焦对中方法进行对中时，并不特别地需要在高度方向上具有较大尺寸图像传感器的高级成像***来获得光纤传统的定向和光纤照片，和/或具有缩放功能的光学***。因此，中心聚焦对中是在熔接器中将LDF对中的具有成本效益的解决方案。

但是，如已观察到，由于制造LMA-DCF中主要的技术原因和相当复杂的工艺，仍难以制造高质量的LMA-DCF。例如，LMA-DCF的典型偏心度通常大约1-2μm，这比传统的SMF的偏心度大5倍。对于如此大偏心度的光纤，在使用基于包层对中的方法时，接合的质量不一致。这是由于根据要相接合的光纤方位定向，纤芯偏移随机变化而造成的。例如，假设具有相同偏心度2μm的两个光纤包层有极佳的对中，接合中的最终纤芯偏移可在0到4μm之间变化。初始纤芯偏移的变化导致一个接合与另一个接合的接合损耗会有相应的显著变化。

因此，纤芯对中可改进LMA-DCF的接合，并且也可改进具有大偏心度的其它光纤的接合。但是，众所周知，对于普通或传统的SMF，纤芯对中不能保证具有大偏心度的光纤有低接合损耗。由于偏心效应，在两个光纤的纤芯相互精确对中时，在要接合的光纤包层表面之间会出现轴线偏移或侧向偏移，也称为横向偏移。在熔融过程期间，由于熔化材料(典型的是某些玻璃)的粘性自定心效应，即所谓的表面张力效应的原因，光纤试图将轴线偏移减至最小。因此，最后在实际熔融过程前，已预对中的纤芯将在熔融过程完成后成为不对中，并且接合光纤的纤芯甚至会在接合点弯曲，这又导致了高的接合损耗。

与标准SMF不同，实验显示，对于在大多数LDF之间的接合和/或对于在LDF与其它类型光纤组之间的接合，表面张力效应可忽略不计。以600μm LDF和传统的125μm SMF组合为例，粘性自定心效应会由于表面张力在方位角上的取得平衡而几乎被抵消。对于将两个LDF相互接合，也发现与例如标准SMF相比，由于LDF相对大的质量或体积的原因，其表面张力效应远小于两个SMF的表面张力效应。此外，LDF相对大的质量或体积防止了相互接合的光纤纤芯的弯曲。因此，纤芯对中可大大改进具有大偏心度的LDF的接合结果。

通过上述讨论，虽然中心聚焦对中工序可能不适用于具有大偏心度的LMA-DCF，但它至少可用作为开发高级LMA-DCF纤芯对中工序的对中前工艺。如上所述的中心聚焦对中工序可近似地定位LMA-DCF，使其相互之间具有较小的纤芯偏移。这意味着可大大减少为查找纤芯图像而进行分析的范围，无需知道拍摄照片中包层边缘的位置。以下将描述基于这种情况特别适用于LMA-DCF，但也适用于其它类型光纤的、不需要使用复杂和高级成像***的纤芯对中艺。

因此，首先将描述用于快速查找所考察的光纤纤芯图像的过程。在图8中，绘出了物平面15在如用于400μm八边形LMA-DCF的图4中所示位置“a”、“b”和“c”时为拍摄的照片提取的光强度轮廓。对应的图像已通过将八边形光纤定向，以使光纤的对称轴与成像***6的光轴12“匹配”而获得。这意味着平行光垂直照射八边形的平整表面之一。

从图8中，轮廓c的特征在于在中心峰p_c的“饱和”，并且可立即识别出，此轮廓在物平面在用于“光纤自聚焦”的位置“c”时取得。轮廓b取自在位置“b”的物，其中，纤芯图像被很好地解析，可观察到中心三峰结构p_3c，虽然包层峰p_s1、p_sr受到高“噪声”的影响。轮廓a在物平面位于位置“a”时取得，在该位置，轮廓中心相当平坦。但是，纤芯图像p_c仍被很好地解析，且其特征在于具有“最小强度”的两个倒置峰p_i1、p_ir。已观察到，在用于测试的接合器装置中，得到中心三峰结构的上限和下限分别是大约H1＝120和H1＝60的灰度级，即对于每个光纤和装置，有明确的中心峰强度上限和下限，在上下限之间可清楚地区分并因此分析中心三峰形状p_3c。详尽的研究显示，对于给定类型的光纤和明确的成像***6设置，对应的上限和下限几乎是相同的。因此，可设立阈值H1_th以快速查找三峰结构。应当记得，中心三峰结构相当于在光纤图像中具有一个包含与光纤纤芯14′关联的中心明场和周围明场的中心复合明场。

阈值H1_th的适合值可定义为可很好解析三峰结构的范围上限和下限平均值，并且它通常将小于或最好显著小于饱和度SAT，或者等效地类比于使用的图像捕获***9的H1_high。以400μm的八边形LMA-DCF为例，如上所述，上限和下限分别为60和120灰度级。因此，适合的阈值可设为H1_th＝90灰度级。不同类型光纤的阈值可通过实验确定和/或通过有根据的猜测确定。例如，根据纤芯图像形成的基本机制，参见图4，设置成像***6的物平面15以获得H1_th的合理位置，接近光离开光纤13的包层14的侧面或表面。

下一个问题是如何确定强度轮廓有可很好解析的三峰结构的情况。通过计入成像***的噪声级(在实际用于测试的设备中可取例如大约2灰度级)，可很好解析的三峰结构通常可由本地纤芯峰对比度H2的最小接受值H2_min确定。值H2_min一般可设为比噪声级高2倍，即，H2_min在给定示例中可设为4灰度级，并且通常H2_min的值不应小于此值。

在确定H1_th的适合值后，可开始快速搜索预处理，搜索在捕获照片中给出三峰结构的物平面位置。搜索可从物平面的明确基准位置开始，该位置例如可取所考察的光纤端部13的自聚焦平面，或者通常取远离面向光学***的光纤端部侧面的位置或者在该侧面的较大距离内。在找到此类初始位置，如自聚焦平面后，光学***7的物平面15向光纤13的纤芯14′移动，照片被连续拍摄，对应的H1值通过实时分析强度轮廓被提取并与H1_th进行比较。如果发现满足条件H1＞H1_th，则预处理终止，并且物平面的当前位置是下一工序的起始位置。

很明显，在搜索中不使用如上定义的总对比度H1，而是可使用平均总对比度H1_av，平均总对比度定义为在中心复合明场r_3c中平均亮度与捕获照片相邻黑色区域r_b1、r_br中亮度之间的差异，或等效地定义为在中心三峰结构p_3c中平均光强度与从捕获照片得出的强度轮廓相邻黑色区域b₁、b_r中光强度之间的差异。同样明显，可不使用定义的条件，而使用类型|H1-H1_th|≤δ6或(H1_th-H1)≤δ6的一般条件，其中，δ6是适当选择的较小预定值，用于为物平面选择位置或范围，在该位置或范围将启动或搜索用于确定最佳位置的下一过程。例如，如果确定了此类范围，则用于下一过程的起始位置可在范围内的某处，如在其中间。

随后，将确定用于确定拍摄照片中纤芯14′位置的最佳位置。很明显，使成像***6提供从中可确定纤芯14′位置的照片的最佳物平面位置是本地纤芯对比度H2具有其最高值H2_max的位置，这是因为在H2_max的物平面位置，可得到纤芯图像峰的最佳解析结构。要找到提供值H2_max的物平面位置，可通过围绕拍摄照片中总纤芯峰对比度大约等于H1_th的位置来回移动物平面15，使本地纤芯对比度H2的值可成为最大值。如果满足物平面位置的条件(H2_max-H2)＜δ2，则此过程终止，其中，常数δ2是预定值或预定常数，在用于测试方法的设备中一般为1-2灰度级。H2_max的值可通过实验得出。

通过使用本地纤芯对比度H2查找在拍摄照片中用于确定纤芯14′图像位置的最佳物平面位置，可得到许多优点。首先，使用现有技术方法，如在所述公开日本专利申请11194227和公开日本专利申请1114853中公开的方法，来固定用于观察给定光纤纤芯的位置。由于在制造成像***中例如光学透镜等部件的有限允差，一个***与另一***的最佳聚焦或物平面位置会有很大变化，导致一个接合器与另一接合器的图像质量变化。要克服此问题，必需进行严格的光学部件允差检查，这大大增加了制造成本。使用本文所述工艺，用于各个成像***6观察光纤纤芯的最佳位置被动态地确定并优化。因此，可降低制造光学透镜的要求。其次，在获得H2_max的物平面位置，可从两个侧“包层峰”很好地分隔/解析纤芯图像。因此，包层峰对纤芯峰的负面作用在此位置减至最小，此类负面作用例如包括由于纤芯峰和包层图像峰的强度p_sl、p_sr的相互叠加而造成的纤芯峰p_c的微偏移。最后，此工艺提供了执行纤芯对中的可能性，而无需关于拍摄照片中包层边缘位置的信息。

同样可记起，如光强度轮廓中记录的光强度相当于从中取得光强度轮廓的照片中的对应场的亮度值。具体而言，最大光强度相当于最大亮度值，并且最小光强度相当于最小亮度值。

现描述使用级联过程的直接对中方法。

如上所述，在确定为光纤端部成像的一个或多个适合位置后，如在找到了最佳物平面位置或聚焦位置后，可确定相应视图中两个光纤端部之间的横向偏移。随后，先设置成像***6，以捕获要先对中并随后相互接合的两个光纤端部之一(例如左光纤端部)的适合照片。在此类照片中，通常可看到两个光纤端部的图像。具体地说，可观察到照片中光纤纤芯14′的图像，或是由包层14中的折射产生的中心线的图像，参见下面的说明。随后，需要时更改成像***6的设置以使其取适合的位置，捕获两个光纤端部中另一端部的照片。在观察另一光纤端部的适合照片中，观察另一光纤端部的纤芯或中心线的图像。从这些观察中，确定横向偏移。

因此，通常，横向偏移例如可根据照片中两个光纤纤芯位置，特别是根据纤芯中心位置确定，或者根据上述中心线的位置确定。照片中纤芯14′或中心线的位置又可从纤芯或中心线图像中单个点获得，这样的单个点位置而且离光纤端面图像有适合的较小距离。成像***观察到的偏移最后从横向中获得的位置之间的差确定。

或者，为实现更高的精确度，纤芯或中心线的位置可从纤芯或中心线图像中所取多个点的确定位置获得，此类点例如具有适当选择的恒定间距并且位置离端面图像越来越远，离端面图像最近的点位置因而也离光纤端面图像有适合的较小距离。在横向确定的点位置随后可通过适合的方法被直线拟合，例如，通过如“线性回归拟合”方法的某个标准方法。

在为两个光纤端部确定此类直线后，两条直线一直延伸到接合点，或者更准确地说，一直延伸到要进行接合的平面，此平面是照片中的预期接合线。从直线与接合线的交叉中，可确定拍摄照片中的横向纤芯偏移，如通过形成交叉点之间的距离或差值来确定。

图9中以示意图方式示出了为每个光纤端部使用多个确定点查找偏移或距离的工艺。

具体而言，纤芯14′或中心线的位置可从位于离光纤端面图像适合的较小距离处的单个强度轮廓获得。但是，用如上所述相同的方式可提供更高的精确度，以根据位于离端面图像越来越远的线上所取的多个强度轮廓确定纤芯或中心线位置。因此，可取得沿光纤端部的许多强度轮廓样本，例如，从所考察的光纤也称为分解端部的端面图像以5μm间隔取20个样本。随后，为每个样本强度轮廓确定纤芯峰或中心峰的中心位置。下面将论述用于确定纤芯峰或通常中心峰的中心位置的方法。这些中心位置如上所述通过适合的方法被直线拟合，例如，通过如“线性回归拟合”方法的某种标准方法。

在熔接器中，通常在两个查看平面中观看两个光纤或为其成像，本文中这两个平面取为垂直于X和Y查看方向，大多数情况下它们相互垂直但在一些装置中可能相互有另一角度。任一情况下，查看方向垂直于且查看平面平行于在装置中定位和夹紧的平行光纤端部的纵向，此纵向取为Z向。根据拍摄照片中确定的偏移ΔX、ΔY，可从光学***7的放大倍数计算得出真实或实际的物理偏移DX、DY。偏移DX是在查看方向X上看到的偏移，而偏移DY是在查看方向Y上看到的偏移。

为获得要接合的两个光纤端面之间距离DZ的可靠或足够好的值，在拍摄照片的适合照片中，通过使用例如线性回归方法，端面的图像可类似地被拟合到两条直线。随后，确定或计算出两条直线之间的平均距离，此距离取为拍摄照片中端面之间的距离。从照片中确定的此距离ΔZ中，可如上所述使用光学***6的放大倍数计算出在Z方向上端面之间的真实或实际偏移DZ。

对中工序简单易懂。先调整与被夹紧光纤端部的纵向平行延伸，在Z方向上两个光纤端面之间的纵向偏移DZ，以近似获得预定阈值δ3内明确的间隔距离DG。随后，如在横向查看方向的第一个方向中看到的偏移DX或DY可通过相应地启动用于移动平行于此查看平面的相应光纤夹具31的马达33而减至最小，参见下面的图11a和图11b的详细说明，并且夹具保持的光纤端部因此在同一平面中移动。此移动可通过其值应当为极小的恒定步距进行，即，一步后捕获的照片所显示的相应的偏移减小量应相对于捕获照片中光纤图像的横向尺寸应当很小或非常小。

要加快对中工序，可使用称为“级联技术”的特殊方法。级联技术指使用特殊算法来降低在Z方向上的偏移，在X、Y方向上同样观察到。此方法包括在相应的夹具31和光纤端部，在同一方向上采取的所有步骤用于将偏移降低到最小可能值时，使用越来越小值的步距。此类越来越小的值在一个示例中可根据指数衰减函数取值，但可使用其它衰减函数，使用的实际函数例如取决于达到最小偏移前所期望的速度。实际上，已发现使用半步级联降低偏移的算法在一些情况下是一个好的选择。

因此，在此方法中，确定每步后照片中的偏移，随后，如果光纤端部之间的偏移或对应的物理偏移已降到足够小，即，小于分别用于偏移ΔX或ΔY的预定阈值δ4或δ5，并且随后将夹具31移动具有计算得出值的新步距，将现在确定的偏移降低到其值一半。偏移小于预定值时，终止在所考察的查看方向上对中的工序。之后，为另一查看方向执行相同的工艺。最后，在需要时，可在第一查看方向上捕获照片以检查其中如确定的偏移是否仍足够小。如果它不是更小，则在该查看方向上用于对中的工序可继续以得到所期望的对中质量。在所有对中子工序已执行后，光纤可相互接合。常数δ4和δ5由机械***的精确度确定。这两个常数的典型值对于物理偏移或为捕获照片中偏移计算的对应值是0.1μm，根据光学***7的放大倍数获得，对于数字成像，则是捕获照片中的像素密度。类似的方法也可应用到将纵向偏移DZ设置为所期望的值DG。

根据级联方法在一个视图或一个方向上用于对中或定位的过程包括以下步骤：

1.将两个光纤端部之一移到相对于例如可认为是固定的另一光纤端部的初始位置，以在此初始位置的移动中机械***的间隙已被吸收，并且光纤端部须在同一移动方向上移动以吸收间隙，以将偏移减至最小，或者使偏移取预定值。

2.在此位置捕获光纤端部照片并确定照片中的所考察的偏移或距离Δ₁。

3.确定已确定偏移或距离与期望值的偏差量是否小于预定值，也称为预定质量值，若更小则终止此过程。

4.计算出对应于比上一步骤2确定的照片中偏移或距离更小的偏移或距离的位移步距。

5.在与步骤1相同的移动方向，将光纤移动对应于计算得出位移步距的距离。

6.在此位置捕获光纤端部照片并确定照片中的所考察的偏移或距离Δ₂。

7.确定已确定偏移或距离与期望值的偏差量是否小于预定质量值，若更小则终止此过程。

8.计算出对应于比上一步骤6确定的照片中偏移或距离更小的偏移或距离的新位移步距。

9.重复步骤5-8，直至在步骤7中终止。

在步骤4和8，位移步距s₁、s₂、…根据s_j＝a_j·Δ_j，j＝1、2、…计算得出，其中，常数a₁、a₂、…是正值，均小于1，例如，aj＝3/4，j＝1、2、…。如果机械移动***的精度非常低，则将所有常数设为一个小的值，例如，小于1/4，这通常可能是个好的选择，而在其它情况下，所有常数可设为较大的值，例如，大于1/3，并且值1/2往往会是好的选择。常数a₁、a₂、…在备选方案中可取决于所考察的查看方向上光纤端部之间的实际或真实偏移，以例如对于大的实际偏移，常数具有较大的值，但对于较小的实际偏移，它们具有较小的值，这在一些情况下提供了准确、快速的对中而不存在光纤实际移动将“过冲”，即，光纤移动太长的距离，使得它们在相反的方向上不得不位移以将偏移降低到预定值。常数a₁、a₂、…在这种情况下可与实际偏移指数相关，该偏移从用于较大偏移的较大值减小到用于较小偏移的较小值。或者，常数a₁、a₂、…可对于大于阈值的偏移具有大的固定值，例如，3/4，并且对于小于或等于阈值的偏移具有较小的固定值，例如，1/2。

为精确确定光强度轮廓中纤芯图像峰中心的位置C2，并且在需要时还确定中心聚焦方法中单中心峰的位置，可使用所谓卡方(χ²)拟合的曲线拟合工艺，请参见上述国际专利申请WO 01/86331。在此方法中，假设选定间隔内测量的轮廓可通过分析函数加噪声背景的叠加来建模。曲线拟合的质量可通过简化的卡方(χ²)函数评估。简化的(χ²)函数可表示为：

${\mathrm{\χ}}^2=\frac{1}{N-\mathrm{\μ}}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\frac{F_i\left(x_i\right)-\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}G(x_{i,j};a_{i,j})-C}{\mathrm{\Δ}{F}_i}\right)}^2---\left(1\right)$

其中，G(x_i，y；a_i，j是具有拟合参数a_i，j的第j个分析函数，F_i(x_i)是在位置x_i用测量误差棒ΔF_i测量的纤芯图像峰第z个强度。此处，误差棒ΔF_i通过标准偏差估计，即 $\mathrm{\Δ}{F}_i\≈\sqrt{F_i\left(x_i\right)}.$ N是在x_i的测量点总数。C是图像***的噪声背景，并假设为变动常数，μ是在拟合过程期间变化的拟合参数数量。整数n是拟合过程中使用的独立分析函数数量。

在轮廓分析中，高斯函数可以是要用于为纤芯图像峰所处的轮廓建模的适合分析函数。因此，等式(1)可简化为：

${\mathrm{\χ}}^2=\frac{1}{N-\mathrm{\μ}}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\frac{F_i\left(x_i\right)-G(x_i;a_1;a_2)-C}{\mathrm{\Δ}{F}_i}\right)}^2---\left(2\right)$

式中，G(x_i；a₁；a₂)是具有拟合参数a₁和a₂的高斯函数。参数a₁和a₂分别表示在轮廓中最高峰的预期中心位置和该峰的半高宽(FWHHM)。最佳拟合参数集{a_1，best；a_2，best；C}是将表示测量数据的概率最大化的那些参数。实际上，搜索的是产生χ²≈1结果的拟合参数。通过用明确的拟合环来改变拟合参数，并计算χ²的对应值，得出用于表示纤芯图像峰的{a_1，best；a_2，best；C}的最佳拟合值的值χ²≈1。因此，纤芯图像峰的位置由a_1，best给出。用于拟合参数的初始值{a_1，0；a_2，0；C}通过图像的预分析确定，并且例如可使用以下值：a_1，0＝x_i{Max(F_i)}，a_2，0＝2{a_1，0-x_k[Max(F_i)/2]}，C＝Min{F(x_i)}。

要得到更好的统计资料，可为每个位置x_i拍摄多个图像(m)。如果假设每个单独图像的对应强度是h_i，l(x_i)，l＝1、2、…、m，则值F_i(x_i)将通过对从图像得到的测量强度求平均来确定，即：

$F_i\left(x_i\right)=\frac{1}{m}\underset{l=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{i,l}\left(x_i\right)---\left(3\right)$

但是要强调的是，根据基本数学，光强度轮廓在原理上可通过一组基本函数表示，如二次函数、多项式函数、对数函数、指数函数等。要使用的分析函数的选择主要取决于执行模型计算的对中精确度和时间。因此，对于给定类型的光纤，满足有关明确对中精确度和时间要求的任何函数应被视为适合的模型计算函数。典型的示例是实际上已成功用于快速分析和确定纤芯峰中心的二次函数。

对于要接合的有相同包层直径的两个光纤端部和对于要接合的有相互只是较小差别或较大差别的包层直径的两个光纤端部，对中工序能够以不同的方式执行以更快地完成一些工序或者简化工序。通常，明显的是，在有关工艺中为两个光纤如上定义的“最佳”对中位置相互足够接近时，对中过程可能使用单个物平面位置和为此物平面位置捕获的照片。随后，此单个物平面位置可以某种方式从已确定对中位置得出，例如为其均值，或者甚至是两个光纤端部之一的对中位置，这种情况因而只要求为一个光纤端部搜索对中位置。否则，可能要为每个对中位置捕获单独的照片并进行评估。

下面三种情况可考虑用于纤芯对中方法，但相同的情况可能也适用于中心聚焦方法：

(a)如果要接合的光纤包层直径相同，则即使只有一个光纤用于搜索纤芯图像，也可能得到相同质量的两个光纤纤芯图像。实际上，可通过在所考察的查看方向上动态搜索产生移动的光纤端部的纤芯图像最佳质量的物平面位置来完成此操作，此光纤端部当时在垂直于所考察的查看方向的平面中移动。在图13a和图13b的照片中，此类最佳位置分别用于中心聚焦情况和纤芯焦点情况的左光纤端部。使用的物平面位置似乎提供了对执行相应类型对中足够好的照片。

(b)如果要接合光纤的包层直径之间的差较小，例如，在较细光纤的直径的10％-50％或甚至在10％到100％范围内，则在进行对中时，使用仅限于较细光纤的物平面最佳位置可能就足够。对于纤芯对中而言应知，较粗光纤的图像因而可能不具有最佳质量，但在大多数情况下，该质量对于进行精确对中可能是可接受的，参见图14a的照片，其中包层直径之间的差实际上是较细光纤直径的150％。但是，不可使用较粗光纤的最佳物平面位置，这是因为较粗光纤的透镜效应起主导作用，如果使用该物平面，则不可能观察到较细光纤的纤芯14′，参见图14b的照片。只使用一个光纤端部的图像进行对中的优点明显在于对中工序可变得更迅速，在此情况对纤芯对中工序要求的总时间更短。这对于中心聚焦对中工序同样明显适用。

(c)如果要接合的两个光纤包层直径之间的差较大，例如，分别大于较细光纤的直径的50％或100％，则只使用一个物平面位置进行对中时，可能出现根据(a)所述的方法或根据(b)所述的方法均不可成功使用的情况。在这种情况下，可转为使用两个光纤中各自的物平面12的最佳位置，这意味着先使用光纤端部之一的最佳位置来确定在其图像中此光纤端部的基准位置，如其纤芯14′的位置，随后，使用另一光纤端部的最佳位置来确定其图像中其基准位置，之后计算如在X和Y方向中当前的一个方向上看到的偏移，并且最后通过在垂直于当前查看方向的平面中适合的位移来重新定位光纤端部，以将计算得出的偏移减至最小。因此，此方法(c)是一个通用的方法，适用于所有情况，但它可能需要相当长的一段时间。实际上，对于例如图15a和图15b的照片中显示的中心聚焦对中，使用此方法可能是理想的，其中，最佳物平面位置分别用于较细和较粗光纤(左、右光纤端部)。

如果要接合的两个光纤包层直径可通过成像***6、11自动确定，则可根据包层直径之间的差，自动进行如(a)、(b)和(c)所述的适合方法的选择。否则，用户可输入某种命令，确定要使用的方法，以及在需要或适用时，确定用于对中工序的图像是左或/和右光纤端部的图像。

图11a中示出了可执行上述方法的自动光纤接合器的更多细节。光纤13、13′让其端部区域位于电极尖端21之间，在其间为加热光纤端部而放电23，放电的强度由电极21之间的电流强度控制。由透镜7代表的光学***也类似于图1，在两个垂直方向上示出两个相机的光敏区9中的光纤端部区域，光敏区例如是承载CCD元件的板。数字成像处理***11用来处理来自光敏区9的电信号，从而监视使用的光纤13、13′，并通过控制光纤的位置确定装置和电极电流强度来完成接合过程。该图像处理***连接到监视器或显示单元29，以显示照片，例如所捕获的两个照片之一。如图所示，根据由图像处理***11形成的特定类型照片还可示出如在两个垂直方向上所看到、彼此相对的光纤端部之间的接合位置。

在图11b的示意图中，示出了自动类型光纤接合装置在电气结构上的更多细节。接合装置具有夹具或固定器31，在定位和接合期间光纤13、13′的端部放置且牢固保持在其中。夹具可在三个正交坐标方向上移动，两个夹具均平行于光纤纵向Z向，并在垂直于此方向的两个方向即X和Y方向上。夹具31由控制马达33沿未示出的适合的机械导轨位移。到电极21和光源1、马达33和相机6的电线从电路模块35延伸，分别从驱动电路39和41延伸以及从电子电路模块35中的视频接口43延伸，图中只示出一条电路。到相机的控制线用于使相应相机中包括的光学***物平面位移。适合的图像信号从视频接口43输送到图像处理与图像分析单元11。各种过程步骤由例如包括一个或多个适合的电子微处理器的控制电路单元45控制。控制电路45执行上述过程步骤，并因此通过在适合的位移方向上为马达33供电来控制光纤端部彼此相对的位移，并且提供信号到图像处理与图像分析单元11，以启动不同种类的获得照片的分析操作。此外，控制电路45控制熔融电流要开始提供到电极21的时间和此电流要输迭的期间及电流强度。

因此，在接合操作中，先在夹具31中夹紧光纤13、13′端部，通过使用如由电子电路单元35控制的光源1、相机6和马达33将光纤端部对中，并最后通过为电极21供电来形成放电，加热光纤端部并由此使其熔融而相互接合。

为选择在对中工序中是要使用仅一个物平面位置还是要使用为两个光纤端部确定的物平面位置，可在控制电路单元45中设置一个单元193。此单元此外可包括子单元194，用于存取两个光纤端部的直径，例如手动输入接收表示直径的值，或者它可用于命令成像***6捕获照片，由图像单元11从捕获的图像确定此类值。此外，单元193可包括用于比较直径值的子单元195和用于做出正确决定或选择的子单元196。

控制电路单元45还可包括用一些已确定光学设置进行对中的通用单元197，并且该子单元又可包括用于在其纵向上定位光纤端部的子单元198。下面将描述包括在电子电路单元35中的其它单元，以及在示范实施例中明确描述的、例如包括在控制电路单元45和图像单元11中的其它单元。

现在将参照图10a、10b、10c和10d的简化程序流程图和电子电路模块35中包括的对应单元，简要描述用于查找适合物平面位置和用于上述光纤的位置确定和对中的各种方法。

图10a的流程图示出为查找自聚焦位置或实现自聚焦效应及使用该效应将两个光纤对中的光学***设置而使用的主要步骤。在过程的所有步骤中使用了选定的查看方向，X或Y方向。在第一步骤201中，其端部由夹具31保持和夹紧的两个光纤粗略地进行预对中。预对号步骤例如可手动执行，或者参见图11b，通过控制电路45中的预对中装置51，在图像处理与分析单元11的适用单元的帮助下执行。此类预对中步骤51可借助于相机6自动拍摄的照片的引导并在如图像单元11未示出的适用单元的分析，由控制马达33相应地将夹具31位移，单元51随后也将适当的命令发送到视频接口43和图像单元。

然后，通过进入第一子过程，查找随后将在其中搜索自聚焦位置的区域而启动查找所需设置的过程。这通过启动用于确定自聚焦位置的通用单元53和用于执行第一子过程(即先查找预期可找到自聚焦位置的物平面设置15区域)的单元55来进行，也参见图12a，这些单元包括在控制电路单元45中。首先，在步骤203中，成像***6设在适合的初始位置，这种情况下也称为起始位置，以将光学***7的物平面15设于面向成像***的光纤侧附近，此侧称为近侧。它可由对应的单元57执行，该单元将适当的信号通过驱动电路41发送到光学***7，并在需要时发送到视频接口43和图像单元11以检查已达到所期望的最近位置。随后在单元59执行的步骤205中，启动对于在选定方向看到的保持光纤端部中的第一个端部的设置过程，其中将拍摄关于两个相邻光纤端部的照片。单元59随后相应地命令视频接口，且捕获的照片由图像处理与分析单元11接收。在下一步骤207中，确定捕获照片中第一光纤端部图像的强度轮廓中心峰结构的高度H1，该高度可以是如上所述的相对高度或总对比度值，此操作由命令图像单元11中的单元63从捕获图像中的选定光纤端部图像来获得强度轮廓并命令单元65从强度轮廓确定值H1的单元61启动。

随后，对于从其光纤端部的图像中得到了强度轮廓和值H1的光纤所属光纤类型，确定已确定值H1是大于还是等于对该类型有效的阈值H1_high。也参见图11b，这在步骤209中由比较单元67执行，对于阈值H1_high，该步骤使用从在存储器71中存储位置69存储的不同类型光纤的参数表所取的值，具有当前光纤端部的光纤所需类型存储在存储位置73。如果比较结果为“否”，则执行步骤211，在该步骤中将光学***7的物平面15在选定查看方向上从光纤位移预定的步距或具有预定长度的步距。单元75随后发送命令到成像***6，以从存储位置77获得的长度为s1的步距更改光学***的设置。随后，再次执行步骤205、207和209，由相应的单元执行。

如果在步骤209中确定高度H1满足条件，则通过启动在控制电路单元45的单元53中包括的单元79，终止第一子过程，并进入第二子过程。随后执行步骤213，在该步骤中确定第一光纤端部图像的强度轮廓中心峰宽度W1，此操作由单元79中的单元81控制，单元81命令图像单元11中单元83处理已经由单元63确定的强度轮廓。在步骤215中，随后确定已确定宽度是否足够小，即，与表征光纤类型的值W1_min的偏差量是否小于预定偏差值δ1。比较操作由控制单元45中的比较器85执行，该比较器分别从存储位置69中的表和用于存储预定最大偏差值的存储位置87获得值W1_min和δ1。

如果已确定宽度W1不够小，则成像***的设置在步骤217中被更改预定的量，即对光学***7进行调整以使物平面15位移预定步距s2，即具有预定长度s2的步距，此位移从离开第一子过程后，即在其中条件满足时在步骤209后发现的物平面新起始位置开始，并且在此位置附近来回位移。实际上，此设置更改可通过以下方式进行：

1.选择方向，例如离开选定光纤端部。

2.在选定方向使物平面15以位移步距s2位移。

3.继续执行为选定光纤端部拍照和确定W1的步骤。

4.如果已确定的W1值有增大的趋势，则返回上面确定的新起始位置，并将方向改为相反的方向，即朝向选定光纤端部。

5.再次执行步骤2-4。

更改步距可由单元89命令，从存储位置77获得步距长度的步距值s2。步距s2可优选为小于在前一子过程中使用的步距s1，甚至小得多。在步骤219中，根据单元91的命令，再次在选定查看方向捕获照片。随后，再次执行步骤213。

如果在步骤215中确定宽度W1足够小，则物平面15的自聚焦位置已达到，于是终止第二子过程。如在与选定光纤端部相关联的存储位置95中存储表示设置的值的单元93所执行的一样，在步骤221中可存储光学***7的当前设置。随后，在步骤223中可确定中心峰结构或强度轮廓的中心位置，或某种等效量，如在中心峰结构中为其取最大值的位置。此步骤的执行可由单元97控制，该单元将命令发送到图像单元11中的执行必要计算的单元99。例如，可使用如上所述使用强度轮廓的导数的方法。但是，此方法要求在中心峰侧面所在的强度轮廓区域中有足够数量的像素。如果侧面太陡，则可能无法以令人满意的精确度确定导数。在这种情况下，物平面15可在两个相反方向中的任一方向上稍微移离所发现位置以自聚焦，如位移某种预定步距，即具有某种预定长度的步距。需要时，可如上参照图9所述从取自垂直于所考察的光纤端部的不同平行线的多个强度轮廓和/或为在所发现的最佳位置附近的物平面15少数几个不同位置确定中心峰的中心。

用于在一个/多个捕获照片的选定光纤端部图像中确定中心峰位置的步骤，例如可以是如图10b流程图中所示的那些步骤。

在步骤223中已从第一光纤端部图像获得的强度轮廓中确定中心峰位置后，在步骤225中为同一照片中可看到的另一光纤端部重复执行相同的过程，即步骤203-223。这可由单元101控制，该单元通过使用存储正在或者要分析其图像的当前光纤端部指示符的存储位置103，选择诸如左或右光纤端部的光纤端部。在最后步骤227中，通过在垂直于选定查看方向的平面中启动至少一个马达33，将夹具31保持的光纤端部移动根据两个光纤端部照片的中心峰中心位置确定的步距或距离，以将中心峰相互对中，由此实现所期望的“中心聚焦”对中，实际产生如在选定查看方向上看到一样的光纤包层14对中。或者，光纤端部可在移动操作中位于如在选定查看方向上观察到一样的彼此的所期望距离DX_des、DY_des。移动步骤227可由控制单元45中的单元105执行和控制，控制单元又可用单元106来确定在垂直于选定查看方向的平面中看到的两个光纤端部之间的偏移，该单元例如计算在步骤223中确定的位置之间的差，该位置由单元99计算。

随后，可为其它查看方向执行如图10a所示的相同过程步骤，这由选择诸如水平或垂直查看方向或前端部或后端部查看方向等查看方向的单元107控制，利用存储正在或要分析其照片的当前查看方向指示符的存储位置109。

如上为步骤223所述，要在从捕获照片的光纤端部图像获得的强度轮廓中确定中心峰的位置，即其中心或取最大值的位置的某种测量，可执行一个过程，如涉及“散焦”操作的图10b所示的过程。如上假设查看方向已选定。在第一步骤301中，选择使光学***7的物平面15位移的方向。此方向可远离或朝向所考察的光纤端部。在下一步骤303中，沿以前已捕获的照片的选定光纤端部图像中的第一线确定强度轮廓。随后在步骤305中确定强度轮廓的导数，并且随后在步骤307中确定指示中心峰侧面的导数中的正峰和反峰，参见图7和上面引用此图的描述。上述确定包括确定这些峰的区域，尤其是确定像素数量，即在每个此类区域中强度轮廓函数的点或离散变量，参见步骤309。随后，在步骤311中询问这些确定数量是否足够，如数量是大于还是等于预定数量p，以在后一步骤中获得对于为其取正或负步距极值的位置的令人满意的确定。如果数量不足够，则执行步骤313，在该步骤中询问选定方向上的散焦是否已太远，即，选定方向上的步距数量是大于还是等于预定数量d。如果这是真实情况，则在步骤315中更改选定方向，并且在步骤317中使物平面位移到其起始位置。在此步骤后，并且也在选定方向上的步距不太多情况下的步骤313后，在过程步骤319中在选定方向上使光学***7的物平面15位移具有长度s3的步距。这是“散焦”步骤。在下一步骤321中，捕获照片，之后再执行步骤303。

如果在步骤311中确定像素数量足够，则执行步骤323，在该步骤中确定导数中极值的位置或者正峰和反峰的中心。在步骤325中，通过取上一步骤中确定的位置均值，确定强度轮廓中的中心峰的中心位置测量或实际最大值。在任选步骤327中，如果尚未确定和分析足够数量的强度轮廓，则沿捕获照片中另一线确定强度轮廓。随后，如更早执行的一样，在步骤329中确定此强度轮廓的导数，在步骤331中定位导数中的正峰和反峰，并随后再执行步骤323。如果根据在步骤327中的确定，已沿充分数量的平行线分析了强度轮廓，则在最终步骤333中，以某种适合方式确定在最新捕获照片的所考察的光纤端部图像中的中心峰的准确位置，如计算在步骤325中确定的均值或均值的平均值，或者为获得适用于对中工序的更准确测量，使用上述线性回归方法，将已确定均值拟合到直线并将峰的位置作为此直线击中接合平面的点，接合平面一般是垂直于所保持光纤端部的纵向的平面，穿过电极21点，并被视为捕获照片中的垂直线。

图10a描述的步骤227中的过程可以如图10c流程图步骤所示的“级联”方式并用图11b和图12b中所示的单元执行。在由单元121执行和控制的第一步骤401中，在垂直于选定查看方向的平面中将光纤端部彼此之间移动某个距离，使它们相互之间充分隔开。随后，将它们在反方向移动以吸收机械间隙。例如，如果机械间隙等于P，并且选定查看方向上的所期望偏移值等于Δ_des，则光纤端部须从近似对中或预对中位置相互移开至少(P+Δ_des+r)的距离，然后在反方向上移动距离P，其中，r是小的预定量。

成像***或相机6的光学***7在步骤403中设为拍摄两个光纤端部中第一个端部的照片，例如通过从存储单元95或下文要描述的存储单元183之一获取有关设置的信息。此步骤可由单元122执行。在下一步骤405中，如单元123所命令而拍摄照片。在步骤407中，确定基准位置，如所考察的捕获照片中的光纤端部图像中的中心峰中心的位置或中心峰最大值所处位置或捕获照片中端面的位置，此步骤由单元127启动和控制。单元127命令图像单元11中的单元129中的适当单元来确定基准位置，如通过启动上述单元99以确定中心峰的位置，或者如单元131等某个其它单元以确定中心峰得到其最大值的位置，或者单元132以确定第一光纤端部图像中端面的位置。单元131例如可使用上述卡方拟合方法。在下面的步骤409、411和413中，为第二光纤端部重复进行前三个步骤403、405和407。这可由所述用于前三个步骤的相同单元执行，由单元133控制以选择其图像要处理的光纤端部，单元133例如使用存储单元103。

在通过执行步骤413两次而确定了两个光纤端部图像中的基准位置后，在步骤415中确定图像中已确定基准位置之间的偏移或距离ΔX、ΔY或ΔZ，这在单元129中执行。在下一步骤417中，询问已确定偏移是否分别足以等于所期望偏移或距离值ΔX_des、ΔY_des或ΔZ_des，如与其偏差至多为δ4或δ5的量。从照片获得的所期望偏移或距离值对应于真实的机械所期望的偏移或距离值DX_des、DY_des或DZ_des。此步骤可在比较器131中执行，使用从存储位置87获得的各自的最大偏差值δ4和δ5。如果比较的结果是偏移或距离充分地接近期望值，则终止此过程。否则，在步骤419中由单元133用相机6放大倍数值计算将光纤端部彼此之间机械移动的对应距离。在下一步骤421中，该计算出的距离被减小一个倍数，在该步骤中，单元135从的存储了用于不同距离的倍数的存储位置137(可能是表)获得倍数。随后，在步骤423中，在垂直于选定的所考察的查看方向的平面中，在与用于吸收间隙的步骤401的最后部分中相同的方向上将光纤端部彼此之间移动与减少的已计算步距相等的距离或位移步距，这由单元139控制。随后，再次执行该过程，从步骤403开始并继续重复过程，直至在步骤417中确定从拍摄照片确定的偏移对于期望值已充分。

显然，对于步骤417的比较操作，可不使用从捕获照片直接获得的偏移或距离ΔX、ΔY或ΔZ和对应的所期望偏移或距离值ΔX_des、ΔY_des或ΔZ_des，而是可使用对应的机械偏移或距离DX、DY或DZ和所期望的机械偏移或距离DX_des、DY_des或DZ_des，这需要进行如在步骤419中执行的计算。

现在参照图10d的流程图和图11b和图12c中所示的单元，简要地描述纤芯对中方法。此方法的过程步骤可由纤芯对中装置151控制。在第一步骤501中，两个光纤端部进行预对中，例如由单元51或执行中心聚焦方法的单元141执行，单元141例如包括上述用于执行此方法的各种单元。最佳物平面位置由单元153确定。

接着，启动一个子过程，以确定随后将搜索的物平面15的最佳可能位置的适合范围，或确定一个适合的第一位置，从该位置或在该位置附近随后将搜索物平面15的最佳可能位置，这由单元155控制。对于选定查看方向，成像***6在第二步骤503中设为使其物平面15充分远离光纤端部，即，与端部有较大距离或者在远端位置，这由发送适当命令到成像***6的单元157执行。在下一步骤505中，随后根据单元159的命令在选定查看方向上捕获照片，并在步骤507中，以如上为步骤207所述的相同的方式，为两个被保持光纤端部中的一个选定的端部确定值H1。单元161通过发送控制信号到用于从捕获图像中选定光纤端部图像确定强度轮廓的单元63和H1确定单元65，对值H1的确定进行控制。或者，单元161可与如用于本文所述许多其它单元相同的方式，本身包含未示出的子单元，以执行诸如H1确定中包括的所述的两个步骤那样的一个或多个基本步骤。在步骤509中，比较已确定值H1和阈值H1_th，此步骤由为在存储位置69存储的表中相应光纤类型查找值H1_th的比较器163执行。如果比较结果是已确定值H1大于阈值，则执行步骤511，在该步骤中，在选定查看方向上将成像***6的物平面15向光纤端部移动预定步距s4，即具有预定长度s4的步距。此步骤由从存储位置77存取s4值的对应单元165执行。如果在步骤509中确定已确定值H1小于或等于预定阈值H1_th，则终止用于查找适合范围或区域或第一位置的子过程。

随后进入用于查找最佳物平面位置以获得由纤芯14′生成的图像的另一子过程，这由单元167执行。对于捕获照片和选定光纤端部的图像，在步骤513中确定值H2，这由用以命令单元63确定强度轮廓的单元169和用于从强度轮廓确定值H2单元171进行控制。在下一步骤515中，询问已确定值H2是否足够高，即与假设的最大值H2_max偏差量至多为δ2。这在从存储位置69中存储的表获取最大值H2_max，并从存储位置87获取偏差值δ2的比较器173中执行。如果在步骤515中确定值H2不够高，则执行步骤517，在该步骤中，以如上为图10a中步骤217所述方式相同的方式，在离开第一子过程并进入第二子过程，即进入步骤513时物平面具有的位置附近，来回移动光学***7的物平面15。移动以预定长度s5的步距进行，此长度最好较小，如远远小于在为查找最佳物平面位置的此子过程搜索起始位置中使用的预定步长s4，参见方框511。此移动由单元177控制，该单元从存储位置77检索步长s5，并将适当的命令发送到成像***6。随后，在步骤519中并且由单元179控制，在选定的查看方向拍摄照片。随后再次从步骤513开始，执行第二子过程。如果在步骤515中确定值H2足够高，则终止此子过程。

现在可在步骤521中存储光学***7的实际设置，例如按照在两个存储位置183中相应的一个中存储设置的单元181的命令。随后，可在步骤523中，确定中心峰结构中的中心峰中心或最大值的位置，或者强度轮廓中的某等效量。此步骤的执行可由单元185控制，该单元将命令发送到执行必要计算的基准确定单元129中包括的某个单元。需要时，参照图9和图10b所述，可从垂直于所考察的光纤端部的不同平行线得到的多个强度轮廓确定中心峰的中心。

在步骤523中已确定选定光纤端部图像中的中心峰位置后，在步骤525中为在相同照片中可看到的两个光纤端部的另一光纤端部，对于相同的选定查看方向，重复进行包括步骤501-523在内的整个过程。这可由单元187控制，该单元通过使用存储正在或者要分析其图像的当前光纤端部指示符的存储位置103，选择诸如左或右光纤端部的光纤端部。在最终步骤527中，通过在垂直于选定查看方向的平面中启动至少一个马达33，将夹具31保持的光纤端部彼此之间移动根据两个光纤端部图像中的中心峰已确定位置确定的距离，以将中心峰相互对中，由此实现如在选定查看方向上看到一样的所需纤芯对中，或者可将纤芯置于相互间隔所期望的距离。此步骤可由单元189使用如图10c所示的“级联方法”执行。通常，该单元可用单元191来确定在垂直于选定查看方向的平面中看到的两个光纤端部之间的偏移，此单元例如计算由单元99计算的在步骤523中确定的位置之间的差。

来看图10a，可为其它查看方向执行图10d所示的相同过程步骤，这由选择查看方向的单元107控制，使用存储当前查看方向指示符的存储位置109。

在图11b和图12a、图12b和图12c中，已提供了用于执行如本文公开的过程不同任务和步骤的单元和子单元特定示例及其组织和关系的特定示例。但是，本领域技术人员明白，执行过程所期望的单元和子单元可以多种备选、等效的方式设计、组织和相关，如成组的任务和步骤可由单个单元或子单元执行，而不是由多个单元和/或子单元执行，或者由不同于本文所述的多个单元和/或子单元执行，用于特殊任务或步骤的单元或子单元可包括在不同于本文所述的单元和/或子单元中，以及一些任务和步骤的执行可分割到多个单元和子单元之间，而不是由单个单元或子单元执行。具体而言，所述图中所示的基本单元，即在所述过程中只执行小的基本步骤的所有单元可全部视为只包括在电子电路单元35中，而不包括在执行包括多个基本步骤的工艺的各种主单元中。

虽然本发明的特定实施例已在本文示出和描述，但可认识到本领域技术人员将易于实现许多另外的优点、修改和更改。因此，在其更广的方面，本发明不限于本文所示和所述的特定细节、表示装置和所示示例。因此，在不脱离如权利要求书及其等效物所定义的通用发明要旨或范围的情况下，可进行各种修改。因此，要理解随附权利要求书旨在涵盖在本发明真正精神和范围内的所有此类修改和更改。

Claims (19)

1.一种通过使用将两个平行光纤端部相对于彼此移动的机械***对两个光纤端部定位以在垂直于查看方向的平面中得到彼此之间具有所期望偏移的位置的方法，所述机械***具有间隙，所述方法包括以下的连续步骤：

-在初始步骤中，在所述平面中将两个光纤端部在第一方向上相对彼此移到远端位置，并随后在相反的第二方向上移到开始位置以吸收间隙，所述远端和开始位置选择成使得能够在所述第二方向上从所述开始位置移动所述两个光纤端部以得到所期望偏移；

-在所述平面和所述第一、第二方向上确定两个光纤端部各自的基准位置；

-计算所述基准位置的差值；

-确定所算出差值是否与所期望值偏离至多为预定最大偏差值；以及

-如果已确定所算出差值与所期望值偏差超过所述预定最大偏差值，则执行以下的连续步骤1)-4)：

1)降低所述差值以形成移动距离；

2)在所述平面中所述第二方向上将所述两个光纤端部相对于彼此移动所述移动距离；以及

3)随后从为所述两个光纤端部的各自端部确定基准位置的步骤开始，重复各步骤；

4)从而在确定所算出差值与所期望值的偏差至多为所述预定最大偏差值的情况下，得到所述两个光纤端部的所期望位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将所述差值乘以小于1且大于或等于1/2的因子来降低所述差值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将所述差值乘以小于1的因子来降低所述差值，用于较大差值的因子大于用于较小差值的因子。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述差值乘以取决于所述差值的因子来降低所述差值，该因子具有对从用于较大差值的较大值减小到用于较小差值的较小值的差值的指数相关性。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在移动两个光纤端部的初始步骤中，所述平面中的所述第一方向选择为垂直于所述两个光纤端部共同的纵向。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定两个光纤端部各自的基准位置的步骤中，所述基准位置被确定为所述两个光纤端部中一个相应端部的纤芯的位置。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定两个光纤端部各自的基准位置的步骤中，所述基准位置被确定为所述两个光纤端部中一个相应端部的中心线或纵轴的位置。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在移动两个光纤端部的初始步骤中，所述平面中的所述第一方向选择为平行于所述两个光纤端部共同的纵向。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定两个光纤端部各自的基准位置的步骤中，所述基准位置被确定为所述两个光纤端部中一个相应端部的端面的位置。

10.一种将两个光纤端部相互接合的方法，包括以下步骤：

-用如权利要求1所述的方法定位所述两个光纤端部；以及

-之后，将所述两个光纤端部在其端面相互连接，加热在所述端面的区域，并将所述光纤端部在它们的端面相互熔合。

11.一种将两个光纤端部相互接合的装置，包括：

-夹具，各夹具配置成保持两个光纤端部之一，以使所述两个光纤端部的纵向大致相互平行；

-马达，联接到所述夹具以移动所述夹具从而移动所述光纤端部；

-电极，用于在电极尖端之间产生电弧，所述电弧将所述两个光纤端部在端面区域加热，在所述端面将材料熔合而形成接合；

-成像***，用于在查看方向捕获所述光纤端部的照片，所述成像***包括光学***；

-电子电路单元，所述电子电路单元包括下列组件1)-9)：

1)控制单元，连接到所述马达以驱动它们，连接到所述电极以为所述电极供电，并连接到所述成像***以调整并命令它捕获照片；

2)图像单元，连接到所述成像***以接收代表所捕获照片的信息；

3)用于控制马达的单元，用以将所述两个光纤端部在第一方向相对于彼此在垂直于所述查看方向的平面中移到远端位置，并随后在相反的第二方向上移到开始位置以吸收须为这些移动而启动的所述马达和相关联的机械联接中的间隙，所述远端和开始位置选择成使得所述两个光纤端部能够只在所述第二方向上从所述开始位置移动以一次或多次移动来得到所期望偏移；

4)用于确定基准位置的单元，其为所述两个光纤端部各自确定在所述平面和所述第一、第二方向上的基准位置；

5)用于计算所确定基准位置的差值的单元；

6)用于确定所算出差值是否与所期望偏移偏差至多为预定最大偏差值的比较器；

7)用于在所述比较器确定所算出差值与所期望值的偏差超过所述预定最大偏差值的情况下，启动以下两个单元的单元：

8)用于降低所算出差值以形成移动距离值的单元；以及

9)用于控制所述马达来移动夹具的单元，并由此移动所述两个光纤端部，移动距离等于在所述平面中所述第二方向上相对于彼此的移动距离的形成值；

-在所述比较器确定所算出差值与所期望值的偏差至多为所述预定最大偏差值的情况下，为所述电极供电以将所述两个光纤端部相互接合的单元。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，用于降低所算出差值的单元配置成通过将所述差值乘以小于1且大于或等于1/2的因子来降低所述差值。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，用于降低所算出差值的单元配置成通过将所述差值乘以小于1的因子来降低所述差值，用于较大差值的因子大于用于较小差值的因子。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，用于降低所算出差值的单元配置成将所述差值乘以取决于所述差值的因子来降低所述差值，该因子具有对从用于较大差值的较大值减小到用于较小差值的较小值的差值的指数相关性。

15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，用于控制所述马达的单元配置成用作垂直于所述两个光纤端部共同纵向的第一和第二方向。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，用于确定基准位置的单元配置成将光纤端部的基准位置确定为所述光纤端部纤芯的位置。

17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，用于确定基准位置的单元配置成将光纤端部的基准位置确定为所述两个光纤端部中一个相应端部的中心线或纵轴的位置。

18.如权利要求11所述的装置，其特征在于，用于控制所述马达的单元配置成用作平行于两个光纤端部共同纵向的所述第一和第二方向。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，用于确定基准位置的单元配置成将光纤端部的基准位置确定为所述光纤端部的端面的位置。

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