JPS61245112A - Positioning method for optical fiber fusion splicing device - Google Patents
Positioning method for optical fiber fusion splicing deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ） 発明の技術分野
この発明は、光ファイバを紬合せしてから融着接続する
場合に、ピエゾ素子を光ファイバの位置決め用に使用し
た光ファイバ融着接続装置に関するものである。Detailed Description of the Invention (a) Technical Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber fusion splicing device that uses a piezo element for positioning optical fibers when fusion splicing is performed after tying together optical fibers. It is related to.
さらに詳しくいえば、ヒステリシス特性やフリービッグ
特性をもつピエゾ素子を、位置決め用素子として再現性
がよ（、高精度位置決めに使えるようにしたものである
。More specifically, a piezo element with hysteresis characteristics and free big characteristics is used as a positioning element with good reproducibility (and high precision positioning).
（ｂ） 従来技術と問題点
最初に、ピエゾ素子を使用した光ファイバ融着接続Ｈ！
！の構成図をｍ１図に示す。(b) Conventional technology and problems First, optical fiber fusion splicing using piezo elements H!
! The configuration diagram is shown in figure m1.
第１図のＩＡとｉｍｌは光ファイバ、２Ａと２ＢはＶブ
ロック、３Ａと３Ｂは平行バネ、４Ａと４Ｂはピエゾ索
子、５Ａと５Ｂは光ファイバの端部、６Ａと６Ｂは光フ
ァイバの被覆部、７Ａと７Ｂはピエゾ素子先端部、８Ａ
は光源、８Ｂは光電力計である。In Figure 1, IA and iml are optical fibers, 2A and 2B are V blocks, 3A and 3B are parallel springs, 4A and 4B are piezo cords, 5A and 5B are the ends of the optical fibers, and 6A and 6B are the ends of the optical fibers. The covering part, 7A and 7B are the tip of the piezo element, 8A
is a light source, and 8B is a photovoltaic meter.
光ファイバＩＡ、ＩＢは不純物の少ない石英ガラス部分
と、その外周に設けられたナイロン、プラスチックなど
の被覆部分で構成されている０ｗＥ１図の光ファイバＩ
Ａ、ＩＢは端部５Ａ、５Ｂから被覆部８Ａ、８１１を取
り除き、■ブロック２Ａ。Optical fibers IA and IB are composed of a quartz glass part with few impurities and a covering part of nylon, plastic, etc. provided on the outer periphery.
In A and IB, covering portions 8A and 811 are removed from end portions 5A and 5B, and ■block 2A is obtained.
２Ｂにセットされる。Set to 2B.
Ｖ ：／ ｏ ｙ ’） ２ Ａ ｓ ２ Ｂは平行バ
ネ３Ａ、３Ｂを介してピエゾ素子４Ａ、４Ｂに接続され
ている。V:/o y') 2 A s 2 B is connected to piezo elements 4A and 4B via parallel springs 3A and 3B.
ピエゾ素子４Ａ、４Ｂは電圧を加えられると、ピエゾ素
子先端部７Ａ、７Ｂを電圧に対応して伸縮するものであ
る。When a voltage is applied to the piezo elements 4A and 4B, the piezo element tips 7A and 7B expand and contract in response to the voltage.
したがって、第１図のピエゾ素子４Ａ、４Ｂに電圧を加
えると、■ブロック２Ａ、２ＢがＸ軸方向、Ｙ軸方向に
機械的に変位するようになり、光ファイバＩＡ１１Ｂの
中心を合せることができるようになる。Therefore, when a voltage is applied to the piezo elements 4A and 4B in Fig. 1, the blocks 2A and 2B become mechanically displaced in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the center of the optical fiber IA11B can be aligned. It becomes like this.
すなわち、２Ａ・３Ａ・４Ａおよび７ＡがＸ輪変位器を
構成し、２Ｂ・３Ｂ・４Ｂおよび７ＢがＹ輪変位器を構
成する。That is, 2A, 3A, 4A, and 7A constitute an X-wheel displacement device, and 2B, 3B, 4B, and 7B constitute a Y-wheel displacement device.
第１図では、光［８Ａからの光を光ファイバＩＡに入射
し、端部５Ａからの出射光を光ファイバＩＢの端部５Ｂ
から光ファイバＩＢ内に入れ、光ファイバＩＢＬ接続し
た光電力計８Ｂで出射光の受光レベルを測定する。In FIG. 1, light [8A] is input to the optical fiber IA, and the light emitted from the end 5A is transmitted to the end 5B of the optical fiber IB.
The received light level of the emitted light is measured by a photovoltaic meter 8B connected to the optical fiber IBL.
そして、この受光レベルが最大になるようにＶブロック
２Ａ、２Ｂを位置決めすれば、光ファイバＩＡ、ＩＢは
能率よく光源５Ａｆｎらの光を伝送することができる。If the V blocks 2A and 2B are positioned so that the received light level is maximized, the optical fibers IA and IB can efficiently transmit the light from the light sources 5Afn and the like.
そこで、光ファイバＩＡ１１Ｂの位置決め後、端部５Ａ
、５Ｂを融着接続する。Therefore, after positioning the optical fiber IA11B, the end 5A
, 5B are fusion spliced.
次に、ピエゾ素子のヒステリシス特性を第２図に示す。Next, FIG. 2 shows the hysteresis characteristics of the piezo element.
第２図の横軸はピエゾ素子への印加電圧、縦軸は機械的
変位である。The horizontal axis in FIG. 2 is the voltage applied to the piezo element, and the vertical axis is the mechanical displacement.
第２図から明らかなように、電圧を小から大に変化させ
た変位と、大から小に変化させたときの変位には相違が
あり、これがピエゾ素子のヒステリシス特硅になる。As is clear from FIG. 2, there is a difference between the displacement when the voltage is changed from small to large and the displacement when the voltage is changed from large to small, and this is the hysteresis characteristic of the piezo element.
次に、ピエゾ素子のクリーピング特性を第３図に示す。Next, FIG. 3 shows the creeping characteristics of the piezo element.
クリーピング特性とは、ピエゾ素子にある電圧を加え、
ピエゾ素子が機械的に変位した後、ピエゾ素子がさらに
伸縮する特性のことである。Creeping characteristics are obtained by applying a certain voltage to the piezo element.
This is the characteristic of a piezo element further expanding and contracting after it is mechanically displaced.
！３図の横軸は電圧印加後の経過時間、縦軸は機械的変
位である。! The horizontal axis in Figure 3 is the elapsed time after voltage application, and the vertical axis is the mechanical displacement.
第３図（ア）は電圧を上げた場合の特性であり、第３図
（イ）は電圧を下げた場合の特性である。FIG. 3(A) shows the characteristics when the voltage is increased, and FIG. 3(B) shows the characteristics when the voltage is decreased.
第３図のΔＥ１〜ΔＥ４は変化電圧をあられす。ΔE1 to ΔE4 in FIG. 3 represent changing voltages.
第３図から明らかなように、印加電、圧変化後の時間が
短いほど変位が太き（、また印加電圧の変化量が大きい
ほど変位が大きくなる。さらに、変位の生ずる方向は印
加電圧の変化方向に一致しており、印加電圧を上げたと
きは変位が増え、印加電圧を下げたときは変位が減る。As is clear from Figure 3, the shorter the time after the applied voltage or pressure changes, the thicker the displacement (and the larger the amount of change in the applied voltage, the larger the displacement.Furthermore, the direction in which the displacement occurs is the same as the applied voltage. This corresponds to the direction of change; when the applied voltage is increased, the displacement increases, and when the applied voltage is decreased, the displacement decreases.
第２図や第３図のように、ピエゾ素子にはヒステリシス
特性やクリーピング特性があるので、ピエゾ素子を位置
決め用に使用する場合には、これらの特性を補償する手
段が必要になる。As shown in FIGS. 2 and 3, piezo elements have hysteresis characteristics and creeping characteristics, so when using piezo elements for positioning, a means to compensate for these characteristics is required.
従来装置では、変位検出器を取り付け、この変位検出器
をクローズトループとして組み込み制御しているが、制
御系が複雑になるという問題がある。さらに、位置精度
や分解能が変位検出器の性能によって決ってしまうため
、本来ピエゾ素子がもつ高分解能特性を生かせないとい
う間層がある。In conventional devices, a displacement detector is attached and the displacement detector is integrated and controlled as a closed loop, but there is a problem that the control system becomes complicated. Furthermore, since the positional accuracy and resolution are determined by the performance of the displacement detector, there is a problem in that the high resolution characteristics originally possessed by piezo elements cannot be utilized.
（ｃ） 発明の目的
この発明は、クリーピング特性が印加電圧の変化方向に
一致することに着目し、クリーピング特性やヒステリシ
ス特性を補償する手段を提供し、ピエゾ素子を使用した
光ファイバ融を接続ａｔの位置決めを安定で再現性よく
実現しようとするものである。(c) Purpose of the Invention This invention focuses on the fact that creeping characteristics match the direction of change in applied voltage, provides means for compensating for creeping characteristics and hysteresis characteristics, and provides optical fiber fusion using piezo elements. The purpose is to realize stable and reproducible positioning of the connection AT.
（ｄ） 発明の実施例
この発明による位置決め方法を！４図から第６図を参照
して説明する。(d) Embodiments of the invention A positioning method according to this invention! This will be explained with reference to FIGS. 4 to 6.
第４図は第１図の光電力計８Ｂで受光レベルを測定する
場合の説明図である。第４図の横軸はピエゾ素子への印
加電圧、第４図（ア）の縦軸は機械的変位、第４図（イ
）の縦軸は光電力計８Ｂの出力レベルである。FIG. 4 is an explanatory diagram when measuring the received light level with the optical power meter 8B of FIG. 1. The horizontal axis of FIG. 4 is the voltage applied to the piezo element, the vertical axis of FIG. 4(A) is the mechanical displacement, and the vertical axis of FIG. 4(B) is the output level of the photovoltaic meter 8B.
第４図（７）から、ピエゾ素子への印加電圧はｖｏから
Ｖ、まで変化できるようになっており、これに対応して
機械的変位はＸ・からＸ、まで変位することがわかる。From FIG. 4 (7), it can be seen that the voltage applied to the piezo element can be changed from vo to V, and the mechanical displacement correspondingly changes from X. to X.
第４図（イ）から、ピエゾ素子への印加電圧がＶｌ、Ｖ
＋およびｖ４のとき、光電力計８Ｂの出力レベルはＤＩ
、ＤＩおよびＤＩになることがわかる。From Figure 4 (a), the voltages applied to the piezo element are Vl, V
+ and v4, the output level of the optical power meter 8B is DI
, DI and DI.
そして、ピエゾ素子への印加電圧がｖｌのとき出力レベ
ルＤＩが最大となり、光電力計８Ａの測定範囲は電圧が
Ｖ３からＶ４の範囲、機械的変位がＸ３からＸ４の範囲
であることがわかる。It can be seen that the output level DI is maximum when the voltage applied to the piezo element is vl, and the measurement range of the photovoltaic meter 8A is the voltage range from V3 to V4 and the mechanical displacement range from X3 to X4.
第５図は、クリーピング特性補償手段の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the creeping characteristic compensation means.
第５図では、光電力計８Ｂの出力レベルが最大になる電
圧Ｖ＋に電圧△ＶＡを加えた電圧Ｖｓを加え、次に電圧
Ｖｓから電圧ΔＶｍだけ下げて電圧Ｖ、にしている。そ
して、この電圧Ｖ−の状態で光ファイバＩＡ、ＩＢを融
着接続させる。In FIG. 5, a voltage Vs obtained by adding a voltage ΔVA to the voltage V+ at which the output level of the photovoltaic meter 8B is maximum is added, and then the voltage V is lowered by a voltage ΔVm from the voltage Vs. Then, the optical fibers IA and IB are fusion spliced in this voltage V- state.
電圧△ＶＡ％ΔｖｌＩは、第１図の構成で実験的に求め
、電圧設定器９Ａにセットする。The voltage ΔVA%ΔvlI is experimentally determined using the configuration shown in FIG. 1 and set in the voltage setting device 9A.
ｍ６図は、この発明による位置決め方法をフローチャー
トで示したものである。Figure m6 is a flowchart showing the positioning method according to the present invention.
ステップ１１では、ピエゾ素子への印加電圧を第４図（
イ）のｖ３にセットする。In step 11, the voltage applied to the piezo element is adjusted as shown in Figure 4 (
b) Set to v3.
ステップ１２では、電圧ｖ３のときの光電力計８Ｂのデ
ータをとる。In step 12, data from the photovoltaic meter 8B at voltage v3 is obtained.
ステップ１３からステップ１５では、電圧をＶ、からｖ
４まで上げながら、光電力計８Ｂのデータをとっていく
。In steps 13 to 15, the voltage is changed from V to v.
While raising the power to 4, take data from the optical power meter 8B.
ステップ１６では、光電力計８Ｂの最大値Ｄ＋と、その
ときの電圧Ｖ＋を求める。In step 16, the maximum value D+ of the photovoltaic meter 8B and the voltage V+ at that time are determined.
ステップ１７からステップ２０までが、この発明による
ピエゾ素子への補償手段である。Steps 17 to 20 are compensation means for the piezo element according to the present invention.
ステップ１７では、電圧をＶ、にし、変位をＸ、にする
、すなわち、第４図（ア）の右上点にセフ ト す
る 。In step 17, the voltage is set to V and the displacement is set to
Ru.
ステップ１８では、電圧をＶ、にし、変位をＸｏにする
。すなわち、第４図（７）の左下点にセットする。In step 18, the voltage is set to V and the displacement is set to Xo. That is, it is set at the lower left point in FIG. 4 (7).
ステップ１７，１８はヒステリシス防止用である。Steps 17 and 18 are for preventing hysteresis.
ステップ１９では、第５図の電圧Ｖ、にセットする。電
圧Ｖ、は電圧Ｖ、に電圧ΔＶＡを加えたものである。こ
れにより、変位はＸ！になる。In step 19, the voltage V shown in FIG. 5 is set. The voltage V is the voltage V plus the voltage ΔVA. As a result, the displacement is X! become.
ステップ２０では、電圧Ｖｓから電圧ΔＶｌだけ下げて
電圧Ｖ、にする。これにより、変位はＸ、になる。In step 20, voltage Vs is lowered by voltage ΔVl to voltage V. As a result, the displacement becomes X.
なお、実際の位置決めには、Ｘ軸方向・Ｙ軸方向のそれ
ぞれについて第６図の動作を独立に実施する。Incidentally, for actual positioning, the operations shown in FIG. 6 are carried out independently in each of the X-axis direction and the Y-axis direction.
また、第１図の構成では、光ファイバＩＢ側の透過光を
測定して融着前の光ファイバＩＡ、１Ｂの位置決めをし
ているが、クラブトモード漏洩光を監視するようにして
もよい。Furthermore, in the configuration shown in FIG. 1, the transmitted light from the optical fiber IB side is measured to determine the position of the optical fibers IA and 1B before fusion, but it is also possible to monitor Crabt mode leakage light. .
この発明による数値例を示せば、次のとおりである。Numerical examples according to the present invention are as follows.
例えばＩＶあたり０．１μｍの変位をするピエゾ素子で
は、電圧設定後、数秒の間に０．５μｍ程度のクリーピ
ングが生ずる。For example, in a piezo element that has a displacement of 0.1 μm per IV, creeping of about 0.5 μm occurs within several seconds after setting the voltage.
これに対し、この発明による補償手段を講じたものは、
電圧設定後、３０秒以内で０１μｍ以下、３０秒以上で
０．２μｍ以下にクリーピング特性を抑えることができ
る。On the other hand, those who have taken compensation measures according to this invention,
After setting the voltage, the creeping characteristic can be suppressed to 0.1 μm or less within 30 seconds, and to 0.2 μm or less after 30 seconds or more.
（ｅ） 発明の効果
この発明によれば、ピエゾ素子のヒステリシス特性やク
リーピング特性を補償することができるので、次のよう
な効果がある。(e) Effects of the Invention According to the present invention, the hysteresis characteristics and creeping characteristics of the piezo element can be compensated for, resulting in the following effects.
ア ハードウェアを簡素化することができる。A. Hardware can be simplified.
イ ピエゾ素子の高分解能制御をそのまま生かすことが
できる。B. High-resolution control of piezo elements can be utilized as is.
ウ 従来の変位検出器が不要になるので、装置を小型・
軽量にすることができる。c) Conventional displacement detectors are no longer required, making the device more compact and
It can be made lightweight.
第１図は光ファイバ融１ｆ接続Ｈａの構成図、第２図は
ピエゾ素子のヒステリシス特性図、第３図はピエゾ素子
のクリーピング特性図、第４図は光電力計８Ｂの受光レ
ベル測定説明図、第５図はクリーピング特性補償手段の
説明図、第６図はこの発明による位置決め方法のフロー
チャート。
１Ａ・ＩＢ・・・・・・光ファイバ、２Ａ−２Ｂ・・・
・・・Ｖブロック、３Ａ−３Ｂ・・・・・・平行バネ、
４Ａ・４Ｂ・・・・・・ピエゾ素子、５Ａ・５Ｂ・・・
・・・端部、６Ａ−６Ｂ・・・・・・被覆部、７Ａ−７
Ｂ・・・・・・先端部、８Ａ・・・・・・光源、８Ｂ・
・・・・・光電力計、ＯＡ・・・・・・電圧設定器、９
Ｂ・・・・・・制御器。
代理人 弁理士 小 俣 欽 司
１１１ＥＩａ１１
第 ２ 図
第 ３ 図 Ｃア）
時間−一一
呻間一憂
＄１１４１！ｌ （ア）
第 ４ 図 （イン
Ｖ３ＶＩＴ／４ 電圧
ｖ６ｖｌｖ５ 電圧Fig. 1 is a configuration diagram of the optical fiber fusion 1f connection Ha, Fig. 2 is a hysteresis characteristic diagram of a piezo element, Fig. 3 is a creeping characteristic diagram of a piezo element, and Fig. 4 is an explanation of the light reception level measurement of the photovoltaic meter 8B. 5 is an explanatory diagram of the creeping characteristic compensating means, and FIG. 6 is a flowchart of the positioning method according to the present invention. 1A/IB...Optical fiber, 2A-2B...
...V block, 3A-3B...Parallel spring,
4A/4B...Piezo element, 5A/5B...
... End part, 6A-6B ... Covering part, 7A-7
B...Tip, 8A...Light source, 8B...
...Photovoltaic meter, OA...Voltage setting device, 9
B...Controller. Agent Patent Attorney Kin Tsukasa Komata 111EIa11 Figure 2 Figure 3 C A) Time - 11 hours of grief $1141! l (A) Fig. 4 (InV3VIT/4 Voltage v6vlv5 Voltage
Claims (1)
子をＸ軸変位器およびＹ軸変位器に使用し、 光源からの光を第１の光ファイバに入射し、第１の光フ
ァイバの端部Ａからの出射光を第２の光ファイバの端部
Ｂから第２の光ファイバ内に入れ、第２の光ファイバに
接続した光電力計で前記出射光の受光レベルを測定し、 前記受光レベルが最大になるように前記Ｘ軸変位器およ
び前記Ｙ軸変位器を調整し、端部Ａを端部Ｂに融着接続
する光ファイバ融着接続装置において、 前記ピエゾ素子に電圧Ｖ＿０→Ｖ＿２→Ｖ＿０を加えて
から、前記光電力計が最大値になる電圧Ｖ＿１に電圧△
Ｖ＿Ａを加えた電圧Ｖ＿５を加え、電圧Ｖ＿５から電圧
△Ｖ＿Ｂだけ下げた電圧Ｖ＿６を加えた状態で第１の光
ファイバと第２の光ファイバを融着接続することを特徴
とする光ファイバの融着接続装置の位置決め方法。[Claims] 1. A piezo element that is mechanically displaced by applying a voltage is used as an X-axis displacer and a Y-axis displacer, and light from a light source is incident on a first optical fiber, and the first Input the emitted light from the end A of the optical fiber into the second optical fiber from the end B of the second optical fiber, and measure the reception level of the emitted light with a photovoltaic meter connected to the second optical fiber. and an optical fiber fusion splicing device that adjusts the X-axis displacement device and the Y-axis displacement device so that the received light level is maximized, and fusion splices end portion A to end portion B. After adding the voltage V_0 → V_2 → V_0, the voltage △ is increased to the voltage V_1 at which the photovoltaic meter reaches the maximum value.
A first optical fiber and a second optical fiber are fusion spliced while applying a voltage V_5 which is a sum of V_A and a voltage V_6 which is a voltage ΔV_B lower than the voltage V_5. How to position the connection device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60085966A JPS61245112A (en) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | Positioning method for optical fiber fusion splicing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60085966A JPS61245112A (en) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | Positioning method for optical fiber fusion splicing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61245112A true JPS61245112A (en) | 1986-10-31 |
| JPH0453282B2 JPH0453282B2 (en) | 1992-08-26 |
Family
ID=13873473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60085966A Granted JPS61245112A (en) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | Positioning method for optical fiber fusion splicing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61245112A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0293044A2 (en) * | 1987-05-27 | 1988-11-30 | Philips Patentverwaltung GmbH | Method for the manufacture of an optical plug |
| JPH0593815A (en) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Fujikura Ltd | Alignment device for optical fiber |
| JPH05273430A (en) * | 1990-12-25 | 1993-10-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Multiple optical fiber connecting device |
-
1985
- 1985-04-22 JP JP60085966A patent/JPS61245112A/en active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0293044A2 (en) * | 1987-05-27 | 1988-11-30 | Philips Patentverwaltung GmbH | Method for the manufacture of an optical plug |
| EP0293044A3 (en) * | 1987-05-27 | 1990-06-20 | Philips Patentverwaltung GmbH | Method for the manufacture of an optical plug |
| JPH05273430A (en) * | 1990-12-25 | 1993-10-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Multiple optical fiber connecting device |
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| JP2776660B2 (en) * | 1991-10-01 | 1998-07-16 | 株式会社フジクラ | Optical fiber alignment device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0453282B2 (en) | 1992-08-26 |
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