專(zhuān)利名稱：光纖出射角度測(cè)定方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)定從光通信等中所使用的光纖的端面射出的光的出射角度的方法及裝置。
背景技術(shù)：
如圖1所示，已知有具有相對(duì)于光軸S并非是直角的傾斜端面Ia的光纖1。來(lái)自傾斜端面Ia的出射光B相對(duì)于光軸S以出射角度θ射出。如圖2所示，例如在用光開(kāi)關(guān)等使光纖1之間結(jié)合的情況下，由于傾斜端面光纖不會(huì)有在端面反射的光返回的情況，因此具有很難在光信號(hào)中引入噪音的優(yōu)點(diǎn)。該情況下，以使光的結(jié)合損耗達(dá)到最小的方式進(jìn)行調(diào)芯作業(yè)，該調(diào)芯作業(yè)是利用光纖沿光軸方向X的移動(dòng)和繞著光軸的r方向的旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行的。為了易于進(jìn)行該調(diào)芯作業(yè)，要求減小光纖的出射角度的波動(dòng)(士0. 15°以下)。所以，就有必要檢查制造出的光纖的出射角度是否處于給定的范圍內(nèi)。光纖的出射角度的檢查方法及裝置例如公開(kāi)于下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1中。其通過(guò)向開(kāi)設(shè)于固定器中、內(nèi)徑(Dw)比光纖的外徑(Df)大10 μ m以上、且在軸向上是(Dw-Df)/tan(0.1° )以上的長(zhǎng)度的孔中穿過(guò)光纖的測(cè)定端，將該孔作為導(dǎo)引孔使光纖旋轉(zhuǎn)，測(cè)定來(lái)自測(cè)定端面的激光的出射光在屏幕上描繪出的圓或橢圓的至少一部分的大小，而測(cè)定來(lái)自測(cè)定端面的激光的出射光的出射角度(θ 4)。根據(jù)記載(
)，如果孔的內(nèi)徑與光纖的內(nèi)徑相比不是最少大于ΙΟμπι，則光纖無(wú)法被準(zhǔn)確地插入固定器的孔中，而會(huì)折斷。另外還有記載(
)，基于該方法及裝置的出射角度(θ 4)的重復(fù)測(cè)定精度為0.1°以內(nèi)。為了使制造出的光纖的出射角度的波動(dòng)為士0. 15°以下，必須使利用專(zhuān)利文獻(xiàn)1 的方法檢查時(shí)的合格水平(閾值)為給定的角度士0.05°。這是因?yàn)椋摲椒ǖ闹貜?fù)精度為0.1°以下。由于給定的角度士0.05°的合格水平非常嚴(yán)格，因此合格率極低，實(shí)際上在不合格的產(chǎn)品當(dāng)中包含相當(dāng)數(shù)目的合格品。所以，重復(fù)測(cè)定精度為0.1°以內(nèi)的出射角度測(cè)定方法、裝置并不實(shí)用。為了對(duì)其加以改善，采用了如圖16所示的固定器7。該固定器7在形成于板狀主體70的頂面的V字形的槽70a中配置光纖1的去除了前端的被覆的裸露部lc，從上方壓上按壓板71，以一定的力F按壓而將光纖固定。在該固定狀態(tài)下用顯微鏡等受光單元接收出射光而測(cè)定受光位置的坐標(biāo)。然后取下按壓板71而將光纖旋轉(zhuǎn)給定角度，再次用按壓板固定光纖，測(cè)定出射光的受光位置。將其重復(fù)進(jìn)行數(shù)次(6次左右)，求出出射光的軌跡圓的幾處坐標(biāo)，據(jù)此算出軌跡圓的直徑，從而求出出射角度。但是，浮游在空氣中的微細(xì)的塵埃附著于槽70a或按壓板71處，或因光纖的剖面并非精確的正圓而多少有些變形等各種要因，使得出射光的軌跡不會(huì)描繪出精確的圓，對(duì)同一光纖重復(fù)測(cè)定多次時(shí)的測(cè)定值的波動(dòng)(重復(fù)測(cè)定精度)并非是令人滿意的值。另外， 還有因測(cè)定者的個(gè)人差異而容易在測(cè)定值中出現(xiàn)波動(dòng)的問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2005-233875號(hào)公報(bào)如上所述，專(zhuān)利文獻(xiàn)1的出射角度測(cè)定方法、裝置在精度上現(xiàn)在并不實(shí)用。另外，使用了圖16的固定器的測(cè)定裝置的重復(fù)測(cè)定中的標(biāo)準(zhǔn)偏差為1. 1° ΧΙΟ"2 左右，在精度上也不夠充分，此外，由于在反復(fù)進(jìn)行光纖在固定器上的固定、解除的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)光纖而進(jìn)行測(cè)定，因此測(cè)定作業(yè)極為麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于，進(jìn)一步提高重復(fù)精度，并且使測(cè)定作業(yè)容易，能夠在短時(shí)間內(nèi)精度優(yōu)良地測(cè)定多條光纖的出射角度。本發(fā)明提供一種光纖出射角度測(cè)定方法，通過(guò)將光纖的測(cè)定端穿過(guò)固定器的貫穿孔，在將該貫穿孔作為導(dǎo)引而旋轉(zhuǎn)光纖的同時(shí)，用受光單元接收來(lái)自測(cè)定端的出射光，測(cè)定出射光的軌跡圓的至少3個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，而算出該軌跡圓的大小，根據(jù)該軌跡圓的大小來(lái)測(cè)定來(lái)自光纖的測(cè)定端的光的出射角度，其中，所述固定器的貫穿孔具有前端側(cè)的小徑部和后端側(cè)的大徑部，所述小徑部的內(nèi)徑被制成比裸光纖的直徑大0. 1 Ι.ομπι，所述大徑部的內(nèi)徑被制成大于被覆光纖的直徑， 所述大徑部與小徑部之間為錐形，將被覆光纖的去除了前端部的被覆的光線從所述大徑部的后端插入，將去除了前端部的被覆的裸露部穿過(guò)所述小徑部?jī)?nèi)而進(jìn)行測(cè)定。(技術(shù)方案1)本發(fā)明中，由于成為光纖的旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)引的貫穿孔的小徑部的內(nèi)徑只比裸(無(wú)被覆)光纖的直徑大0. 1 1. 0 μ m，因此旋轉(zhuǎn)光纖時(shí)的軸振擺非常小，能夠高精度地測(cè)定出射角。另外，當(dāng)將測(cè)定端的去除了前端的被覆的光纖從貫穿孔的大徑部插入時(shí)，由于前端的裸露部被從大徑部與小徑部之間的錐形部分導(dǎo)向小徑部，因此能夠不將前端的裸露部折斷而順暢地通過(guò)小徑部。此外，由于光纖的前端以外的被覆部被插穿在貫穿孔的大徑部中而受到支承，在貫穿孔的后端側(cè)不是露出裸露部，而是被覆部，因此在旋轉(zhuǎn)時(shí)也不用擔(dān)心光纖折斷。本發(fā)明中，所謂裸光纖是沒(méi)有受到被覆的光纖，所謂裸光纖的直徑是沒(méi)有受到被覆的光纖的規(guī)格上的直徑。通常來(lái)說(shuō)，由于制造出的光纖的直徑具有0. 2μπι以內(nèi)左右的誤差，因此小徑部的內(nèi)徑的更優(yōu)選的范圍是比裸光纖的直徑大0. 4 0. 6 μ m的范圍。大徑部的內(nèi)徑只要是比被覆光纖的外徑大，能夠插穿光纖的受到被覆的部分(被覆光纖)即可，然而優(yōu)選比被覆光纖的外徑(規(guī)格上的直徑)大0.05 3mm的范圍。來(lái)自光纖的測(cè)定端(端面)的出射光能夠用CCD照相機(jī)等的受光單元直接接收， 利用附屬的圖像處理單元很容易并且準(zhǔn)確地測(cè)定受光位置的坐標(biāo)。出射光的坐標(biāo)能夠通過(guò)在旋轉(zhuǎn)光纖的同時(shí)測(cè)定最少3處，而求出軌跡圓的直徑， 然而為了提高測(cè)定精度，設(shè)為4處以上，更優(yōu)選設(shè)為6處以上。如果將軌跡圓的直徑設(shè)為D，將從受光單元的受光面到光纖的端面中心的距離設(shè)為Z，則出射角度θ能夠利用θ = tan-1 (D/2Z)求出。另外，本發(fā)明提供一種如技術(shù)方案1所述的光纖出射角度測(cè)定方法，所述固定器具有能夠選擇性地切換將光纖固定的狀態(tài)和解除固定的狀態(tài)的固定單元。(技術(shù)方案2)通過(guò)將固定器設(shè)為使其自由地固定/解除光纖，就能夠在將光纖固定于固定器中的狀態(tài)下，很容易地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)單元、光源的安置等作業(yè)。在測(cè)定時(shí)要旋轉(zhuǎn)光纖只要解除固定即可。另外，在出射角度的測(cè)定中，通過(guò)進(jìn)行將下面將要測(cè)定的光纖插入固定器并固定好的作業(yè)，就能夠有效地進(jìn)行作業(yè)。另外，本發(fā)明提供一種如技術(shù)方案1或2所述的光纖出射角度測(cè)定方法，在從所述受光單元到光纖的測(cè)定端面中心的距離為\的位置算出所述軌跡圓的直SD1，在所述距離為的位置算出所述軌跡圓的直徑込，利用θ = tarT1 [ (D2-Dj /2 (Z2-Zj ]求出光纖的出射角度θ。(技術(shù)方案3)如前所述，如果將軌跡圓的直徑設(shè)為D，將從受光單元的受光面到光纖的端面中心的距離設(shè)為Ζ，則出射角度θ能夠利用θ = tarT1 (D/2Z)求出，然而一般來(lái)說(shuō)，很難準(zhǔn)確地求出從受光單元的受光面到光纖的端面中心的距離Z，此外，在每次將光纖安置于固定器中時(shí)距離Z是變動(dòng)的，因此需要每次測(cè)定距離Z， 因而非常麻煩。但是，在&和&這2處位置測(cè)定軌跡圓的直徑的情況下，能夠極為準(zhǔn)確并且容易地測(cè)定{Z2-ZJ。例如，通過(guò)將固定器放置在能夠沿光纖的光軸方向移動(dòng)的載臺(tái)上，查明在 Z1和4這2處位置測(cè)定時(shí)的載臺(tái)的移動(dòng)長(zhǎng)度，就可以不用測(cè)定從受光單元的受光面到光纖的端面中心的距離而能準(zhǔn)確地測(cè)定(Z2-Z1)。而且，不言而喻，在4和4這2處位置進(jìn)行測(cè)定的情況下，無(wú)論從哪一方開(kāi)始先進(jìn)行測(cè)定都可以。另外，本發(fā)明提供一種光纖出射角度測(cè)定裝置，包括具有供光纖的測(cè)定端穿過(guò)的貫穿孔的固定器、使穿過(guò)該固定器的光纖旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元、從光纖的入射端射入激光的激光源、接收來(lái)自光纖的測(cè)定端的出射光的受光單元、輸出所接收到的光的坐標(biāo)的圖像處理單元、和根據(jù)從該圖像處理單元中輸出的坐標(biāo)算出出射光的軌跡圓的大小的處理單元，所述固定器的貫穿孔具有前端側(cè)的小徑部和后端側(cè)的大徑部，所述小徑部的直徑被制成比裸光纖的直徑大0. 1 Ι.ομπι，所述大徑部的直徑被制成比被覆光纖的直徑大， 所述大徑部與小徑部之間為錐形，將被覆光纖的去除了前端部的被覆的光線從所述大徑部的后端插入，將去除了前端部的被覆的裸露部穿過(guò)所述小徑部?jī)?nèi)，通過(guò)在以所述貫穿孔作為導(dǎo)引旋轉(zhuǎn)光纖的同時(shí)，用受光單元接收來(lái)自測(cè)定端的出射光，測(cè)定出射光的軌跡圓的至少3個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，從而算出該軌跡圓的大小，根據(jù)該軌跡圓的大小測(cè)定光纖的出射角度。(技術(shù)方案4)
該裝置是用于實(shí)施所述技術(shù)方案1的本發(fā)明的方法的裝置。旋轉(zhuǎn)單元能夠采用將光纖保持在旋轉(zhuǎn)軸心而利用伺服電機(jī)等旋轉(zhuǎn)的眾所周知的旋轉(zhuǎn)式固定器等。受光單元可以采用市售的C⑶照相機(jī)等。圖像處理單元可以采用附設(shè)于市售的CXD照相機(jī)上的控制器等。處理單元可以采用市售的個(gè)人電腦等。利用處理單元來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)單元的控制，也就很容易將出射角度的測(cè)定自動(dòng)化。另外，本發(fā)明提供一種如技術(shù)方案4所述的光纖出射角度測(cè)定裝置，所述固定器具有能夠選擇性地切換將光纖固定的狀態(tài)和解除固定的狀態(tài)的固定單元。(技術(shù)方案5)該裝置是用于實(shí)施所述技術(shù)方案2的本發(fā)明的方法的裝置。另外，本發(fā)明提供一種如技術(shù)方案4或5所述的光纖出射角度測(cè)定裝置，所述處理單元在從所述受光單元到光纖的測(cè)定端面中心的距離為&的位置算出所述軌跡圓的直徑 D1,在所述距離為\的位置算出所述軌跡圓的直徑D2，利用θ = tarT1 [ (D2-Dj /2 (Z2-Zj ]求出光纖的出射角度θ。該裝置是用于實(shí)施所述技術(shù)方案3的本發(fā)明的方法的裝置。本發(fā)明方法及裝置由于成為光纖的旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)引的貫穿孔的小徑部的內(nèi)徑與裸 (無(wú)被覆)光纖的直徑相比最多大ι. ο μ m，因此旋轉(zhuǎn)光纖時(shí)的軸振擺非常小，能夠以高精度并且高再現(xiàn)性測(cè)定出射角，在向固定器中安置時(shí)或旋轉(zhuǎn)時(shí)也不用擔(dān)心光纖折斷。此外，對(duì)于上述的微小的間隙，由于在間隙內(nèi)由光纖旋轉(zhuǎn)造成的“偏移方”在距離 Z1和\的位置是相同的，因此它對(duì)軌跡圓造成的誤差基本上被抵消。與圖16的以往的測(cè)定方法相比，不需要在每次旋轉(zhuǎn)光纖時(shí)在固定器中固定/解除光纖，因此測(cè)定作業(yè)簡(jiǎn)單，也基本上沒(méi)有由測(cè)定者的個(gè)人差異造成的測(cè)定值的波動(dòng)，測(cè)定的自動(dòng)化也十分容易，所以對(duì)所制造出的光纖的全部的出射角度的測(cè)定有很大貢獻(xiàn)。



圖14是受光單元的受光面的角度偏移與誤差的關(guān)系的說(shuō)明圖；圖15是基于實(shí)施例的測(cè)定方法的測(cè)定結(jié)果的例子的說(shuō)明圖；圖16是以往的測(cè)定裝置的固定器的說(shuō)明圖；圖17是基于以往的測(cè)定方法的測(cè)定結(jié)果的例子的說(shuō)明圖。符號(hào)說(shuō)明1 光纖；Ia 傾斜端面；Ib 被覆部；Ic 裸露部；2 固定器；20 主體；20a 前端部；20b 軸承部；20c 槽；20d 槽擴(kuò)大部；20e 橫孔部；21 蓋子；22 磁鐵；23 小螺釘； 24 前端筒狀部；2 小徑部；24b 大徑部；2 錐形部；24d 擴(kuò)大部；2 階梯部；24f 插入部；24g 階梯部；25 螺旋彈簧；26 外周環(huán)；26a 內(nèi)螺紋；26b 縮徑部；3 臺(tái)座；30 基板部；31 縱板部；32 孔；33 安裝配件；4 旋轉(zhuǎn)式固定器；40 卡盤(pán)；5 載臺(tái)；6 :(XD照相機(jī)；60 受光面；7 固定器；70 主體；70a 槽；71 按壓板。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例)圖3 15涉及實(shí)施例的測(cè)定方法及裝置。固定器2具有主體20、蓋子21、前端筒狀部對(duì)、螺旋彈簧25以及外周環(huán)26。(圖 3)主體20是塑料制的板狀體，前端部20a為厚壁。在前端部20a中，形成有用于供后述的前端筒狀部M的插入部24f插入的橫孔部20e，橫孔部的后端的上半部分在前端部 20a的背面開(kāi)口。(圖幻在主體20的前端部20a以外的頂面，形成有用于將光纖1的被覆部Ib定位的槽20c。槽20c達(dá)到將光纖被覆部Ib收納而露出被覆部Ib的上部的程度的深度。槽20c的基端部是槽以錐形擴(kuò)大的槽擴(kuò)大部20d。在主體20中，通過(guò)軸安裝于軸承部20b中而自由旋轉(zhuǎn)地安裝有塑料制的蓋子21。 在蓋子21中嵌入了磁鐵22，一旦關(guān)閉蓋子，磁鐵22就會(huì)吸附在嵌入主體20的頂面的小螺釘23處，推壓定位在槽20c內(nèi)的光纖的被覆部的上部，將光纖固定。一旦開(kāi)啟蓋子，就會(huì)解除光纖的固定。前端筒狀部M是將3個(gè)筒狀金屬部件組合而構(gòu)成的，在軸向中心形成有貫穿孔。 貫穿孔的前端側(cè)為小徑部Ma，后端側(cè)為大徑部Mb。小徑部2 的內(nèi)徑是比裸光纖的外徑 125口111大0.54 111的125. 5 μ m，長(zhǎng)度約為3.0mm。大徑部Mb的內(nèi)徑是比光纖的被覆部Ib 的外徑0. 9mm大0. Imm的1. Omm,長(zhǎng)度約為7. 5mm。小徑部2 與大徑部24b之間是越靠近前端側(cè)內(nèi)徑越小的錐形部Mc，從而使得光纖的裸露部順暢地從大徑部進(jìn)入小徑部。在大徑部24b的后端是越靠近后端側(cè)內(nèi)徑越大的錐形的擴(kuò)大部Md。前端筒狀部M的后端以階梯部24g為界形成直徑變小的插入部Mf，插入部24f 被插入、固定在主體20的橫孔部20e內(nèi)。(圖6)此時(shí)，貫穿孔后端的擴(kuò)大部24d在槽20c 內(nèi)及其上側(cè)開(kāi)口。在將前端筒狀部M的插入部24f插入主體20的橫孔部20e之前，在前端筒狀部 M的外周安裝好螺旋彈簧25及外周環(huán)沈。(圖4)外周環(huán)沈是金屬制的筒狀體，在其前端側(cè)內(nèi)周，形成有用于固定于臺(tái)座3處的內(nèi)螺紋^a，后端部為縮徑部^b。螺旋彈簧25被裝入前端筒狀部M的階梯部2 與外周環(huán)沈的縮徑部26b之間， 相對(duì)于外周環(huán)26將前端筒狀部M向前方推靠，用于將固定器牢固地固定在臺(tái)座處。(圖 8)臺(tái)座3是金屬制的，利用基板部30和縱板部31以L字形形成側(cè)面形狀。在縱板部31中設(shè)有孔32，在其周?chē)?，固定有在筒狀的外螺紋的周?chē)纬赏咕壍陌惭b配件。在安裝配件33的外螺紋處螺合外周環(huán)沈的內(nèi)螺紋26a而將固定器2固定于臺(tái)座3處。此時(shí)，前端筒狀部M的最前端部分被插入孔32中。(圖8)旋轉(zhuǎn)式固定器4將光纖穿過(guò)其旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)中心，以卡盤(pán)40固定。旋轉(zhuǎn)部利用伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，光纖隨之以其光軸為中心旋轉(zhuǎn)。載臺(tái)5是所謂的2方向移動(dòng)載臺(tái)，在其上載放固定有臺(tái)座3及旋轉(zhuǎn)式固定器4，能夠沿光軸方向(Z軸方向)及與光軸成直角的方向(X軸方向)移動(dòng)。(圖10)本實(shí)施例中的受光單元是CCD照相機(jī)6，載放固定于能夠旋轉(zhuǎn)的載臺(tái)(未圖示) 上。在CXD照相機(jī)6處附設(shè)有作為圖像處理單元的控制器(未圖示)。本實(shí)施例中，作為未圖示的部分有激光源和處理單元。激光源是發(fā)射波長(zhǎng)1550nm的激光的激光振蕩器，從測(cè)定對(duì)象的光纖的入射端射入激光。處理單元是個(gè)人電腦，與作為圖像處理單元的控制器連接，顯示、記錄由受光單元接收到的圖像，以各種方式顯示、記錄來(lái)自其他的圖像處理單元的圖像信息，并根據(jù)接收到出射光的位置的坐標(biāo)算出軌跡圓的直徑。此外，安裝有控制旋轉(zhuǎn)式固定器的旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)地算出、記錄出射光的直徑的軟件。下面，對(duì)光纖的出射光的出射角度的測(cè)定步驟進(jìn)行說(shuō)明。首先，將光纖的測(cè)定端的被覆去除3 4mm左右，在前端形成裸露部lc。然后，將光纖的測(cè)定端從固定器2的槽20c向前端筒部的大徑部Mb內(nèi)插入，繼而將裸露部Ic向小徑部Ma內(nèi)插入，關(guān)閉蓋子21而將光纖1固定于固定器2處。(圖9)此時(shí)，光纖的前端最好從前端筒狀部M的最前端略微(優(yōu)選為0 0. 5mm左右) 突出。(圖7)然后，將固定器2固定于臺(tái)座3上，將光纖1安放于旋轉(zhuǎn)式固定器4的旋轉(zhuǎn)部，在光纖的入射端安裝激光振蕩器。而且，事先以使CCD照相機(jī)6的受光面與光纖的光軸方向(Z方向)一致的方式進(jìn)行CXD照相機(jī)的R方向的角度調(diào)整，以使出射光的軌跡圓完全收納在CXD照相機(jī)6的受光面中的方式進(jìn)行載臺(tái)5的X軸方向的位置調(diào)整。(圖10)光纖的光軸方向(Z方向)與CCD照相機(jī)6的受光面的方向的角度偏移量 (φ° )、和由此引起的出射角度的誤差(出射角度相對(duì)誤差Δ <%)的關(guān)系如圖14所示， 如果φ為2°以下，則誤差Δ是在實(shí)用上可以忽略的程度。然后，打開(kāi)固定器2的蓋子21而解除光纖1的固定，按下處理單元的開(kāi)始按鈕而開(kāi)始自動(dòng)計(jì)測(cè)。(圖11)光纖1利用旋轉(zhuǎn)式固定器4旋轉(zhuǎn)約360°，在此期間，作為圖像處理單元的控制器將接收到的出射光的位置數(shù)據(jù)向處理單元發(fā)送，處理單元根據(jù)出射光的軌跡圓上的任意的6個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，算出軌跡圓的直徑。從按下開(kāi)始按鈕到算出軌跡圓的直徑的時(shí)間為4 5秒左
右ο圖13是根據(jù)測(cè)定出的出射光的軌跡圓上的坐標(biāo)(6個(gè)點(diǎn))算出直徑的方法的一例 (最小二乘法)的說(shuō)明圖。雖然以CCD照相機(jī)接收到的出射光為斑點(diǎn)狀，然而其坐標(biāo)是斑點(diǎn)的中心。在Z軸狀的任意的兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行如上所述的軌跡圓的直徑的算出。圖12是在ζ軸上的的位置和的位置這兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)的說(shuō)明圖。例如，能夠假設(shè)τγ ^ 5mm, Z2 ^ 13mm。如果到光纖的測(cè)定端面中心的距離為τλ的位置的軌跡圓的直徑是D1，所述距離為 4的位置的軌跡圓的直徑是D2，則光纖的出射角度Θ就是θ = tarT1 [ (D2-Dj /2 (Z2-Zj ]。處理單元根據(jù)上述的式子算出光纖的出射角度θ，顯示于顯示器的畫(huà)面中，并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。由于{Z2_ZJ的值是載臺(tái)5的Z軸方向的移動(dòng)量，因此能夠很容易地并且準(zhǔn)確地求出，所以出射角度測(cè)定值的誤差就會(huì)極小。圖15是將利用實(shí)施例的測(cè)定裝置對(duì)1條光纖反復(fù)測(cè)定11次的結(jié)果疊加顯示的圖。處于中心的點(diǎn)是軌跡圓的中心，內(nèi)側(cè)的6個(gè)點(diǎn)是4處的測(cè)定結(jié)果，外側(cè)的6個(gè)點(diǎn)是處的測(cè)定結(jié)果。如同圖所示，11次的測(cè)定結(jié)果基本上完全重疊。本實(shí)施例的出射角度的重復(fù)測(cè)定精度為士0.013°以下，標(biāo)準(zhǔn)偏差為3. ^X 10_3。圖17是將使用以往的圖16的固定器同樣地對(duì)1條光纖反復(fù)測(cè)定11次的結(jié)果疊加顯示的圖。處于中心的點(diǎn)是軌跡圓的中心，內(nèi)側(cè)的6個(gè)點(diǎn)是乙處的測(cè)定結(jié)果，外側(cè)的6個(gè)點(diǎn)是&處的測(cè)定結(jié)果。內(nèi)側(cè)的軌跡圓的中心與外側(cè)的軌跡圓的中心明顯偏離，與圖15相比各點(diǎn)的重疊程度也很差。該以往例的情況下，重復(fù)測(cè)定精度為士0.036°以下，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.07X10_2，是本實(shí)施例的大約3倍。如上所述，本實(shí)施例與專(zhuān)利文獻(xiàn)1的以往例相比，出射角度的重復(fù)測(cè)定精度約為十分之一，與圖16的以往例相比，標(biāo)準(zhǔn)偏差約為三分之一，從而證明能夠以與以往例相比相當(dāng)優(yōu)異的精度來(lái)測(cè)定光纖的出射角度。(工業(yè)上的可利用性)本發(fā)明的出射角度測(cè)定方法/裝置不僅可以用于單一模式光纖，而且還可以用于作為折射率分布型透鏡·光纖的GRIN透鏡(GRaded INdex透鏡)·光纖的出射角度測(cè)定中。另外，本發(fā)明的出射角度測(cè)定方法/裝置并不限于傾斜端面的光纖，還可以用于垂直端面的光纖或?qū)Χ嗣孢M(jìn)行了球面加工的光纖等的出射角度測(cè)定。
權(quán)利要求
1.一種光纖出射角度測(cè)定方法，其通過(guò)將光纖的測(cè)定端穿過(guò)固定器的貫穿孔，在將該貫穿孔作為導(dǎo)引而旋轉(zhuǎn)光纖的同時(shí)，用受光單元接收來(lái)自測(cè)定端的出射光，測(cè)定出射光的軌跡圓的至少3個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，從而算出該軌跡圓的大小，根據(jù)該軌跡圓的大小來(lái)測(cè)定來(lái)自光纖的測(cè)定端的光的出射角度，其中，所述固定器的貫穿孔具有前端側(cè)的小徑部和后端側(cè)的大徑部，所述小徑部的內(nèi)徑被制成比裸光纖的直徑大0. 1 Ι.Ομπι，所述大徑部的內(nèi)徑被制成大于被覆光纖的直徑，所述大徑部與小徑部之間為錐形，將被覆光纖的去除了前端部的被覆的光纖從所述大徑部的后端插入，將去除了前端部的被覆的裸露部穿過(guò)所述小徑部?jī)?nèi)而進(jìn)行測(cè)定。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖出射角度測(cè)定方法，其中，所述固定器具有能夠選擇性地切換將光纖固定的狀態(tài)和解除固定的狀態(tài)的固定單元。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光纖出射角度測(cè)定方法，其中，在從所述受光單元到光纖的測(cè)定端面中心的距離為\的位置算出所述軌跡圓的直徑D1,在所述距離為\的位置算出所述軌跡圓的直徑1)2，利用θ = tan_1[ (D2-DJ/2 (Z2-ZJ]求出光纖的出射角度θ。
4.一種光纖出射角度測(cè)定裝置，包括具有供光纖的測(cè)定端穿過(guò)的貫穿孔的固定器、 使穿過(guò)該固定器的光纖旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元、從光纖的入射端射入激光的激光源、接收來(lái)自光纖的測(cè)定端的出射光的受光單元、輸出所接收到的光的坐標(biāo)的圖像處理單元、和根據(jù)從該圖像處理單元中輸出的坐標(biāo)算出出射光的軌跡圓的大小的處理單元，所述固定器的貫穿孔具有前端側(cè)的小徑部和后端側(cè)的大徑部，所述小徑部的直徑被制成比裸光纖的直徑大0. 1 Ι.Ομπι，所述大徑部的直徑被制成比被覆光纖的直徑大，所述大徑部與小徑部之間為錐形，將被覆光纖的去除了前端部的被覆的光纖從所述大徑部的后端插入，將去除了前端部的被覆的裸露部穿過(guò)所述小徑部?jī)?nèi)，通過(guò)在以所述貫穿孔作為導(dǎo)引旋轉(zhuǎn)光纖的同時(shí)，用受光單元接收來(lái)自測(cè)定端的出射光，測(cè)定出射光的軌跡圓的至少3個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，從而算出該軌跡圓的大小，根據(jù)該軌跡圓的大小測(cè)定光纖的出射角度。
5.如權(quán)利要求4所述的光纖出射角度測(cè)定裝置，其中，所述固定器具有能夠選擇性地切換將光纖固定的狀態(tài)和解除固定的狀態(tài)的固定單元。
6.如權(quán)利要求4或5所述的光纖出射角度測(cè)定裝置，其中，所述處理單元在從所述受光單元到光纖的測(cè)定端面中心的距離為Z1的位置算出所述軌跡圓的直徑D1,在所述距離為\ 的位置算出所述軌跡圓的直徑D2，利用θ = tan_1[ (D2-DJ/2 (Z2-ZJ]求出光纖的出射角度θ。
全文摘要
本發(fā)明的光纖出射角度測(cè)定方法及裝置能夠提高光纖的出射角度的重復(fù)測(cè)定精度，并且使得測(cè)定作業(yè)十分容易，能夠在短時(shí)間內(nèi)精度優(yōu)良地測(cè)定多條光纖的出射角度。通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)解決上述課題，即，通過(guò)將光纖的測(cè)定端穿過(guò)固定器的貫穿孔，在將貫穿孔作為導(dǎo)引而旋轉(zhuǎn)光纖的同時(shí)，用受光單元接收來(lái)自測(cè)定端的出射光，測(cè)定出射光的軌跡圓的至少3個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，從而算出該軌跡圓的大小，根據(jù)該大小測(cè)定光纖的出射角度。固定器的貫穿孔具有前端側(cè)的小徑部和后端側(cè)的大徑部，使小徑部的內(nèi)徑比裸光纖的直徑大0.1～1.0μm，使大徑部的內(nèi)徑大于被覆光纖的直徑。
文檔編號(hào)G02B6/24GK102414548SQ20098015884
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者鈴木太郎 申請(qǐng)人:東洋玻璃株式會(huì)社