专利名称：光波导线对接的方法和对接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到按照权利要求1前序部分的光波导线的对接方法和按照权利要求9前序部分的对接装置。
为了连接在光学消息技术中使用愈来愈多的光波导线(玻璃纤维或聚合物纤维)已知两种方法一种是将光波导线的端部粘在传送的和标准化的插座上和另一种是将准备好的端面与唯一的光波导线对接。当对接光波导线时，将准备好端面的两个光波导线固定在两个夹持装置上，然后夹持装置与校准装置可以移动，因此将端面相互很好地校准。校准之后一般是将两个端部热焊接。此时热焊接是经过两个电极之间的弧光放电进行的。
在US 4 506 947中已知一种方法，在其中用摄像机检查两个玻璃纤维相互间的校准，当用紫外光照射对接位置时，则得到玻璃纤维用锗添加的芯子在可视波长范围的光线。经过摄像机和后置的图象处理单元将光线在显示器上显示。因此装置的操作人员可以经过显示器装置和校准装置将两个玻璃纤维的芯子相互校准。不观察对接过程的质量。
为了达到对接质量从一个到另一个光波导线的光线传输光学损失尽可能小，这在很大程度上取决于在对接装置上的调整参数。放电电流也属于这些参数，用放电电流将光波导线焊上。当最佳的光学校准和稳定的环境条件(空气压力、空气湿度、温度)时，人们用恒定的放电电流达到稳定的好的加热。在环境条件变化，旧的或者脏的电极时，即使在恒定的放电电流光波导线的加热也会改变，和因此对接质量也会变化。
在DE 196 17 388中用激光对材料进行材料处理领域已知一种方法，对激光激发的等离子体的温度分布用摄像传感器进行处理。等离子体对应于对接时的电弧放电，但是这种方法不能够说明，在光波导线上的温度分布本身和因此对接的质量。
因此本发明的任务是，与环境参数无关地自动调节对接过程的温度。
此任务是通过具有权利要求1以及权利要求9特征的开始叙述的方式方法和对接装置解决的。
此外当加上预先调整的放电电流时测量被加热的光波导线的实际强度分布，和与被存储的参考强度分布进行比较。在下面将强度分布理解为位置分辨的(必要时附加波长分辨的)光波导线端部的图象。当出现偏差时这样改变放电电流，将获得的实际强度分布至少接近被存储的参考强度分布。因此产生与环境参数无关自动调节的放电电流，这样对接过程导致了光波导线上均匀的温度分布和因此导致了均匀的好的对接质量。
按照权利要求2用有利的方法将新求出的、已经匹配的放电电流对于未来的对接过程作为预先调整的放电电流进行存储。
当使用彩色摄像机时，按照权利要求3可以波长分辨地存储参考强度分布和在对接过程期间与波长分辨的实际强度分布进行比较，以便达到在光波导线上关于温度分布的准确说明。
当使用黑白摄像机时，按照权利要求4用有利的方法将灰度值分配给强度分布。
按照权利要求5将此时求出的灰度值在两个光波导线的表面上进行平均，和只将实际强度分布的这个平均灰度值与平均的参考灰度值进行比较。从而用有利的方法将被存储数据的数量减少。
按照权利要求6有利的实施形式中，将光学传感器一行上的灰度值在两个光波导线轴线方向位置分辨地进行处理。将出现的预先规定灰度值的实际位置与预先规定灰度值的被存储的参考位置进行比较，和当出现偏差情况时将放电电流重新调整，使实际位置接近于参考位置。因此同样将被存储的数据量减少。
按照权利要求7用有利的方法将强度分布的时间实际顺序进行存储和与被存储的参考顺序进行比较，以便达到对接过程期间关于温度分布的更准确的说明。
按照权利要求8是这样达到特别的可复制的方法，将时间顺序通过加上放电电流触发的。
按照权利要求9在对接装置上安排了存储器，用于存储参考强度分布以便将用传感器测量的实际强度分布在比较装置上与之进行比较。调节装置依赖于与被调整的比较用于调节放电电流。
对于简单结构在减少成本时按照权利要求10将传感器这样构造，将传感器也使用于校准光波导线的端部。
借助于附图用实施例详细叙述本发明。其中表示附
图1按照本发明用于对接光波导线的对接装置简图，附图2a当第一次温度分布时两个光波导线纵坐标的强度分布简图和附图2b当第二次温度分布时两个光波导线纵坐标的强度分布简图。
按照附图1为了对接将第一个光波导线1的端部固定在第一个夹持装置2上。将第二个光波导线3的端部固定在第二个夹持装置4上。将夹持装置2，4也使用作为校准装置，用它们将光波导线1、3的两个端部相互校准到最小的错位，以便在过渡位置上(对接位置)从第一个光波导线1到第二个光波导线3出现尽可能小的附加的光学损失。通过点燃两个电极6之间的弧光5将光波导线1，3的两个端部焊接在一起。此时用预先规定的放电电流通过控制和调节装置7将两个电极6加上负荷，控制和调节装置包括电源10和所属的理论值传感器11。
将弧光区5与光波导线1、3的端部按照本发明用传感器8，例如摄像机，摄像和在后置图象处理单元9中进行处理。图象处理单元9包括有一个存储装置13用于存储参考强度分布，和有一个比较装置14用于比较实际强度分布与参考强度分布。依赖于比较将调节装置12进行控制，调节装置一方面经过从属于电源10的理论值传感器11这样调节放电电流，使实际强度分布至少接近于参考强度分布。当然争取尽可能的接近，以便得到对接的可重复的质量。
用有利的方法也可以将传感器8与后置图象处理单元9使用在校准光波导线上，因此相对具有两个传感器的装置使对接装置的结构得到了简化。
在使用本方法时必须将传感器8的自动放大调节关闭，因此可以测量强度的变化。如果用耦合在光波导线上的光线测量两个光波导线的相互错位时，则必须在对接过程期间将这个耦合光线关闭，以便使这个不会影响准备测量的强度分布。
参考强度分布是示范性地在“训练阶段”中求出的，将在训练阶段用不同放电电流得到的各种强度分布进行存储，将从中得到的对接质量进行分析，和最后将具有最小损失的对接强度分布作为参考强度分布和从属的放电电流作为预先调整的放电电流进行存储。
当加上预先调整的放电电流时，光波导线的端部在弧光区5开始加热和因此得到可见光谱的光。光波导线上的温度分布在弧光5区变成最大值和随着光波导线1、3与弧光5距离的增大而减小。被发射的热电子发射的亮度随着与弧光5距离的增大同样减小。
当环境参数改变时预先调整的放电电流产生与参考强度分布有偏差的实际强度分布。借助于控制和调节装置7的调节装置12将放电电流改变到使实际强度分布至少接近于参考强度分布。当同样的强度分布时出现同样的温度分布，这样就使对接达到了在这之前确定的最佳的最小的损失。
当使用彩色摄像机时可以将强度分布波长分辨地进行存储，这可以特别准确地调节放电电流。
在被存储的数据量的基础上特别经济的两种方法，是用黑白摄像机就够了。在黑白摄像机上作为传感器8将灰度值分配给强度分布。
在第一种方法中，此时将灰度值在黑白摄像机作为传感器8的整个窗上进行平均，和只将参考强度分布的平均灰度值存储在图象处理单元9的存储装置13中。当考虑有比较高的温度时测量实际强度分布的比较高的平均灰度值和从而将放电电流相应的重新调整。
灰度值的第二种方法表示在附图2a和2b上。其中将在这里表示为从白到浅灰过渡的参考位置×1上，将预先规定的灰度值作为参考强度分布进行存储。当对接过程继续，例如温度变化到比较高的温度时，则具有预先规定灰度值的位置现在按照附图2b在实际位置×2上出现。通过调节放电电流，和随后实际位置×2向参考位置×1方向移动在这个情况下达到原来的温度分布。
也可以将强度分布的时间顺序进行摄像和存储和然后在对接过程期间相互比较。摄像的时间顺序此时是通过接通放电电流触发的。
因此当光波导线对接时产生与环境条件无关自动调节到均匀的温度分布。
权利要求
1．用放电电流控制两个电极之间弧光放电进行光波导线(1，3)对接的方法，其特征为，借助于预先调整的放电电流点燃弧光放电，将此时在光波导线上出现的热电子发射的实际强度分布进行测量和与一个参考强度分布进行比较和在有偏差的情况下将放电电流重新调整，使实际强度分布接近于参考强度分布。
2．按照权利要求1的光波导线(1，3)对接的方法，其特征为，将重新调整后的放电电流作为预先调整的放电电流对于后面的对接过程进行存储。
3．按照权利要求1或2的光波导线(1，3)对接的方法，其特征为，将实际强度分布和参考强度分布波长分辨地进行存储和进行比较。
4．按照权利要求1或2的光波导线(1，3)对接的方法，其特征为，将灰度值分配给实际强度分布和参考强度分布。
5．按照权利要求4的光波导线(1，3)对接的方法，其特征为，将灰度值在两个光波导线(1，3)的图象上进行平均和将参考强度分布的平均灰度值进行存储和与实际强度分布的平均灰度值进行比较和在放电电流有偏差的情况下这样进行调节，将实际强度分布的平均灰度值至少接近于参考强度分布的平均灰度值。
6．按照权利要求4的光波导线(1，3)对接的方法，其特征为，将沿着两个光波导线(1，3)轴线方向的灰度值进行处理，将在两个光波导线(1，3)方向上的一个参考位置(×1)对于参考强度分布进行存储，在这个参考位置上达到了预先规定的灰度值，在对接时将在其上达到预先规定灰度值的实际位置(×2)与参考位置(×2)进行比较和在放电电流有偏差的情况下这样进行调节，使实际位置(×2)至少接近参考位置(×1)。
7．按照权利要求1至6光波导线(1，3)对接的方法，其特征为，当接通放电电流时，将端部图象的强度分布的时间实际顺序进行存储，和与被存储的强度分布的参考顺序进行比较和当放电电流有偏差情况下这样进行调节，使实际顺序至少接近参考顺序。
8．按照权利要求7的光波导线(1，3)对接的方法，其特征为，时间的实际顺序和参考顺序是通过加上放电电流触发的。
9．用于对接光波导线(1，3)的对接装置，特别是用于实施按照权利要求1至8之一的方法，具有至少两个电极(6)，具有光波导线(1，3)的夹持装置(2，4)，具有一个电源(10)用于点燃电极(6)之间的弧光放电，和具有用于电源(10)的理论值传感器(11)用于调整预先调整的放电电流，其特征为，传感器(8)用于测量在对接时出现的实际强度分布，存储装置(13)用于存储参考强度分布，比较装置(14)用于将实际强度分布与参考强度分布进行比较和调节装置(12)用于放电电流的重新调整。
10．按照权利要求9的用于对接光波导线(1，3)的对接装置，其特征为，将传感器构成在夹持装置(2，4)上也可以测量光波导线(1，3)的位置。
全文摘要
在对接光波导线(1,3)时的温度分布在恒定的放电电流时受环境条件的影响(温度、空气压力、空气湿度),因此环境条件也影响对接的质量。通过测量在对接时出现的光波导线(1,3)的热电子发射的实际强度分布和与被存储的参考强度分布进行比较,将弧光放电的放电电流进行重新调整。为了测量强度分布使用一个传感器(8),这个传感器也使用在相互校准光波导线(1,3)的端部。
文档编号G02B6/255GK1295675SQ99804482
公开日2001年5月16日 申请日期1999年3月23日 优先权日1998年3月27日
发明者D·米斯格 申请人:西门子公司