DE3888306T2

DE3888306T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schweissen von polarisationshaltenden optischen Fasern.

Info

Publication number: DE3888306T2
Application number: DE3888306T
Authority: DE
Inventors: Kenichiroh Itoh; Suzuki Naomichi; Hiroyuki Taya; Mikio Yoshinuma
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1994-10-13
Anticipated expiration: 2008-12-03
Also published as: DE3888306T4; EP0319041A2; US4911524A; US5013345A; EP0319041B1; DE3888306D1; EP0319041A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern.
Wie die Fig. 1A-1C zeigen, hat ein polarisationserhaltender Lichtwellenleiter bzw. Lichtleiter 14 einen Kern in seiner Mitte und ein Paar von Beanspruchungsaufbringelementen 18 auf beiden Seiten des Kerns. Dieser Lichtleitertyp wird allgemein als "PANDA"-Lichtleiter bezeichnet. Um zwei solche Lichtleiter 14 durch Schmelzspleißen zu verbinden, wird ein Ausfluchten von Lichtleitern 14 durchgeführt, so daß die Richtung, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente 18 des einen Lichtleiters senkrecht ist, in bezug auf die Richtung, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente 18 des anderen Lichtleiters senkrecht ist, wie nachfolgend erläutert angeordnet ist. Dabei sind, wie Fig. 1A zeigt, die beiden Richtungen einander gleich; wie Fig. 1B zeigt, ist die eine Richtung gegenüber der anderen um 90º verlagert; und wie Fig. 1C zeigt, ist die eine Richtung gegenüber der anderen um 45º verlagert. Zu diesem Zweck muß zusätzlich zu der Ausfluchtung in x- und y-Richtung und der Justierung eines Abstands zwischen den Lichtleiterenden in der z-Richtung eine Ausfluchtung in der Umfangsrichtung, d. h. der R-Richtung, durchgeführt werden.
Die Fig. 2A und 2B zeigen eine Vorrichtung (JP-A-61-115901) zum Schmelzspleißen eines Paars von polarisationserhaltenden Lichtleitern.
In Fig. 2A und 2B sind polarisationserhaltende Lichtleiter mit 1 bezeichnet; 12 sind ummantelte Leiterbereiche, und 14 sind freigelegte bzw. abgemantelte Leiterbereiche.
20 sind V-Nutblöcke, die fähig sind, in x- und y-Richtung bewegt zu werden. Jeder Lichtleiter 14 wird auf einen Block 20 gelegt und von einer Leiterfestlegeeinrichtung 22 festgelegt.
24 sind z-Achsen-Tische. Jeder ummantelte Bereich 12 wird auf einen Tisch 24 gelegt und von einer Mantelfestlegeeinrichtung 26 festgelegt. Jeder Tisch 24 kann um einen Zapfen 28 in Richtung eines Pfeils 30 geschwenkt werden, so daß sich die Oberfläche des Tischs 24 in der z-Richtung bewegt.
32 sind Halterungen zum drehbaren Abstützen von zylindrischen Elementen 34A und 34B. In Fig. 2A ist eine Stellscheibe 36 direkt mit dem Element 34A verbunden.
Zwei Arme 38 (in Fig. 2A ist nur einer gezeigt; siehe Fig. 2B) springen von jedem der Elemente 34A und 34B vor, und R- Festlegeeinrichtungen 40 sind an ihren fernen Enden gebildet.
Jede Festlegeeinrichtung 40 hat eine V-Nut 42 (Fig. 2B). Wenn zwei Arme 38 nahe zueinander bewegt werden, wird der ummantelte Bereich 12 auf der Führungsplatte 4 bewegt und in den V-Nuten 42 auf genommen.
In diesem Zustand wird durch Drehen der Stellscheibe 36, die mit dem zylindrischen Element 34A verbunden ist, der Lichtleiter 10 in seiner Umfangsrichtung, d. h. in R-Richtung, gedreht.
Ein Zahnrad 46 ist mit dem zylindrischen Element 34B direkt verbunden und wird von einem Motor 48 gedreht.
Der Tisch 24 und die Halterung 32 sind an einem einzigen Block (nicht gezeigt) angebracht, der fähig ist, unter Verwendung eines Motors in Richtung der z-Achse bewegt zu werden.
50 ist ein Anschlagstab bzw. Abstandselement; 52 sind Spiegel, die auf beiden Seiten des Oberendes des Stabs 50 angebracht sind, und 54 ist ein Mikroskop.
Der Betrieb der so ausgelegten Vorrichtung ist wie folgt.
(1) Lichtleiter 10 werden in die Vorrichtung gelegt und von den Leiterfestlegeeinrichtungen 22, den Mantelfestlegeeinrichtungen 26 und den R-Festlegeeinrichtungen 40 festgelegt.
(2) Ein Anfangsabstand zwischen den Endflächen der zu verschmelzenden Lichtleiter 10 wird eingestellt.
Zu diesem Zweck wird der Stab 50 bewegt. Dabei wird der Stab 50 bis zu seiner Obergrenze nach oben bewegt, und die Lichtleiter 10 werden in z-Richtung vorwärtsbewegt, bis ihre zu verschmelzenden Endflächen an den Seitenflächen des Stabs 50 anliegen.
(3) Der Stab 50 wird nach unten bewegt, und eine Vorentladung (Feuerpolieren) wird durchgeführt, um die Endflächen zu reinigen und in den Beanspruchungsaufbringelementen flache Ausnehmungsbereiche zu bilden.
(4) Eine Grobausfluchtung in R-Richtung wird durchgeführt.
Dabei wird der Stab 50 erneut nach oben in eine Zwischenposition bewegt, und während durch das Mikroskop 54 die Endflächen der Lichtleiter 10, die von den Spiegeln 52 reflektiert werden, beobachtet werden, wird die Stellscheibe 36 gedreht, so daß die Positionen der Beanspruchungsaufbringelemente 18 des Paars von Lichtleitern der vorbestimmten Beziehung gemäß den Fig. 1A, 1B oder 1C entsprechen.
(5) Die Ausfluchtung in der x- und der y-Richtung wird durchgeführt.
(6) Eine Feinausfluchtung in R-Richtung wird durchgeführt.
Um die Ausfluchtung in der R-Richtung durchzuführen, werden die Festlegeeinrichtungen 26 gelöst, so daß die Lichtleiter 10 widerstandsfrei gedreht werden können.
(7) Die Ausfluchtung in x- und y-Richtung wird erneut durchgeführt (weil eine Achse des Kerns durch die R-Ausfluchtung versetzt ist, wenn der Kern außermittig ist).
(8) Die Lichtleiter werden miteinander schmelzverspleißt.
Die obigen Kernausfluchtungsvorgänge (5) bis (7) werden von einem System durchgeführt, das als Ferninjektions- und -detektiersystem bekannt ist.
Bei dem obigen Verfahren bzw. der Vorrichtung müssen jedoch drei Arten von Festlegeeinrichtungen 22, 26 und 40 verwendet werden, um einen Lichtleiter festzulegen. Daher ergeben sich die nachstehenden Probleme:
(1) Da die Festlegeeinrichtungen 22 und 40 weit voneinander entfernt sind, kann der Lichtleiter 10 leicht verdreht werden, während er in der R-Richtung gedreht wird.
Daher muß eine Feinstjustierung vorgenommen werden, um eine präzise Ausfluchtung in der R-Richtung zu erreichen.
(2) Wegen der großen Entfernung zwischen den Festlegeeinrichtungen 22 und 40 wird der ummantelte Bereich 12 gebogen, während der x-Achse-Tisch 24 in der z-Richtung bewegt wird. Daher kann das distale Ende des Lichtleiters 10 dem z-Richtungsvorgang nicht folgen.
Aus diesem Grund bewegt sich der Lichtleiter 10 bei Ausfluchtung in der R-Richtung nach vorwärts und rückwärts in z-Richtung, oder der Lichtleiter 10 wird beim Verschmelzen nicht auf eine vorbestimmte Weise von dem z-Richtungs-Bewegungsvorgang bewegt, was in einem instabilen Spleißzustand resultiert.
(3) Es ist ein Mechanismus notwendig, um die Mantelfestlegeeinrichtung 26 bei der R-Drehung des Lichtleiters 10 zu lösen, und die Betätigung des Mechanismus ist zeitraubend.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Situation entwickelt, und Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Vorrichtung leicht zu betätigen ist und einen gleichbleibenden Standard des Schmelzspleißens gewährleisten kann.
Die vorgenannte Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch:
(1) Anbringen einer R-Festlegeeinrichtung an einem z-Achse- Tisch, so daß die R-Festlegeeinrichtung sich in z-Richtung bewegen kann; und
(2) Vorsehen einer Mantelfestlegefunktion der R-Festlegeeinrichtung.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung angegeben zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern, die aufweist: eine in x- und y-Richtung bewegbare V-Nut-Elementeinrichtung, die freigelegte Bereiche eines Paars von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern aufnimmt; einen z-Achsen-Tisch, der in z-Richtung bewegbar ist; eine erste Festlegeeinrichtung, die die freigelegten Bereiche der Lichtwellenleiter in der V-Nut-Elementeinrichtung festlegt; eine zweite Festlegeeinrichtung, die ummantelte Bereiche der Lichtwellenleiter auf dem z-Achse-Tisch festlegt und die Lichtwellenleiter in einer Umfangsrichtung davon dreht, während sie die ummantelten Bereiche festlegt.
Gemäß der Erfindung wird außerdem ein Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern angegeben, das folgende Schritte aufweist: Beobachten eines polarisationserhaltenden Lichtwellenleiters in einer vorbestimmten Richtung unter Anwendung eines Kern-Direktüberwachungsverfahrens, um eine Referenzabbildung zu erhalten; Anordnen eines Paars von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern auf einer Linie; und Drehen des Paars von Lichtwellenleitern in einer Umfangsrichtung davon, während gleichzeitig das Paar von Lichtwellenleitern mittels eines Kern- Direktüberwachungsverfahrens beobachtet wird, so daß Abbildungen des Paars von Lichtwellenleitern mit der Referenzabbildung koinzident sind.
Gemäß der Erfindung wird außerdem ein Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern angegeben, das die folgenden Schritte aufweist: Anordnen eines Paars von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern auf einer Linie; und Drehen des Paars von Lichtwellenleitern in einer Umfangsrichtung davon unter gleichzeitiger Beobachtung des Paars von Lichtwellenleitern mit einem Kern-Direktüberwachungsverfahren, um Abbildungen des Paars von Lichtwellenleitern mit einer Abbildung koinzident zu machen, die durch Beobachten eines Polarisations-Lichtwellenleiters in einer vorbestimmten Richtung mit einem Kern-Direktüberwachungsverfahren erhalten ist.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus der nachstehenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen; die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1A bis 1C Schnittansichten, die ein Paar von polarisationserhaltenden Lichtleitern zeigen, die schmelzzuspleißen sind;
Fig. 2A eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Vorrichtung zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtleitern;
Fig. 2B einen Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 1;
Fig. 3A eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtleitern gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3B und 3C Schnitte entlang den Linien B-B bzw. C-C von Fig. 3A;
Fig. 4A eine schematische Ansicht einer Modifikation eines Teils der Schmelzspleißvorrichtung von Fig. 3A;
Fig. 4B, 4C und 4D Schnitte entlang den Linien B-B, C-C bzw. D-D in Fig. 4A;
Fig. 5A eine schematische Ansicht einer weiteren Modifikation eines Teils der Schmelzspleißvorrichtung von Fig. 3A;
Fig. 5B, 5C und 5D Schnitte entlang den Linien B-B, C-C bzw. D-D in Fig. 5A;
Fig. 6A, 7A und 8A Ansichten, die Richtungen einer Fernsehkamera zum Betrachten eines Abschnitts eines polarisationserhaltenden Lichtleiters zeigen;
Fig. 6B, 7B und 8B Ansichten, die Abbildungen von Lichtleitern zeigen, die in den Betrachtungsrichtungen der
Fig. 6A, 7A bzw. 8A von der Fernsehkamera abgebildet werden;
Fig. 6C, 7C und 8C Diagramme von Luminanzprofilen der Lichtleiterabbildungen der Fig. 6B bzw. 7B bzw. 8B;
Fig. 9A eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtleitern gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9B und 9C Schnitte entlang den Linien B-B bzw. C-C in Fig. 9A;
Fig. 10A eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtleitern gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10B einen Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 10A;
Fig. 11 eine Darstellung von Betriebsarten eines Schaltkastens in der Schmelzspleißvorrichtung von Fig. 10A; und
Fig. 12 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Schmelzspleißvorrichtung nach Fig. 10A.
Eine Schmelzspleißvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3A-3C beschrieben.
In den Fig. 3A-3C bezeichnet 10 einen vollständigen polarisationserhaltenden Lichtleiter; 12 ist ein ummantelter Lichtleiterbereich, und 14 ist ein freiliegender bzw. abgemantelter Bereich.
20 bezeichnet V-Nutblöcke, die fähig sind, in x- und y- Richtung bewegt zu werden. Jeder Lichtleiter 14 wird auf einem Block 20 angeordnet und von einer Leiterfestlegeeinrichtung 22 (einer ersten Festlegeeinrichtung) festgelegt.
Z-Achse-Tische 24 sind auf Zapfen 28 so gelagert, daß sie in Richtung von Pfeilen 30 schwenkbar sind. Eine Halterung 32 ist an jedem Tisch 24 angebracht.
Die Halterungen 32 stützen zylindrische Elemente 34A und 34B drehbar ab. Eine Stellscheibe 36 ist mit dem Element 34A direkt verbunden.
Von den Elementen 34A und 34B springen Arme 56 vor. Jeder Arm 56 hat Halbkreisquerschnitt (Fig. 3B und 3C) und eine darin gebildete Nut zur Aufnahme des ummantelten Bereichs 12 des Lichtleiters 10. Eine R-Festlegeeinrichtung 58 dient außerdem als Mantelfestlegeeinrichtung. Der Einfachheit halber sind Arme 56 in den Fig. 3B und 3C in verschiedenen Größen dargestellt.
Jede R-Festlegeeinrichtung 58 (zweite Festlegeeinrichtung), die außerdem als Mantelfestlegeeinrichtung dient, hat den in Fig. 3B gezeigten Aufbau, d. h. eine Abdeckung 60 ist an dem Arm 56 über ein Gelenk 62 angebracht und wird von einem Magneten 64 geschlossen gehalten, so daß ein in der Abdeckung 60 vorgesehener Drücker 66 gegen den ummantelten Bereich 12 des Lichtleiters 10 von einer Feder 68 gedrängt wird. In diesem Zustand wird der Lichtleiter 10 durch Drehen der Stellscheibe 36 in R-Richtung gedreht.
Gemäß Fig. 3C ist zum Einsetzen/Entfernen des Lichtleiters 10 eine Nut 70 in der Halterung 32 und eine Nut 72 in dem zylindrischen Element 34A und der Stellscheibe 36 gebildet.
74 sind Motoren, um Spindeln 76 vorwärts/rückwärts zu bewegen, um dadurch die Tische 24 zu schwenken. 31 bezeichnet Einstellplatten.
78 bezeichnen Rückstellfedern für den Tisch 24.
Ein Zahnrad 46 ist mit dem zylindrischen Element 34B direkt verbunden. Durch Betätigen der Feineinstellscheibe 80 veranlaßt das Zahnrad 46, das über ein Untersetzungsgetriebe 82 gedreht wird, das Element 34 zum Drehen, um dadurch eine Feineinstellung des Lichtleiters in der R-Richtung zu erzielen.
83 ist eine Halterung zur Abstützung von Zahnrädern 82 und der Scheibe 80.
50 ist ein Anschlagstab, der an beiden Seiten seines Oberendes Spiegels 52 hat, und 54 ist ein Mikroskop.
Der Betrieb der vorstehenden Vorrichtung wird nachstehend beschrieben.
(1) Die Festlegeeinrichtungen 22 und 58 werden geöffnet, und die Nuten 70 und 72 werden ausgefluchtet, um darin einen Lichtleiter auf jeder Seite anzuordnen. Dann werden die Festlegeeinrichtungen 22 und 58 geschlossen, und die Scheibe 36 wird um einen vorbestimmten Betrag gedreht, so daß der Lichtleiter 10 von der Leiterfestlegeeinrichtung 22 und der R-Festlegeeinrichtung 58, die auch als Mantelfestlegeeinrichtung dient, gerichtet und festgelegt wird. (Die Festlegeeinrichtung 58 legt den Lichtleiter auf die oben beschriebene Weise fest.)
(2) Ein Anfangsabstand wird zwischen den Endflächen der zu verschmelzenden Lichtleiter 10 eingestellt.
Dazu wird der Stab 50 als ein Anschlag verwendet. Dabei wird der Stab 50 nach oben bis zu seiner oberen Grenze bewegt, und die Lichtleiter 10 werden vorwärtsbewegt, bis ihre zu verschmelzenden Endflächen an den Seitenflächen des Stabs 50 anliegen.
(3) Der Stab 50 wird abwärtsbewegt, um eine Vorentladung (Feuerpolieren) zum Reinigen der Endflächen und zum Bilden flacher Ausnehmungsbereiche in den Beanspruchungsaufbringelementen durchzuführen.
(4) Eine Grobausfluchtung in der R-Richtung wird durchgeführt.
Dabei wird der Stab 50 erneut aufwärts in eine Zwischenposition bewegt, und während gleichzeitig Endflächenabbildungen der Lichtleiter 10, die von den Spiegeln 52 reflektiert werden, durch das Mikroskop 54 beobachtet werden, wird die Scheibe 36 gedreht, so daß die Positionen der Beanspruchungsaufbringelemente 18 des Paars von Lichtleitern den vorbestimmten Beziehungen der Fig. 1A-1C genügen.
(5) Die Ausfluchtung in x- und y-Richtung wird durchgeführt.
(6) Die Feinausfluchtung in R-Richtung wird durch Betätigen der Scheibe 80 unter gleichzeitiger Beobachtung eines Leistungsmessers durchgeführt.
Da weder eine unabhängige Mantelfestlegeeinrichtung noch ein dadurch bedingter Widerstand vorhanden sind, brauchen die Festlegeeinrichtungen während der Ausfluchtung in der R- Richtung nicht gelöst zu werden.
(7) Ausfluchtung in der x- und y-Richtung wird erneut durchgeführt.
(8) Ein Strom wird durch ein Paar von Entladungselektroden 201 und 202 geschickt, und ein Lichtbogen wird auf die zu verschmelzenden Endflächen aufgebracht, um dadurch das Schmelzspleißen der Lichtleiter zu bewirken.
Nachstehend werden zwei Arten von Modifikationen eines Bereichs beschrieben, der der R-Festlegeeinrichtung zugeordnet ist, die auch als Mantelfestlegeeinrichtung dient.
Erste Modifikation (Fig. 4A-4D):
Fig. 4A zeigt nur einen Bereich entsprechend dem Festlegeeinrichtungsbereich auf der rechten Seite von Fig. 3A, und die Fig. 4B, 4C und 4D zeigen Schnitte entlang den Linien B-B bzw. C-C bzw. D-D.
Das zylindrische Element 34A ist von der an dem Tisch 24 angebrachten Halterung 32 drehbar abgestützt. Ein Arm 84 springt von einem Halter 83 vor, der mit dem Element 34A integral geformt ist.
Der Arm 84 ist erhalten durch Teilen eines langgestreckten Zylinders in drei Stücke, und sein distaler Endbereich ist erweitert, so daß er dicker als der übrige Bereich ist (Fig. 4B). Drücker 86, die Sektorquerschnitt haben, befinden sich an den Innenflächen des Arms 84 (Fig. 4B), so daß der ummantelte Bereich 12 des Lichtleiters 10 von den distalen Endbereichen der Drücker 86 festgelegt wird.
88 ist eine Mantelführung, die an einem der Drücker 86 befestigt ist und eine Nut 89 zur Aufnahme des Lichtleiters 10 hat. Die Mantelführung 88 führt den Lichtleiter 10, um ihn in der richtigen Position festzulegen.
Zwei Arme 104 springen vor und sind an ihren Hinterenden an dem Element 34A mit Stiften 106 befestigt.
108 bezeichnet Zahnräder zum öffnen/Schließen der Arme 104 in gleichen Winkeleinheiten.
110 ist ein Nocken zum öffnen der Arme 104. Die Arme 104 sind normalerweise von Zugfedern 105 in einer Schließrichtung vorgespannt.
112 ist ein Hebel zum Schwenken des Nockens 110.
Ein Drücker 114 ist an dem distalen Ende jedes Arms 104 angebracht. Jeder Drücker 114 hat eine V-Nut 116 (Fig. 5C).
118 ist eine Führungsplatte, die ein langes plattenartiges Element ist. Die Platte 118 ist an dem Arm 104 angeordnet und wird auf parallele Weise in x-Richtung durch ein Langloch 120 und einen Stift 122 (Fig. 5D) bewegt.
Eine Nut 124 in z-Richtung ist in der Oberfläche der Platte 118 (Fig. 5C) gebildet, um den ummantelten Bereich des Lichtleiters aufzunehmen.
Der Betrieb dieses modifizierten Mechanismus ist wie folgt.
Wenn der Lichtleiter 10 dick ist (z. B. 0,9 mm Durchmesser), ist der Lichtleiter 10 am Grund der Nut 124 abgestützt.
Wenn der Lichtleiter 10 dünn ist (z. B. 0,25 mm Durchmesser), wird die Platte 118 nach links in Fig. 5D bewegt, so daß der Lichtleiter 10 auf der Oberfläche 126 aufliegt.
In diesem Zustand wird durch Schließen der Arme 104 durch den Nocken 110 der ummantelte Bereich 12 des Lichtleiters 10 in der V-Nut 116 festgelegt.
Die V-Form der V-Nut 116 ist sehr flach, um entweder einen dicken oder einen dünnen Lichtleiter festzulegen.
Bei der obigen Ausführungsform können die folgenden Auswirkungen erzielt werden.
Da die R-Festlegeeinrichtung 40 auf dem Tisch 24 angeordnet ist und außerdem als eine Mantelfestlegeeinrichtung wirkt, (1) kann die Festlegeeinrichtung 40 nahe an der Leiterfestlegeeinrichtung 22 positioniert sein.
Aus diesem Grund wird der Lichtleiter während der Ausfluchtung entlang der R-Achse nicht verdreht, und die Eigenschaft der Folgedrehung des Lichtleiters in bezug auf eine Drehung der R-Achse ist verbessert.
Außerdem braucht die Vorrichtung nicht justiert zu werden, so daß der Lichtleiter nicht verdreht wird.
(2) Die Entfernung zwischen Leiterfestlegeeinrichtung 22 und R-Festlegeeinrichtung 40 ist verkürzt. Wenn daher der Lichtleiter festgelegt und in der z-Richtung bewegt wird, wird der ummantelte Bereich 12 nicht ausgelenkt.
Aus diesem Grund ist die Eigenschaft der Folgebewegung der Endfläche des Lichtleiters in bezug auf eine Bewegung des Tischs 24 entlang der z-Achse-Richtung verbessert. Daher können Lichtleiter mit geringerer Steifigkeit schmelzgespleißt werden. Das ist im Hinblick auf die zu erwartende zukünftige Tendenz vorteilhaft, daß nämlich der Lichtleiter- oder der Manteldurchmesser verringert und das Material des Mantels weicher sein wird, um mit geringem Durchmesser von einem Kreisel oder dergleichen gewickelt zu werden.
Da also der Lichtleiter während der Ausfluchtung entlang der R-Achse nicht in der z-Achse-Richtung bewegt wird, kann die Ausfluchtung entlang der R-Achse mit hoher Präzision erfolgen. Außerdem wird der Lichtleiter in Richtung der z-Achse während der Entladung auf stabile Weise bewegt und kann daher zuverlässig schmelzgespleißt werden.
(3) ein Lösemechanismus für die Mantelfestlegeeinrichtung braucht nicht verwendet zu werden. Daher werden der Betrieb und der Mechanismus vereinfacht.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach der vorstehenden Ausführungsform wird der Stab 50 benötigt, um als Lichtleiteranschlag zum Einstellen des Anfangsabstands zwischen den zu verschmelzenden Endflächen der Lichtleiter 10 und als ein Tragelement für die Spiegel zum Beobachten der Beanspruchungsaufbringelemente 18 zu wirken. Daher sind der Mechanismus und der Betrieb kompliziert.
Wenn außerdem eine LD-(Laserdioden)Lichtquelle oder dergleichen verwendet wird und der Bediener vergißt, die Lichtquelle abzuschalten, bevor er die Beanspruchungsaufbringelemente betrachtet, können seine Augen Schaden nehmen.
Ferner wird die Endflächenpositionierung vor dem Schmelzspleißen durch Beobachtung im Mikroskop durchgeführt und hängt somit vom Können eines einzelnen Bedieners ab. Infolgedessen kann eine stabile Spleiß-Charakteristik nicht leicht erhalten werden.
Eine zweite Ausführungsform, die die vorstehenden Probleme löst, wird nachstehend beschrieben.
Bei der zweiten Ausführungsform werden die obigen Probleme gelöst durch:
(1) Beobachten eines Paars von polarisationserhaltenden Lichtleitern nach einem Kern-Direktüberwachungsverfahren unter Anwendung einer Fernseh- bzw. TV-Kamera; und
(2) Durchführen einer Grobausfluchtung in der R-Richtung durch Drehen der Lichtleiter in der R- oder Umfangsrichtung, so daß Abbildungen der Lichtleiter miteinander koinzident und eine vorbestimmte Abbildung werden.
Bei einem Einzelmoden-Lichtleiter ist ein Anfangsabstand zwischen Endflächen, die durch Schmelzspleißen zu verbinden sind, unter Anwendung des Kern-Direktüberwachungsverfahrens durchgeführt worden. Außerdem ist eine Ausfluchtung in x- und y-Richtung bereits durch das Kern-Direktüberwachungsverfahren durchgeführt worden.
Bei einem polarisationserhaltenden Lichtleiter jedoch kann ein Kern nicht direkt in den beiden x- und y-Richtungen beobachtet werden, weil die Beanspruchungsaufbringelemente vorhanden sind. Daher ist das Kern-Direktüberwachungsverfahren nicht angewandt worden, um den Kern des polarisationserhaltenden Lichtleiters zu beobachten.
Wenn jedoch der polarisationserhaltende Lichtleiter mit dem Kern-Direktüberwachungsverfahren in verschiedenen Richtungen beobachtet wird, sind die Abbildungen des Lichtleiters voneinander verschieden. Eine Grobausfluchtung in R-Richtung kann leicht durch Nutzung der verschiedenen Abbildungen durchgeführt werden. Die Fig. 6B, 7B und 8B zeigen verschiedene Abbildungen eines polarisationserhaltenden Lichtleiters vom PANDA-Typ, wenn der Lichtleiter in verschiedenen Richtungen betrachtet wird.
(1) Betrachtung eines PANDA-Lichtleiters in einer Richtung, die senkrecht zu der Richtung ist, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente 18 des Lichtleiters senkrecht ist (diese Richtung wird als 0º-Richtung bezeichnet) (Fig. 6A-6C):
In Fig. 6A bezeichnet 86 eine TV-Kamera zum Betrachten des Lichtleiters in der 0º-Richtung.
Fig. 6B zeigt eine Lichtleiterabbildung auf einem TV-Bildschirm, und Fig. 6C zeigt ein Luminanzprofil der Abbildung.
Die Lichtleiterabbildung in der 0º-Richtung (Fig. 6B) ist dadurch gekennzeichnet, daß gemäß dem Luminanzprofil von Fig. 6C, bei dem die Luminanz des zentralen Bereichs a mit derjenigen von Seitenbereichen b verglichen wird, der Bereich a dunkel ist, während die Bereiche b hell sind.
Die Luminanzwerte der Bereiche c, d und e, die außerhalb der Bereiche a und b liegen, sind geringer als diejenigen der Bereiche a und b, d. h. geringfügig dunkler, geringfügig heller und dunkler in der angegebenen Reihenfolge.
(2) Betrachtung eines PANDA-Lichtleiters in einer Richtung, die um 45º gegenüber der Richtung verlagert ist, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente 18 des Lichtleiters senkrecht ist (diese Richtung wird als 45º-Richtung bezeichnet) (Fig. 7A-7C):
In Fig. 7A beobachtet eine TV-Kamera 86 den Lichtleiter in der 45º-Richtung.
Fig. 7B zeigt eine Lichtleiterabbildung auf einem TV- Bildschirm, und Fig. 7C zeigt ein Luminanzprofil der Abbildung.
Die Lichtleiterabbildung in der 45º-Richtung (Fig. 7B) ist dadurch gekennzeichnet, daß gemäß dem Luminanzprofil von Fig. 7C, bei dem die Luminanz des zentralen Bereichs a mit derjenigen von Seitenbereichen b verglichen wird, der Bereich a heller als die Bereiche b ist.
Bereiche c sind dunkler als der Bereich a, aber heller als Bereiche b, und Bereiche d sind am dunkelsten.
Die Lichtleiterabbildung in der 45º-Richtung ist mit einer Lichtleiterabbildung in der 135º-Richtung identisch. Daher wird diese Lichtleiterabbildung nicht zur R-Richtungsausfluchtung genutzt.
(3) Betrachtung eines PANDA-Lichtleiters in einer Richtung, die zu der Richtung parallel ist, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente 18 des Lichtleiters senkrecht ist (diese Richtung wird als 90º-Richtung bezeichnet) (Fig. 8A-8C):
In Fig. 8A betrachtet eine TV-Kamera 86 den Lichtleiter in der 90º-Richtung.
Fig. 8B zeigt eine Lichtleiterabbildung auf einem TV-Bildschirm, und Fig. 8C zeigt ein Luminanzprofil der Abbildung.
Die Lichtleiterabbildung in der 90º-Richtung (Fig. 8B) ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem zentralen Bereich a eine Kernabbildung deutlich sichtbar ist.
Bereiche b, c, d, e und f, die außerhalb des Bereichs a liegen, sind wie folgt: Bereiche b sind dunkler als Bereich a; Bereiche c sind heller als Bereiche b, aber dunkler als Bereich a; Bereiche d sind dunkler als jeder der Bereiche a, b und c; Bereiche e sind heller als jeder der Bereiche a, b, c und d; Bereiche f sind dunkler als jeder der Bereiche a, b, c, d und e.
Unter Nutzung von verschiedenen Lichtleiterabbildungen nach Maßgabe von Betrachtungsrichtungen kann eine Grobausfluchtung in R-Richtung ohne weiteres durchgeführt werden.
Die Fig. 6A-6C, 7A-7C und 8A-8C zeigen zwar Abbildungen, die von dem polarisationserhaltenden PANDA-Lichtleiter erhalten sind, aber charakteristische Lichtleiterabbildungen, die von den obigen Abbildungen verschieden sind, können von einem anderen Typ von polarisationserhaltendem Lichtleiter erhalten werden.
Eine Ausführungsform einer Schmelzspleißvorrichtung, die den vorstehenden Unterschied zwischen Lichtleiterabbildungen nutzt, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 9A-9C beschrieben.
Bei dieser Vorrichtung werden von den folgenden Vorgängen, die vor einem Bogenentladungsschritt durchgeführt werden, nämlich:
(1) Einstellen eines Anfangsabstands zwischen Endflächen von Lichtleitern, die schmelzverschweißt werden sollen;
(2) Grobausfluchtung in der R-Richtung;
(3) Ausfluchtung in x- und y-Richtung;
(4) Feinausfluchtung in der R-Richtung; und
(5) Neuausfluchtung in x- und y-Richtung; nur die nachstehenden Vorgänge:
(1) Abstandseinstellung und
(2) R-Richtungs-Grobausfluchtung
durch das Kern-Direktüberwachungsverfahren ausgeführt, und
(3) Ausfluchtung in x- und y-Richtung,
(4) Feinausfluchtung in R-Richtung und
(5) Neuausfluchtung in x- und y-Richtung
werden von dem Ferninjektions- und -detektiersystem unter Verwendung eines Leistungsmessers wie bei der herkömmlichen Vorrichtung durchgeführt.
Wenn die Exzentrizität eines Kerns jedoch klein ist, kann die Ausfluchtung in x- und y-Richtung durch eine Außendurchmesserausfluchtung erfolgen (in diesem Fall wird kein Leistungsmesser benötigt). Da ferner die Abbildungen auf einem Bildschirm deutlich sichtbar sind, wie die Fig. 6B, 7B und 8B zeigen, kann die Feinausfluchtung in R-Richtung nach dem Kern-Direktüberwachungsverfahren ohne die Verwendung eines Polarisators, eines Analysators, eines Sensors und eines Leistungsmessers erfolgen.
Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform dient zwar eine R-Festlegeeinrichtung als Mantelfestlegeeinrichtung, das ist aber bei dieser Ausführungsform kein wesentliches Merkmal, und die Festlegeeinrichtungen können hier voneinander unabhängig sein.
Die Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige der Fig. 3A-3C mit der Ausnahme, daß der Anschlagstab 50 hier entfällt, und daher wird nur ein davon verschiedener Teil beschrieben.
In den Fig. 9A-9C ist 84 eine Objektivlinse, die über zu verschmelzenden Endflächen von Lichtleitern angeordnet ist; 86 ist eine TV-Kamera zum Abbilden der Leiterendflächen durch die Objektivlinse 84; und 88 ist eine Steuereinheit zur Datenverarbeitung eines von der Kamera 86 erhaltenen Bildsignals und zum Treiben eines Motors 74 und eines TV- Monitors 90; 91 sind Lichtleiterabbildungen, die auf dem Monitor 90 angezeigt werden.
92 ist eine Lichtquelle; 94 ist ein Polarisator zur Polarisierung und zum Richten eines Lichtstrahls von der Lichtquelle 92 auf den Lichtleiter 10; 96 ist ein Analysator zum Analysieren des von der Lichtquelle 92 durch den Lichtleiter 10 geleiteten Lichtstrahls; 97 ist ein Sensor, um den analysierten Lichtstrahl zu erfassen; und 98 ist ein optischer Leistungsmesser, um die Intensität des erfaßten Lichtstrahls zu messen.
Der Betrieb der so ausgelegten Vorrichtung ist wie folgt:
(1) Anordnen eines Paars von polarisationserhaltenden Lichtleitern 10 auf einer Linie. Die Lichtleiter 10 werden durch Einsetzen in die V-Nuten der V-Nutblöcke 20 auf einer Linie angeordnet.
(2) Automatisches Einstellen eines Anfangsabstands zwischen durch Schmelzspleißen zu verbindenden Endflächen der Lichtleiter.
Ein Anfangsabstand wird eingestellt unter Anwendung der Kamera 86 wie bei dem herkömmlichen Verfahren für einen Einzelmoden-Lichtleiter.
Dabei werden von der Kamera 86 durch die Linse 84 erhaltene Lichtleiterabbildungen von der Steuereinheit 88 verarbeitet, Motoren 74 werden aufgrund eines Signals von der Einheit 88 gedreht, um z-Achse-Tische 24 zu verschwenken, und Lichtleiter 10 werden in Richtung der z-Achse bewegt, wodurch der Endflächenabstand automatisch eingestellt wird.
Danach werden eine Vorentladung (Feuerpolieren), Fokussieren der Linse 84 und Trennwinkelprüfung der Endflächen automatisch wie im Fall eines Einzelmoden-Lichtleiters durchgeführt.
(3) Grobausfluchtung in R-Richtung.
Die Scheibe 36 und die Feinjustierscheibe 80 werden so gedreht, daß Abbildungen 91 des Lichtleiters 10 zusammenfallen und eine Abbildung gemäß den Fig. 6B oder 7B oder 8B werden.
(3) Wenn, wie Fig. 1B zeigt, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente 18 eines Lichtleiters senkrechte Richtung um 90º zu der des anderen Lichtleiters versetzt ist, wird die Scheibe 36 weiter um 90º gedreht.
Die obigen Vorgänge werden mit dem Kern-Direktüberwachungsverfahren durchgeführt, aber die nachfolgenden Vorgänge werden mit dem Ferninjektions- und -detektiersystem durchgeführt.
(4) Ausfluchtung in x- und y-Richtung.
Die V-Nut 20 wird in x- und y-Richtung unter Beobachtung des Leistungsmessers 98 feinbewegt. Eine Außendurchmesserausfluchtung kann durch Bildverarbeitung erfolgen.
(5) Feinausfluchtung in R-Richtung.
Die Ausfluchtung in R-Richtung erfolgt durch Drehen der Scheibe 80 unter gleichzeitiger Beobachtung des Leistungsmessers 98. Diese Ausfluchtung kann mit dem Kern-Direktüberwachungsverfahren nach Maßgabe der erforderlichen Präzision der Ausfluchtung durchgeführt werden.
(6) Die Lichtleiter werden durch Schmelzspleißen miteinander verbunden.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung dieser Ausführungsform wird ein Paar von polarisationserhaltenden Lichtleitern mit dem Kern-Direktüberwachungsverfahren beobachtet, und die Lichtleiter werden in der R-Richtung gedreht, so daß Lichtleiterabbildungen beider Lichtleiter miteinander koinzident sind und eine vorbestimmte Abbildung ergeben, wodurch die Grobausfluchtung in R-Richtung erfolgt. Dadurch können die folgenden Auswirkungen erzielt werden.
(1) Ein Endflächen-Anfangsabstand kann automatisch eingestellt werden. Aus diesem Grund wird ein Spleißfehler infolge einer falschen Einstellung des Endflächen-Anfangsabstands vermieden, und Lichtleiter können somit stabil schmelzgespleißt werden.
Außerdem kann das Betriebsverfahren vereinfacht und der Arbeitswirkungsgrad verbessert werden.
(2) Ein Anschlagstab oder ein Spiegel können entfallen. Dadurch kann ein Mechanismus vereinfacht werden, und eine Feinjustierung des Mechanismus braucht nicht durchgeführt zu werden. Ein Betriebsverfahren kann vereinfacht werden.
(3) SM- und GI-Lichtleiter können ohne weiteres von einer Schmelzspleißvorrichtung vom Kern-Direktüberwachungstyp schmelzgespleißt werden.
Bei der obigen Ausführungsform (Fig. 9A-9C) wird die R-Achse manuell gedreht, und daher hängt die Ausfluchtungspräzision der R-Achse vom Können eines Bedieners ab.
Dadurch hängt das Extinktionsverhältnis vom Können eines einzelnen Bedieners ab.
Außerdem müssen eine stabilisierte Lichtquelle, ein Leistungsmesser, ein Polarisator, ein Sensor und ein Analysator verwendet werden. Insbesondere dauert es sehr lang, den Polarisator und den Analysator für jeden Spleißvorgang zu justieren.
Die Fig. 10A und 10B zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
Die dritte Ausführungsform löst die vorgenannten Probleme der Ausführungsform nach den Fig. 9A-9C.

Bei dieser Ausführungsform

(1) wird ein polarisationserhaltender Lichtleiter aus der 90º- und der 0º-Richtung nach dem Kern-Direktüberwachungsverfahren betrachtet, um ein erstes bzw. ein zweites Lichtleiter-Referenzbild zu erhalten,
(2) ein Paar von schmelzzuspleißenden polarisationserhaltenden Lichtleitern wird in Reihe angeordnet, (3) das Paar von Lichtleitern wird automatisch in der R- Richtung gedreht, während gleichzeitig das Paar von Lichtleitern nach dem Kern-Direktüberwachungsverfahren beobachtet wird, so daß Abbildungen des Paars von Lichtleitern mit einem der Lichtleiter-Referenzbilder koinzident sind, und
(4) ein Lichtleiter des Lichtleiterpaars wird weiter automatisch um 90º oder 45º gedreht, falls das notwendig ist.
Wie die Fig. 10A und 10B zeigen, ist ein Zahnrad 100 direkt mit dem zylindrischen Element 34A verbunden. Das Zahnrad 100 wird von einem Gleichstrommotor 102 (oder einem Schrittmotor) über ein Untersetzungsgetriebe 104 und 106 gedreht.
In Fig. 10A sind die Positionen des Motors 102 und der zugehörigen Elemente in einer Position gezeigt, die von derjenigen verschieden ist, in der sie tatsächlich vorgesehen sind, um dadurch eine Beziehung relativ zu der Steuereinheit 88 deutlich zu machen.
In der Praxis ist der Motor 102 an einer geeigneten Position der Halterung 32 oder dergleichen angebracht. Der Motor 102 wird auf der Basis eines Steuerausgangssignals von der Einheit 88 gedreht.
108 ist eine Konstantspannungsfeder, die ein Flankenspiel des Getriebes verhindert.
110 ist ein Drehwinkeldetektor, der beispielsweise ein Drehcodierer (mit einem Ursprung) ist. Der Detektor 110 ist an einer Halterung 32 festgelegt, so daß seine Ausgangswelle direkt mit dem zylindrischen Element 34A verbunden ist, und detektiert einen Drehwinkel des Elements 34A. Der Detektor 110 dreht auf der Basis eines Steuerausgangssignals von der Einheit 88.
D,er Detektor 110 ist nicht auf der Seite des zylindrischen Elements 34B vorgesehen, kann jedoch auch auf dieser Seite vorgesehen sein.
In den Fig. 10A-10C bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie bei der Ausführungsform der Fig. 9A-9C die gleichen Teile und werden daher nicht im einzelnen beschrieben.
Der Betrieb der vorstehenden Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.

Automatische R-Ausfluchtung

(1) Wenn die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente eines Lichtleiters eines Paars von polarisationserhaltenden Lichtleitern senkrechte Richtung die Richtung ist, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente des anderen Lichtleiters des Paars von polarisationserhaltenden Lichtleitern senkrecht ist (Fig. 1A):
Wenn ein polarisationserhaltender Lichtleiter vom PANDA-Typ aus der 90º-Richtung und der 0º-Richtung betrachtet wird, entsprechen das erste bzw. das zweite Referenzbild des Lichtleiters Fig. 6B bzw. 8B. In diesem Fall wird das durch Betrachtung aus der 90º-Richtung (Fig. 8B) erhaltene Bild zur Ausfluchtung genutzt, weil die Charakteristiken daraus ohne weiteres abgeleitet werden können.
Ein Rechenvorgang wird von der Steuereinheit 88 durchgeführt auf der Basis von (1) der Breite von Bereichen e mit der höchsten Luminanz in dem Luminanzprofil von Fig. 6B, (2) einem gegenseitigen Abstand zwischen Bereichen e und (3) der Breite des Bereichs a. Die Recheninformation wird in der Steuereinheit 88 gespeichert.
Ein Paar von polarisationserhaltenden Lichtleitern 10 wird auf einer Linie ausgerichtet, und ihre Leiterabbildungen werden nach dem Kern-Direktüberwachungsverfahren erhalten. Die erhaltenen Abbildungen werden auf der Basis der vorstehenden Faktoren (1), (2) und (3) von der Steuereinheit 88 analysiert, und die Analysedaten werden mit den obigen gespeicherten Daten von der Steuereinheit 88 verglichen. Die Steuereinheit 88 steuert die Drehung des Gleichstrommotors 82 nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses, um die Drehung der Lichtleiter so zu steuern, daß die Analysedaten mit den Speicherdaten koinzident sind oder eine Differenz zwischen beiden minimiert ist. Auf diese Weise wird die R-Ausfluchtung automatisch durchgeführt, so daß die Beanspruchungsaufbringelemente 18 der Lichtleiter 10 miteinander koinzident sind.
(2) Wenn die Richtung, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente eines Lichtleiters eines Paars von polarisationserhaltenden Lichtleitern senkrecht ist, um 45º (Fig. 1C) oder 90º (Fig. 1B) gegenüber der Richtung verlagert ist, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente des anderen Lichtleiters des polarisationserhaltenden Lichtleiterpaars senkrecht ist:
Zuerst werden die Beanspruchungsaufbringelemente 18 veranlaßt, miteinander koinzident zu sein, wie im ersten Fall (1) gesagt wurde. Danach wird der Motor 102 durch ein Ausgangssteuersignal von der Steuereinheit 88 aufgrund einer vorbestimmten Winkelinformation, die in der Einheit 88 gespeichert ist, weiter gedreht, so daß das zylindrische Element 34A um 45º oder 90º gedreht wird, während gleichzeitig der Drehwinkel des zylindrischen Elements 34A von dem Drehwinkeldetektor 110 erfaßt wird. Auf diese Weise kann die gewünschte Ausfluchtung der R-Achse automatisch erreicht werden.

Schaltkasten: (Fig. 11)

Ein Schaltkasten ist in Fig. 11 gezeigt. Dieser Schaltkasten ist vom funkgesteuerten Typ oder mit dem Hauptteil der Vorrichtung durch einen seriellen Anschluß verbunden.
Da die Vorrichtung gemäß der obigen Ausführungsform vollautomatisch ist, werden normalerweise nur "SET"- und "RESET" -Tasten verwendet.
Weitere Tasten werden im manuellen Betrieb verwendet, und ein Schalter dient zum Ändern von Entladungsbedingungen oder für die Wartung.

Sequenz: (Fig. 12)

Der Ablauf ergibt sich zwar ohne weiteres aus Fig. 12, er soll jedoch kurz erläutert werden.

Stufe (1):

Durch Verwendung des Schaltkastens von Fig. 11 wird (1) als die x- und y-Ausfluchtung die Außendurchmesserausfluchtung gewählt, wenn die Außermittigkeit gering ist, und das Ferninjektions- und -detektiersystem wird gewählt, wenn die Außermittigkeit groß ist, und (2) der Offsetwinkel der Beanspruchsungsaufbringelemente 18 wird zwischen 0º, 90º und 45º gewählt.

Stufe (3):

Die Operationen werden von dieser Stufe automatisch durchgeführt.

Stufe (6):

Die Ausfluchtung wird durchgeführt.

Stufe (7):

Das zylindrische Element 34A wird um 90º oder 45º auf der Grundlage der Vorgabewerte in Stufe (1) unter Verwendung des Drehwinkeldetektors 110 gedreht.

Stufe (8) und weiter:

Wenn die Außendurchmesserausfluchtung in Stufe (1) vorgegeben ist, geht der, Ablauf auf der linken Route vorwärts.
Wenn das Ferninjektions- und -detektiersystem in Stufe (1) vorgegeben ist, geht der Ablauf auf der rechten Route vorwärts.
Nachstehend wird eine Modifikation der Ausführungsform nach den Fig. 10A und 10B beschrieben.
Anstelle des Drehwinkeldetektors 110 wird ein Schrittmotor mit Oberwellenantrieb (Reduziergetriebe) verwendet. Wenn in diesem Fall eine Abtriebswelle des Oberwellenantriebs mit dem zylindrischen Element 34A direkt verbunden ist, wird das Flankenspiel Null, und die Konstantspannungsfeder 108 braucht nicht verwendet zu werden.
Wenn bei der automatischen R-Ausfluchtung die Richtung, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente eines Lichtleiters eines polarisationserhaltenden Lichtleiterpaars senkrecht ist, um 45º (Fig. 1C) oder 90º (Fig. 1B) gegenüber der Richtung verlagert wird, die zu den Achsen der Beanspruchungsaufbringelemente des anderen Lichtleiters des polarisationserhaltenden Lichtleiterpaars senkrecht ist, werden die Beanspruchungsaufbringelemente 18 der Lichtleiter veranlaßt, miteinander koinzident zu sein, und dann wird der Schrittmotor mit Oberwellenantrieb gedreht, um das Element 34A um 45º oder 90º wie oben beschrieben zu drehen.
Mit der Ausführungsform nach den Fig. 10A und 10B können die folgenden Effekte erzielt werden.
(1) Da die Ausfluchtung der R-Achse automatisch durch Bildverarbeitung erfolgt, kann die Ausfluchtungspräzision verbessert, Spleißverluste können herabgesetzt und ein Extinktionsverhältnis kann verbessert werden.
Da der Betrieb nicht manuell durchgeführt wird, kann ferner ein stabiles Spleißen erfolgen.
(2) Schmelzspleißen kann mit einem willkürlichen Winkel unter Verwendung eines Drehwinkeldetektors durchgeführt werden.
(3) Eine stabilisierte Lichtquelle, ein Leistungsmesser, ein Polarisator, ein Sensor und ein Analysator brauchen nicht verwendet zu werden, und daher braucht eine Justierung dieser Teile für jeden Schmelzspleißvorgang nicht durchgeführt zu werden. (Wenn eine Außendurchmesserausfluchtung nicht durchgeführt werden kann, weil die Außermittigkeit eines Lichtleiters groß ist, werden nur eine stabilisierte Lichtquelle und ein Leistungsmesser benötigt, aber ein Polarisator, ein Sensor und ein Analysator, die eine lange Justierdauer benötigen, brauchen nicht verwendet zu werden.)

Claims

1. Vorrichtung zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern (10), die aufweist:

eine in x- und y-Richtung bewegbare V-Nut-Elementeinrichtung (20), die freigelegte Bereiche (14) eines Paars von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern (10) aufnimmt;

einen z-Achsen-Tisch (24), der in z-Richtung bewegbar ist;

eine erste Festlegeeinrichtung (22), die die freigelegten Bereiche (14) der Lichtwellenleiter (10) gegen die V-Nut-Elementeinrichtung (20) drängt, um die freigelegten Bereiche in der V-Nut-Elementeinrichtung (20) festzulegen;

eine zweite Festlegeeinrichtung (58), die ummantelte Bereiche (12) der Lichtwellenleiter (10) gegen den z- Achsen-Tisch (24) drängen, um die ummantelten Bereiche zu verschließen, einen Schiebermechanismis (66, 68), um den ummantelten Bereich (12) auf die Nut zu schieben, wenn die Abdeckung (60) die Nut verschließen.

3. Vorrichtung zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Festlegeeinrichtung (58) aufweist: einen manuell drehbaren Arm (84), der eine Vielzahl von langen Teilen aufweist, die als Gesamtheit eine zylindrische Form bilden und den ummantelten Bereich (12) des Lichtwellenleiters (10) aufnehmen, und eine Schiebereinrichtung (86), die an der Innenfläche der langen Teile angebracht ist, um den ummantelten Bereich (12) des Lichtwellenleiters (10), der in den langen Teilen aufgenommen ist, festzulegen.

4. Vorrichtung zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Festlegeeinrichtung (58) aufweist: einen manuell drehbaren Arm (104), der zwei Teile aufweist, die als Gesamtheit eine zylindrische Form bilden, eine Führungsplatte (118) mit einer Nut (124), um den ummantelten Bereich (12) des Lichtwellenleiters (10) aufzunehmen, und eine Schiebereinrichtung (114), die zwei Teile aufweist, die an den langen Teilen angebracht sind und V- Nuten (116) haben, um den ummantelten Bereich (12) des Lichtwellenleiters (10) darin festzulegen.

5. Vorrichtung zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung einen Anschlagstab (50), der an beiden Seiten seines Oberendes Spiegel (52) hat, und ein Mikroskop (54) aufweist, wodurch die Endflächenabbildungen von Lichtwellenleitern (10), die von den Spiegeln (52) reflektiert werden, durch das Mikroskop (54) beobachtet werden.

6. Vorrichtung zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung aufweist: eine Objektivlinse (84), die über den zu verschmelzenden Endflächen der Lichtwellenleiter (10) angeordnet ist, eine TV-Kamera (86), um die Endflächen der Lichtwellenleiter (10) durch die Objektivlinse (84) abzubilden, und eine Steuereinheit (88) zur Datenverarbeitung eines von der TV-Kamera (86) erhaltenen Bildsignals, wobei ein Lichtstrahl von einer Lichtquelle (92) durch den Lichtleiter (10) sowohl zu einem Sensor (97) zum Erfassen des analysierten Lichtstrahls als auch zu einem optischen Leistungsmesser (98) zum Messen der Intensität des erfaßten Lichtstrahls geleitet wird.

7. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern (10), das die folgenden Schritte aufweist:

Beobachten eines polarisationserhaltenden Lichtwellenleiters (10) in einer vorbestimmten Richtung unter Anwendung eines Kern-Direktüberwachungsverfahrens, um eine Referenzabbildung zu erhalten;

Anordnen eines Paars von zu schmelzspleißenden polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern (10) auf einer Linie;

und Drehen des Paars von Lichtwellenleitern (10) in einer Umfangsrichtung davon, während gleichzeitig das Paar von Lichtwellenleitern (10) mit einem Kern-Direktüberwachungsverfahren beobachtet wird, so daß Abbildungen des Paars von Lichtwellenleitern (10) mit der Referenzabbildung koinzident sind.

8. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den folgenden Schritt aufweist: anschließend an den Drehschritt weiteres Drehen eines von dem Paar von Lichtwellenleitern (10) in der Umfangsrichtung um einen vorbestimmten Winkel.

9. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschritt auf der Basis eines Vergleichsergebnisses der Abbildungen des Paars von Lichtwellenleitern (10) und der Referenzabbildung automatisch durchgeführt wird.

10. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Drehschritt auf der Basis einer vorbestimmten Winkelinformation automatisch durchgeführt wird.

11. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Richtung senkrecht zu der Richtung ist, die zu den Achsen von Spannungsaufbringelementen senkrecht ist, die in dem erstgenannten Lichtwellenleiter (10) enthalten sind.

12. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Richtung parallel zu der Richtung ist, die zu den Achsen von Spannungsaufbringelementen senkrecht ist, die in dem erstgenannten Lichtwellenleiter (10) enthalten sind.

13. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel 45º beträgt.

14. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel 90º beträgt.

15. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern (10), das die folgenden Schritte aufweist:

Drehen eines von dem Paar von Lichtwellenleitern (10) in einer Umfangsrichtung davon, während gleichzeitig der eine Lichtwellenleiter (10) in einer vorbestimmten Richtung mit einem Kern-Direktüberwachungsverfahren beobachtet wird, um eine Abbildung davon zu erhalten, wobei der eine Lichtwellenleiter (10) deutlich abgebildet wird; und

Drehen des anderen von dem Paar von Lichtwellenleitern (10) in der Umfangsrichtung davon, während gleichzeitig der andere Lichtwellenleiter (10) mit dem Kern-Direktüberwachungsverfahren beobachtet wird, um eine Abbildung des anderen Lichtwellenleiters (10) mit der Abbildung des einen Lichtwellenleiters (10) koinzident zu machen.

16. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner die folgenden Schritte aufweist: anschließend an den erstgenannten und den zweitgenannten Drehschritt weiteres Drehen eines von dem Paar von Lichtwellenleitern (10) in der Umfangsrichtung um einen vorbestimmten Winkel.

17. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Drehschritt auf der Basis einer vorbestimmten Winkelinformation automatisch durchgeführt wird.

18. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Richtung senkrecht zu der Richtung ist, die zu den Achsen von Spannungsaufbringelementen senkrecht ist, die in den Lichtwellenleitern (10) enthalten sind.

19. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Richtung parallel zu der Richtung ist, die zu den Achsen von Spannungsaufbringelementen senkrecht ist, die in den Lichtwellenleitern (10) enthalten sind.

20. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel 45º beträgt.

21. Verfahren zum Schmelzspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel 90º beträgt.