SE522957C2 - En anordning för att åstadkomma polariserat ljus - Google Patents

Description

25 30 m5 22 957 I ett konventionellt mätsystem för bestämning av egenskaper hos PM-fiberskarvar kan flera skilda optiska komponenter, t.ex. optiska linser, polarisatorer, vågplattor etc, som kan ha ganska stora dimensioner, behövas för att generera polariserat ljus med en önskad utsläckningskvot och koppla in det i en optisk PM-fiber. Ett sådant system är i allmänhet känsligt för förändringar i omgivningen, såsom i vibrationer och i temperatur, och det kräver en omständlig och tidskrävande anpassning . Därför är de praktiska tillämpningarna av ett sådant system fortfarande begränsade.

En anordning för att åstadkomma polariserat ljus kan bestå av en fiberklämma, såsom beskriven av H. Shimizu, S. Yamazaki, T.

Ono och K. Emura in ”Highly Practical Fiber Squeezer Polarization Controller", J. Lightwave Technol, Vol. 9, Nr. 10, pp. 1217-1224, Okt. 1991. - En annorlunda sorts fiberklämma beskrivs av Yao et al. i US 5561726 som har titeln "Apparatus and method for connecting polarization sensitive devices”. Enligt detta patent används en optisk fibwerfövars centrumdel placeras i en roterbar fiberklämma och pressas ihop för att bilda ett birefringent medium som har en bire-fringensaxel i presstrycksriktningen.

Storleken av birefringensen styrs av trycket som påläggs fiberklämman pà fiberns centrumdel.

En annan förut känd anordning för påverkan av polarisationen visas av D. Wilson in "Polarization Control Aids Fiber in Laser Focus World, pp. 129-133, Jan. 1997. Denna anordning är såsom de ovan beskrivna baserad på Component Test ing” birefringens inducerad av fiberstress för åstadkommande av en polarisationstransformation. Den främsta nackdelen med dessa anordningar som använder stressinducerade förändringar i polarisationsstyrningen är att den stora mekaniska - | ~ » n. 10 15 20 25 30 is22 957 3 päfrestningen pà fibern kan reducera livslängden hos den använda fibern betydligt.

En ytterligare förut känd anordning för att åstadkomma polariserat ljus beskrivs Kim et al. i den publicerade internationella patent ansökan WO 98/53352 med titeln ”The optical fiber polarization controller”. Denna förut kända optiska styrning av fiberpolarisationen har en kompakt storlek och använder vàgplattor gjorda av korta sektioner, skivor, av fiber. Den optiska styrningen av en birefringent optisk fiberpolarisationen kontroller polarisationen av inskickat ljus genon\ att vrida eller rotera de birefringenta skivorna som är anslutna till konventionella enkelmodfibrer.

En annan förut känd anordning för att styra ljuspolarisationen i en optisk fiber visas av Engquist i det svenska patentet 503 257 sonl har titeln "Metod och anordning vid optisk fiber” Denna förut kända anordning består av ett antal roterande objekt som var och en kontrollerar en specifik polarisationsriktning. Varje objekt har tvà fästpunkter pá varsin sida av ett roterbart cylindriskt objekt. Fibern är lindad runt det roterande cylindriska objektet så att objektet kan rotera oberoende runt ljusutbredningsriktningen_ En förut känd anordning för att styra polarisationen visas av LeFevre i US 4389090 som har titeln ”Fiber optic polarization controller”. Denna förut kända anordning består av en slinga av optiskt fibermaterial, som är böjd till en i allmänhet plan spole med en relativt liten radie. Fiberslingan är under stress och. bildar' ett birefringent mediunx med sin huvudaxel roterad för styrning av ljuspolarisation genom slingan. I en andra utföringsform är en del av fiberslingan vriden runt sin axel för att ändra polarisationen, och en andra del av slingan bildar en spole som kan ändra sin radie utan ytterligare vridning när den första delen är vriden. 10 15 20 25 30 522 9 57 En förut känd anordning för att kontrollera polarisationsriktningen hos ljus som utbreder sig genom en optisk fiber är beskriven i US 4793678 som har titeln ”Fiber optic polarization controller", av Matsumoto et al.

Polarisationsstyrningen utförs genom böjning av en enkelmodfiber inom ett imaginärt plan för att generera birefringens i fibern, och genom att rotera planet som definieras av den böjda fiberdelen. Den optiska fibern kan roteras antingen. genom utnyttjande av stabiliteten hos fibern, vilken hàlls löst i sin. böjda. del, eller' genonx att kraftfullt rotera den böjda delen från utsidan.

Ett tidigare sätt att förbinda fibrer genom användning av en kopplingsanordning beskriven av Stone i den europeiska patent ansökningen EP O 751 410 som har titeln ”Optical fiber having polarizer with reduced optical loss”. En speciell kopplingsanordning' består av' en. dikroisk glaspolarisator som optiskt kopplar en första ändyta av' en första optisk fiber till en andra ändyta av en andra optisk fiber. En. optisk transparent adhesiv kan fixera glaspolarisatorn vid den optiska fibern. Det är förhållandevis komplicerat att skarva tvà optiska fibrer genom att använda detta dikroiska medium som beskrivits ovan.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett förfarande och en anordning för styrning av ljuspolarisationen i en optisk fiber vid utvärderingen av polarisationsegenskaper hos en PM-fiber.

Problemet som denna uppfinning löser är att åstadkomma en anordning för PM-fiberskarvningssystem, utan att introducera ytterligare optiska komponenter förutom optiska fibrer. 10 15 20 25 30 522 951 §f¥,w::@:* Mer generellt avses att i en anordning för att åstadkomma polariserat ljus med önskad polarisation matas ljus, som erhållits exempelvis från en halvledardiodlaser, in i en polariserande (förkortas PZ) optisk fiber. Den polariserande PZ-fibern fungerar som en polarisator som åstadkommer ett kraftigt polariserat ljus på sin utgång. PZ-fibern är kopplad till Inuti PZ-fibern en optisk fiberadapter. adaptern är optiskt kopplad till en polarisationsbevarande PM-fiber. PM- fibern är ansluten till en rotator varigenom PM-fibern. kan roters i förhållande till PZ-fibern, så att den azimutala eller vinkelskillnaden mellan den optiska huvudaxeln hos PZ- fibern och PM-fibern ändras. Därigenom kan utsläckningskvoten för ljuset vid PM-fiberns fria ände varieras kontinuerligt.

Anordningen använder egenskaperna hos-speciella optiska fibrer för att kontrollera en förändring av polarisationen utan att behöva använda andra optiska komponenter än dessa fibrer. användas för aktiv vinkelupplinjering av Anordningen kan och/eller för att utföra ER-mätningar pà PM-fibrer vid/inför skarvning, för att övervaka vikelupplinjeringsprocessen och för att utvärdera en PM-fiberskarv. Anordningen är inte känslig för omgivningsförändringar och ingen omfattande inställning av anordningen är nödvändig. Den typiska tiden för att sätta ihop anordningen och starta mätningen består endast av ett par minuter, huvudsakligen beroende på den tid som krävs för preparering av fibrerna som skall användas.

Således, en fördel med föreliggande uppfinning är att anordningen kan användas på fältet utan någon omfattande anpassning, och att tiden. för att initiera mätningar,. inkluderande fiberpreparering och systemkalibrering, är mycket kortare än i förut kända anordningar. n a ø v nu a lO 15 20 25 30 o o no ?522 957 iïkäfißmfü KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNÄ Uppfinningen kommer nu att beskrivas genom icke-begränsande utföringsformer med hänvisning till de bifogade ritningarna, av vilka: Fig. 1 är en schematisk vy av en ER-styranordning, Fig. 2 är en schematisk vy som visar ändytorna av en PZ-fiber och en PM-fiber, Fig. 3 är ett diagram som visar vinkelskillnaden mellan PZ- fiberns huvudaxel och PM-fiberns huvudaxel.

Fig. 4 är en schematisk sidovy av en fiberrotator.

Fig. 5 är en schematisk vy av en typisk uppställning som används för skarvning av PM-fibrer pà fältet.

Fig. 6 är en plott av uppmätt ER hos ljus som har passerat en skarv mellan tvà PM-fibrer för olika värden pá ER hos ljuset in i PM-fibern, som en funktion av; vinkelskillnaden. mellan huvudaxeln mellan de tvá PM-fibrerna.

BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFöRINGsFommR Fig. 1 är en schematisk vy av en anordning 100 för generering av polariserat ljus, ii vilket utsläckningskvoten ER kan varieras kontinuerligt. Anordningen 100 består av en laser diod 102, en polariserande PZ-fiber 108, en fiberkoppling 110, en polarisationsbevarande PM-fiber 106 and en rotator 104.

Laserdioden 102 består av en. pigtailfiber ansluten till en första ändyta av PZ-fibern 108. PZ-fibern 108 kan typiskt vara omkring 5 meter lång och den är lindad runt en spindel 112 som har t.ex. har en diameter pà tre tum. Pà den andra motsatta ändytan av PZ-fibern 108, är PZ-fibern fäst vid en ände av kopplingen 110. PM~fibern 106 är vid sin första ände fäst vid den andra änden av kopplingen 110. Ändomràdena av de tvà fibrerna 108, 106 hålls av kopplingen 110 och har sina fiberaxlar eller de geometriska làngdaxlarna upplinjerade med varandra med hjälp av kopplingen. Denna transversella .av .- s . nu lO 15 20 25 30 522 957 * upplinjering kan t ex. åstadkommas med hjälp av V-formade skåror i kopplingen 110. Ändarna av de två fibrerna möts sålunda i kopplingen 110, vilket betyder att de motsatta ändyt orna av f iberns ändområden befinner sig mittemot varandra, på mycket litet avstånd från 'varandra. Därigenom kopplas polariserat ljus som utbreder sig i PZ-fibern 109 från PZ-fibern in i PM-fibern 106. Ändytorna av fibrerna 108, 106 är inte skarvade eller mekaniskt anslutna till varandra, och härigenom tillåts azimutal förflyttning, i.e. rotation av de två fiberändarna i förhållande till varandra, runt den longitudinella axeln av de mötande fibrernas ändområden.

Sålunda, en relativ rotation av fiberändarna kan utföras medan en optiska koppling bibehålls konstant mellan de närliggande ändytorna av de två fibrerna. Rotationen åstadkoms med hjälp av en rotator 104, som är mekaniskt kopplad till kopplingen 110. PM-fibern 106 är företrädesvis_ ansluten till rotatorn 104, medan PZ-fiber 108 är fixerad.

PZ-fibern 108 kan Inöjligtvis roteras istället för PM-fibern 106. Detta betyder att PZ-fibern 108 skulle vara ansluten till rotatorn 104 och "att" PM-fibern 106 skulle vara fixerad. En annan möjlighet är att både PM-fibern 106 och PZ-fibern 108 vore anslutna på ett sådant sätt att de båda kan rotera.

PZ-fibern 108 är en speciell sorts PM-fiber. En PZ-fiber 108, se Fig. 2, är typiskt utformad genom skapande av en elliptiskt formad “stress”mantel 204 runt en fiber kärna 202. De två optiska axlarna i PZ-fibern 108 har skilda cut-off våglängder för ljusutbredning i dess fundamentala moder, cut-off - våglängden för den snabba axeln är kortare än den för den långsamma axeln. Ljus som har våglängder mellan de två cut- off-våglängderna kommer i praktiken bara att utbreda sig längs den långsamma axeln, på grund av att polarisationskomponenten längs den snabba axeln kommer att bli starkt dämpad. lO 15 20 25 30 ~ 522 957 I typfallet kommer ljusintensiteten längs den snabba axeln att minska till en fjärdedel efter att ha utbrett sig ett fàtal meter j. PZ-fibern 108. Det polariserade ljuset sonx utbreder sig längs den långsamma axeln, huvudaxeln Z, är wycket lite dämpat. en Pandafiber som visas i En. vanlig PM-fibertyp 106, t.ex. figur 2, har tvá cirkulära tryckpàläggande delar 210 och en kärna 208 som definierar en huvudaxel M av PM-fibern 106, se figur 2.

I figur 4 visas kopplingen 110 och rotatorn 104 i en större skala. PZ-fibern. 108 har' på sin, andra, och relativt lasern bortre, ände, en första fiberhàllare 414 som skyddar änden fràn mekanisk påverkan. En andra fiberhàllare 416, belägen vid den. änden av PM-fibern son: är' belägen. i kopplingen 110, är fäst vid den andra änden av kopplingen 110. Kopplingen 110 är fäst vid rotatorn 104 med hjälp av en arm 418 pà rotatorn, se en figur 4. Rotatorn 104 består av en roterbar fiberadapter, adapterfixtur 408, och en. högkvotsreducerande växellåda 410, och en stegmotor” 412. PM-fibern 106 är ansluten till fiberadaptern 404. För att àstadkomma en rotation används stegmotorn 412. Adapterfixturen 408 är ansluten till växellådan 410, som överför rörelsen till fiberadaptern 404.

Rotatorn 104 är anordnad att rotera PM fibern 106 t.ex. i en fastställd rotationsriktning' R, vilken framgår av' pilen, se figur 1, ett helt varv, i.e. 360°, med en noggrannhet på 0.1° med hjälp av steg motorn 412 och växellådan 410 som ger t.ex. en reduktionskvot pà 1:60.

Funktionen hos anordningen 100 àstadkoms genom att ljus fràn laserdioden 102 matas in i den första änden av PZ-fibern 108, För att säkerställa en skall och utbreder sig genom PZ-fibern 108. maximal optisk uteffekt i andra änden av PZ-fibern 108, 10 15 20 25 30 8522 957 huvudaxeln av PZ-fibern 108 vara upplinjerad med laserdiodens 102 polarisationsaxel. För denna azimutala upplinjering kan antingen en aktiv eller en passiv upplinjeringsmetod användas, t.ex. sàsom visas av S. Carrara i ”Birefringent-fiber Splice Alignment”, SPIE Fiber Optical Sensors IV, Vol. 1267, pp. 24- 28, 1990. I den andra änden av PZ-fibern 108 vid punkten A, se figur 1, kan en typisk optisk uteffekt vara 1 mW och utsläckningskvoten kan vara: nA = 40 dB.

Den azimutala skillnaden eller vinkelskillnaden mellan huvudaxlarna Z och M i PZ-fibern 108 respektive i PM-fibern 106, benämns 6, se figur 3. Därigenom kan man genom styrning av vinkeln 6 kontinuerligt variera ljusets utsläckningskvot i PM- fibern 106 i punkt B, se figur 1. ER kan typiskt variera i omrâdet 0.5 - 40.0 dB med en noggrannhet av runt 0.2 dB.

Förhållandet mellan utsläckningskvoten: här benämnd na och vinkeln 9, ges i följande ekvation: ng = 10 log {(1 + ycos26) / (1 - ycos29)} (1) där y = (1 - Zapzï (1 -= 2aPM) (2) och an, am, är korskopplingskoefficienterna i PZ-fiber 108 respektive i PM-fibern 106. Korskopplingskoefficienten för en fiber är proportionell mot fiberlängden. Pâ grund av den begränsade längden pà fibrerna och den azimutala skillnaden 9, är den lägre gränsen på utsläckningskvoten i punkten B omkring 0.5 dB.

Om en kort fiberlängd av PM-fibern 108 används, till exempel mindre än två meter, är c@M försumbar. Ekvationen (1) kan då reduceras till: ng = 10 log {(1 + pAcos26) / (1 - pAcos29)} (3) där c . u u .u lO 15 20 25 30 .S22 951 10 9A: (iolnàß - 1)/(1o|n%° + i) (4) och nA äx' utsläckningskvoten (ER) på utmatningsänden av PZ- fibern, i.e. i punkten A.

Anordningen 100 kan sättas ihop på följande sätt. Först kopplas laserdioden 102 till den första änden av PZ-fibern såsom beskrivits ovan. Därefter ansluts den andra änden till ansluten till PM-fibern 106 så att ändytorna av de två optiska 108, av PZ-fibern kopplingen 110. Kopplingen 110 är då fibrerna 106, 108 möts, såsom beskrivits ovan.

När anordningen 100, såsom beskrivits ovan, är i funktion genom stimulering av ljuskällan 102,_kan polariserat ljus med önskad usläckningskvot erhållas vid punkten B, på den bortre genom rotation av de anslutande förhållande utgàngsänden av PM-fiber 106, ändytorna av PZ-fibern 108 och PM-fibern 106 i till varandra till andra vinkelpositioner. En polarisationsmätare, ej visad, kan anslutas vid punkten A för mätning av utsläckningskvoten på detta ställe, pà utgàngsänden av PZ-fibern 108. Polarisationsmätaren kan också anslutas vid punkten B för mätning av utsläckningskvoten vid utgångsänden av PM-fibern 106. När vinkelskillnaden varieras och den resulterande utsläckningskvoten uppmäts, kan ett diagram över utsläckningskvoten som en funktion av vinkelskillnaden mellan med en allmän huvudaxlarna P4 på PZ- och. PM-fibern. erhållas, form liknande de funktioner vars grafer plottats i diagrammet i figur 6, se särskilt grafen som ritats för ingivet ljus med en utsläckningskvot på 40 dB, vilket kommer att beskrivas nedan. Sådana funktioner kan uppmätas för PM fibrer av olika typer och sålunda visa degraderingen av den kännetecknande utsläckningskvoten för varje PM-fibertyp. - . - . .n lO 15 20 25 30 c 52-2 957 ll I figur 5, visas en. uppställning för skarvning av' två PM- fibrer med användning av anordningen 100 för att erhålla en noggrann upplinjering. Den bortre, andra ändytan av PM-fibern 106, figur 1, är i anordningen 100 kopplad till eller mötande en första ändyta av en andra PM-fiber 506, det andra, bortre, ändområdet av den första PM-fibern och den första, närmare ändområdet av den andra PM-fibern 506 uppburen av klämmorna i en fiberskarvningsanordning 502 så att ändytorna är> belägna nära varandra. I skarvningsanordningen, 502, kan de närliggande ändomràdena och därmed ändytorna roteras i förhållande till varandra runt den. gemensamma longitudinella axeln hos de upplinjerade ändomràdena. På den motsatta, andra änden av den andra PM-fibern 506 är en polarisationsmätare 504 ansluten, som till exempel utgörs av en Santac PEM-300-enhet som har mätområden på 30+0.1 dB och 4Qf0.3 dB.

Ett diagram som visas i figur 6 kan uppmätas genom att man varierar vinkelskillnaden mellan den första och andra PM- fibrerna 106, 508 och 'vinkelskillnaden. mellan PZ-fibern 108 och den förstar PM-fibern 106 i kopplingen 110. Diagrammet visar uppmätt ER, i punkten C, i.e. vid den bortre andra änden av den andra PM-fibern 506, som en funktion av vinkelskillnaden mellan huvudaxlarna av de två PM-fibrerna som placerats i PM-fiberskarvningsanordningen för olika värden på inkommande ljus som skall utbreda sig genom PM- de ER av det fibrerna. ER av ljuset som inkommer i tvâ PM-fibrerna ställs in genom drift av anordningen 100 för att vid punkt B, vid utgàngsänden av den första PM-fibern, åstadkomma ljus med önskat ER-värde. Dessutom antages att den andra PM-fibern 506 inte är för lång. Sådana diagram kan uppmätas för skarvar mellan alla möjliga kombinationer av första och andra PM- sàsom en skarv mellan tva Panda-fibrer. fibrer 106, 506, ~ ~ n n .o 10 15 20 25 30 :S22 957 12 Diagrammet som visas i figur 6 kan initialt uppmätas för två PM-fibrer och sedan användas vid skarvning av två andra PM- fibrer av samma sort. Sedan kan användaren avsiktligt ställa in ER på ljuset såsom beskrivits ovan genom drift av anordningen 100. figur 6, skall Såsom är uppenbart av diagrammet i det ställas in på högsta möjliga värde för att åstadkomma en upplinjering med hög noggrannhet. Dock är polarisationsmätarens 504 känslighet ofta ganska låg för höga ER-värden, och sålunda kan det vara fördelaktigt att anpassa anordningen 100 för att åstadkomma ljus med en lägre ER än den högsta möjliga. Sedan roteras ändområdena av de två PM- fibrerna 106, 506 i förhållande till varandra i PM- fiberskarvningsanordningen 502, och ER av ljuset på utgångsänden av den andra PM fiber 506 uppmäts av mätaren 504 under rotationen, och rotationen av skarvningsanordningen stoppas när den uppmätta ER när sitt maximum.

Omvänt kan anordningen 100 användas för att bestämma kvalitén av vinkelupplinjeringen hos en skarv utförd av skarvningsanordningen 502, genom användning av mätuppställingen i ifigur* 5 och diagrammet visat i figur 6.

Sedan är ER av de inkommande ljuset vid punkt B först inställt till önskat värde genom lämplig drift av rotatorn 104 i anordningen 100. Till exempel kan ER för ljuset vid punkt A avsiktligt ställas in på på 35 dB. Ljuset vid punkt A passerar genom den första PM-fibern 106 och fortsätter sedan till den andra PM-fibern, till punkt B. Därefter fortsätter ljuset till punkt C och polarisationsmätaren 504 som kan mäta ER av det utbredande ljuset, som i exemplet skulle ha ett värde på 28,5 dB, se figur 6. Från diagrammet i figur 6 finner man att i exemplet är vinkelskillnaden mellan huvudaxlarna i de två PM- fibrerna 106 and 506 omkring 2°. Dessutom skall ER av det till skarven inkommande ljuset inte ställas in för högt, på grund av den låga känsligheten hos polarisationsmätaren 504 för låga v o n | n» q n 10 15 20 25 30 ks22 957 13 ER-värden. Det mest exakta svärdet erhållet från mätningarna kommer således att erhållas för inkommande ljus med en rimligt hög men inte extremt högt ER.

Dessutom kan samma system även användas för inställning av en vinkelskillnad mellan huvudaxlarna av de två PM-fibrerna med hög noggrannhet. I detta fall kan ett rimligt högt ER-värde på runt 30 - 35 dB för ljuset son: utbreder sig 'vid. punkten B erhållas genom lämplig inställning av anordningen 100. Sedan roteras PM-fibrerna 106, 506 i förhållande till varandra i och ER av ljuset vid punkten C är noll skarvningsanordningen 502, samtidigt uppmätt av polarisationsmätaren 504. Vid vinkelskillnad kan det uppmätta ER av ljuset vid. punkten C vara nästan samma som det för ljus som inkommer den första PM- fibern 106. Ur den motsvarande kurvan i figur 6 kan ER för ljuset vid utgångsänden av de två- fibrerna vid en given vinkelskillnad utläsas. Rotationen kan avbrytas vid den vinkel för vilken detta värde uppmäts. Denna teknik kan användas vid allehanda tillämpningar, t.ex. för att göra en depolarisator.

Vid olika ER+värden för ljuset som inges i de två PM-fibrerna 106 och 506 erhålls olika känsligheter för uppmätt ER och därmed. av den. motsvarande vinkelskillnaden, i synnerhet för små vinkelskillnader mellan PM-fibrerna, t.ex. < l°, vilket är uppenbart från figur 6. Denna figuren visar att ju högre ER hos ljuset till de två PM-fibrerna, desto högre kommer känsligheten för vinkelskillnaden av uppmätt ER att vara. Med andra ord, med en relativt låg ER i experimentuppställningen, krävs en mycket hög noggrannhet i uppmätt ER för att åstadkomma Ink; noggrannhet i vinkelskillnaden. (mn exempelvis ER i experimentuppställningen är 25 dB, måste, för att en perfekt upplinjering av de två fibrerna 106, 506 som har en vinkelskillnad. på l° and 0.l° med. upplinjeringsnoggrannheten 10 l5 20 25 30 {s22 951 §f¥.w::@@* 14 0.l°, skall åstadkommas, noggrannheten i. ER-mätningarna vara omkring 0.1 dB respektive 0.01 dB. Primärt pà grund av tekniska orsaker är àstadkommande av en hög noggrannhet i ER- mätningar fortfarande en svár och/eller dyrbar uppgift. Därför är det önskvärt att välja ett högt ER-värde i experimentuppställningen, till exempel 30 - 40 dB, för att utföra vinkelupplinjering med hög noggrannhet. Detta kan lätt erhållas vid användning av den angivna anordningen 100. Om en för hög ER ställs in, kommer dock känsligheten hos polarisationsmätaren att bli lägre, varför det kanske inte är möjligt att tillhandahålla ljus med högsta möjliga ER till PM- fibrerna 106 och 506 till mätningarna.

Dessutom kan systemet som visas i figur 5 användas vid kvalitetskontroll av PM-fiberskarvningsanordningen 502. I skarvningsanordningen 502 kan vinkelupplinjeringen utföras genom en unik passiv upplinjeringsmetod, nämligen genom den sà kallade (POL).

“Polarization observation by lens-effect-tracing”, ”Automatic Fusion-Splicing of Vol.

POL beskrivs i W. Zheng, Polarization Maintaining Fibers”, J. Lightwave Technol., 134, 1997, och U.S. bildbehandlingsteknik pp. 125 4 jan. svensk patentansökan ingiven 17 February 1993, 15, Nr. 1, 930522-l, patentet 5572313.

Genom att använda POL-metoden, och speciella algoritmer, kan vinkelskillnaden mellan PM-fibrerna sàlunda vinkelupplinjeringen beror huvudsakligen pà 106 och 506 bestämmas genom en annan metod.

Noggrannheten i anpassningen av de optiska och bildbehandlande systemen, i.e. fokusinställningarna i det optiska linssystemet och belysningen av de optiska fibrerna i termer av det digitala bildbehandlingssystemet, och pà. toleranserna i. det nækaniska vilket bestäms genom utformningen av rotatorn i systemet, skarvningsanordningen 502, och pá PM-fibertyperna 106, 506.

En ER-uppskattare som gör en beräkning enligt ekvation (3) kan implementeras inuti skarvningsanordningen. 502. Uppskattningen u a u n :o lO l5 20 25 30 w . u n a u un.. 5522 957 ¥¥¥»~ 15 av det uppmätta ER kan också baseras pá vinkelskillnaden som bestämts genom POL-teknik och genom en förinställning av uppställningens ER. För en utvald fibersort och givet värde pà uppställningens ER, är avvikelsen mellan. uppskattad ER och uppmätt ER därför väldefinierad genom toleransen i vinkelupplinjeringssystemet inuti skarvningsanordningen 502.

En typisk noggrannhet av vinkelupplinjeringen är omkring 0.30°.

Om en stor avvikelse uppstår mellan uppskattat ER och ER utgör detta vanligtvis en de uppmätt av polarisationsmätaren 504, indikation pä fel i det optiska systemen, digitala bildbehandlingssystemen, systemet i och/eller det mekaniska fiberskarvningsanordningen 502. Framtagning av ett förfarande för kvalitetskontroll av skarvningsanordningar kan baseras pà denna princip.

I en kvalitetskontrollprocedur kan ett-antal skarvar utföras i pà i varje skarv jämförs med det direkt experimentuppställningen, med olika värden ER. Det uppskattade ER-värdet uppmätta värdet av ER. Om avvikelsen av det uppskattade ER- värdet gentemot uppmätt ER-värde är inom en tillverkningsdefinierad. tolerans för* alla, nivåer' av' uppmätta sà kommer den testade ER-värden i experimentuppställningen, skarvningsanordningen, att klara kvalitetskontrollen. I annat fall vinkelupplinjeringssystemet att utföras igen. kommer den noggranna anpassningen/kalibreringen av Uppfinningen beskriven ovan kan implementeras i ytterligare specifika utföringsformer utan att avvika från uppfinningstanken eller' dess väsentliga kännetecken. Sålunda skall de angivna utföringsformerna i alla avseenden betraktas som illustrativa och inte begränsande, och skyddsomfànget för uppfinningen indikeras av de bifogade patentkraven och inte av denna beskrivning, och alla ändringar som faller inom ramen a q-.v a . o an.. 10 15 20 25 30 äszz 951 ïï+~”f 16 för betydelsen, och även inom en ekvivalenstolkning, är således avsedda att omfattas av dessa. av kraven

Claims (17)

lO 15 20 25 30 35 u u « n en f 52 2 .}95 7 ÉÜ* - I4 I I I Q I ll PATENTKRAV

1. l. En anordning (100) för att tillhandahålla en utsignal med polariserat ljus som har en valbar utsläckningskvot från en första optisk fiber (106), anordningen bestående av en ljuskälla (102), en extrafiber (108) och nämnda första optiska fiber (106), varvid var och en av fibrerna innehar ändytor och extrafibern (108) är ansluten till ljuskällan och fibrerna är roterbara i förhållande till varandra, kännetecknad av en koppling (110), i vilken en ändyta av extrafibern (108) och en ändyta av den första fibern (106) möts och i vilken fiberytorna är roterbara i förhållande till varandra, varigenom utsläckningskvoten av det polariserade ljuset i utsignalen från den första optiska fibern kontinuerligt varieras, nämnda extrafiber (108) utgörande en polariserande, PZ, fiber och nämnda första optiska fiber utgörande en polarisationsbevarande, PM, optisk fiber.

2. En anordning enligt kravet 1, kännetecknad av en rotator (104) ansluten till en ände av en av fibrerna för att rotera änden och därigenom rotera ändytan av nämnda ände.

3. En anordning enligt kravet 2, kânnetecknad av att rotatorn (104) utgörs av en adapter (404), vilken uppbär nämnda ände av en av fibrerna som är ansluten till kopplingen, och en adapterfixtur (408) som uppbärs av adaptern för att rotera adapterfixturen, och som är ansluten till en växellåda (410) vilken drivs av en motor (412).

4. En anordning enligt någon av kraven 2 eller 3, kånnetecknad av att motorn (412) är en stegmotor.

5. En anordning enligt något av kraven 2 - 4, kännetecknad av att adaptern är en fiberrotationsadapter. 10 15 20 25 30 {sg; 957

6. En anordning enligt nàgot av kraven 2 - 5, kännetecknad av att adaptern kan vridas 360°.

7. En anordning enligt nàgot av de föregående patentkraven, kännetecknad av att kopplingen (110) är en FC/PC-optisk fiberkoppling.

8. En anordning enligt nàgot av de föregående patentkraven, kännetecknad av att kopplingen innefattar V-formade skåror som upplinjerar de tvá fiberändarna transversellt.

9. En anordning enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknad av att ljuskällan (102) är en pigtailfiber- laserdiod.

10. Ett förfarande för sammansättning av en anordning (100) enligt patentkravet 1, kännetecknad av följande steg: - koppling av ljuskällan (102) till en ände av extrafibern (108), - anslutning av ändytan av den andra änden av extrafibern (108) till en ände av kopplingen (110), och - anslutning av ändytan av en ände av en första fiber (106) till den andra änden av kopplingen, så att ändytorna av extrafibern och den första fibern möts i kopplingen.

11. Ett förfarande för att producera polariserat ljus som har en Valbar utsläckningskvot, kännetecknat av följande steg: - ingivning av ljus från en ljuskälla (102) till en ände av en extra optisk fiber (108) för utbredning av ljuset till en motsatt ände av extrafibern (108), nämnda extrafiber utgörande en polariserande, PZ, fiber, - koppling av ljuset vid den motsatta ändytan av extrafibern in i en första, polarisationsbevarande, PM, optisk fiber (106) som har en ändyta belägen vid ändytan av extrafibern, lO 15 20 25 30 f 522 957 /9 - rotering av ändytorna i förhållande till varandra medan ljus med en kontinuerligt varierande utsläckningskvot tilläts utbreda sig till en motsatt ände av den första fibern, och därigenom förse den motsatta änden av den första fibern med ljus med den utvalda utsläckningskvoten.

12. Ett förfarande enligt patentkravet 11, kännetecknat av följande ytterligare steg: - koppling av polariserat ljus som har en utvald utsläckningskvot och som utbreder sig i den första PM-fibern (106) in i en andra PM-fiber (506) genom att placera en första ändyta av en andra PM-fiber vid en andra ändyta av den första PM-fibern, - mätning av utsläckningskvoten av ljuset vid en andra ändyta av den andra PM-fibern (506), och - rotering av den andra ändytan av den första PM-fibern i förhållande till den första ändytan av den andra PM-fibern tills ett maximalt värde pà uppmätt utsläckningskvot av det utbredande ljuset uppnås, varigenom upplinjering av huvudaxlarna av tvâ PM-fibrer, en första PM-fiber (106) och en andra PM-fiber (506) àstadkoms.

13. Ett förfarande enligt patentkrav 12, kânnetecknat av att den utvalda utsläckningskvoten är vald för att ge en hög känslighet pà mätningarna utförda vid rotationen för att finna maximalt värde på uppmätt utsläckningskvot.

14. Ett förfarande enligt patentkravet 11, kännetecknat av följande ytterligare steg: - ingivning av polariserat ljus med en utvald utsläckningskvot, för utbredning i de två PM-fibrerna (106, 506) och genom skarven mellan dem, lO 15 20 25 30 35

15. szgo 957 uppmätning av utsläckningskvoten av ljuset som har utbrett sig v - ø . c n u n - a ø v: i PM-fibrerna och genom skarven, jämförelse mellan uppmätt utsläckningskvot och den valda utsläckningskvoten av det ingivna ljuset, och utvärdering av resultatet av jämförelsen, varigenom en utvärdering av kvalitén av vinkelupplinjeringen mellan tvà PM- fibrer i en skarv gjord av en skarvningsanordning (502) ástadkoms. Ett förfarande enligt patentkravet 14, kånnetecknat av upprepning av stegen enligt patentkravet 14 för olika utvalda värden pà utsläckningskvoten av ingivet ljus.

16. Ett förfarande enligt patentkravet ll, kännetecknat av följande ytterligare steg:

17. tillhandahålla tvâ PM-fibrer (106, 506) och placera dem i en skarvningsanordning (502), skarvning av de tvà PM-fibrerna genom drift av skarvningsanordningen, ingivning av polariserat ljus med en utvald utsläckningskvot, för utbredning i de skarvade fibrerna (106, 506) och genom skarven mellan dem, k uppmätning av utsläckningskvoten av ljuset som har utbrett sig i PM-fibrerna och genom skarven, jämförelse mellan uppmätt utsläckningskvot och den utvalda utsläckningskvoten av det ingivna ljuset, och utvärdering av resultaten av jämförelsen, varigenom en kvalitetskontroll av PM-fiberskarvningsanordningen (502) àstadkoms Ett förfarande enligt patentkravet 16, kännetecknat av att stegen i patentkravet 16 upprepas för olika utvalda värden pà utsläckningskvoten av ingivet ljus.