Brevet FR2007645A1 — publié le 19700109

i 2007645 L'invention est relative à des fibres conductrices de la lumière et à un procédé pour leur fabrication* On connaît des fibres conductrices de la lumière» se composant d'un milieu transparent à forte réfringence, par 5 exemple du verre, qui est gainé, en contact optique, par un milieu peu réfringent également transparent, par exemple du verre» Un rayon lumineux suit, par réflexion totale permanente à la surface limite entre les deux milieux, le circuit de fibres rec-tilignes et courbes* Par suite d'inclusions d'impuretés ou de 10 bulles d^air^par suite de la présence de cristaux finement répartis,/lors de la fabrication des fibres, où par suite de diffusion entre le noyau de la gaine des fibres, il peut y avoir «ne dispersion de la lumière en ces points d'irrégularités, ou bien la réflexion totale peut Itre perturbée, de sorte qu'une 15 partie de la lumière quitte les fibres latéralement • Si des informations différentes sont transmises par des libres voisines, lesdites informations peuvent être affaiblies en contraste par la lumière diffusée par les fibres voisines* Dans les endoscopes médicaux, dans lesquels un faisceau de libres conductri-20 de la lumière pour 1'éclairement d'un objet se situe, pour des raisons d'encombrement, directement à côté des fibres'conductrices de la lumière d'un câble transmetteur d'images, le contraste de l'image endoscopique est sensiblement perturbé* On sait encore que la lumière de dispersion sor-25 tant des fibres latéralement peut être affaiblie ou supprimée si les fibres conductrices sont entourées d'une seconde gaine absorbant la lumière* Lors du passage de la lumière par une couche de l'épaisseur de fractions d'un jd. l'intensité totale de la lumière de dispersion n'est pas entièrement supprimée, mais elle 30 est cependant suffisamment affaiblie pour n'Ôtre plus nuisible après avoir traversé quelques fibres voisines. Pour cette méthode, il faut un tube en verre absorbant la lumière, verre ayant u-ne capacité d'absorption suffisante même pour une épaisseur de l'ordre du ja. .la réalisation d'un tel tube, pour autant qu'elle 35 le soit, n'est possible qu'à grands frais*. Dans une autre méthode, on part du fait qu'un verre absorbant l'énergie, par exemple un verre noir pour lumière visible, n'est pas, môme dans le cas le plus favorable, entièrement opaque sous la forme d'une couche d'une épaisseur inférieure à 40 1/ i mais qu'une partie de la lumière doit traverser deux ou plus 13460 2 2007645 de deux de ces couches dans des libres voisines pour être entièrement absorbée „ On obtient le même effet lorsque des baguettes en verre noir sont disposées dans les creux entre des fibres conductrices de la lumière soudées les unes aux autres, baguettes 5 absorbant entièrement la lumière incidente par suite de leur plus grande épaisseur,, Par une densité convenable de répartition des baguettes de verre noir, la même longueur moyenne du trajet d'absorption de la lumière disperséei peut être obtenue dans un système optique de fibres. Cette méthode n'est pas applicable à des 10 fibres non liéeso La présente invention se rapporte à des fibres conductrices de la lumière absorbant la lumière éventuellement dispersée et ne présentant pas les inconvénients des fibres conductrices de la lumière connues et pourvues de moyens d'absorption» 15 Selon l'invention, on obtient ce résultat en in corporant par fusion une ou plusieurs fibres de verre noir dana la surface de la gaine des fibres conductrices de la lumière» Les. fibres conductrices de la lumière conformes à l'invention peuvent être fabriquées suivant la méthode, en soi 20 connue, d'étirage mécanique "barreau-tube" et se composent a-lors d'un noyau en verre transparent fortement réfringent entouré d'une gaine également- transparente, faiblement réfringente, dans la surface de laquelle des fibres ou baguettes plus minces en verre noir sont incorporées en nombre quelconque et sont sou-25 dées par fusion à la fibre porteuses Le prix de revient des fibres conductrices de la lumière conformes à l'invention n'est pas sensiblement supérieur à celui des fibres connues et elles peuvent également être réalisées comme fibres non liées entre êlles® 30 L*invention sera décrite en détail à l'aide du des sin annexé qui présente schématiquement un exemple d'exécution . non limitatif de l'invention, sur ce dessin : la figure 1 est une coupe longitudinale mettant en évidence le procédé d'étirage "barreau-tube" suivant l'inven- / 35 tion ; la figure 2 est une coupe suivant A-À de la figure 1 d'un système barreau-tube avec les baguettes de verre noir soudées au tube formant la gaine de la fibre ; la figure 3 est une- coupe1suivant B-B de la figure 4,0 1, à échelle fortement agrandie d'une fibre conductrice de la 69 13460 3 2007645 lumière, absorbant la lumière de dispersion» Un barreau de verre 1 fortement réfringent travaillé optiquement se trouve dans un tube de verre 2 à- faible réfringence, fermé par fusion à une extrémité -et dans l'espace 5 intérieur libre 3 duquel on crée le vide en passant par la tubulure 4. Un joint 5 isole le système par rapport à la pression de l'air extérieur» A l'aide d'un dispositif non représenté, ce système barreau-tube est engagé lentement et régulièrement dans un four cylindrique 6, ce qui réalise le ranaJSIsseswn't et la 10 soudure par fusion réciproque des deux verres 1 et 2. La pression de l'air ambiant empêche un affaissement du barreau de verre 1. Par tirage à grande vitesse des verres ramollis, on file une fibre 7 conductrice de la lumière, optiquement isolée, ou on étire un barreau conducteur de la lumière, optiquement isolé» 15 Ce procédé en soi connu est perfectionné, conformément à l'invention, en ee sens que des baguettes 8 de verre noir, en nombre quelconque sont assujetties à l'aide d'un mince fil métallique 9, iti tube 2 à faibl? réfringence, dans le sens longitudinal. Ces baguettes de verre noir se ramollissent en même temps que le 20 tube de verre, dans la zone à haute température du four 6, ce qui fait que les deux verres se soudent entre eux» Après l'étirage, des fibres 12 en verre noir disposées longitudinalement et dont lé noaibre correspond à celui choisi pour les baguettes se trouvent incorporées dans la surface de la gaine 10 de la 25 fibre optique 7. Il faut veiller à ce que l'épaisseur des fibres 12 en verre noir et l'épaisseur de la gaine 10 soient choisies de telle manière que la distance entre le noyau fortement réfringent 11 et les fibres de verre noir 12 équivaut à quelques longueurs .30 d'onde, afin que la réflexion totale à la surface limite entre le noyau 11 et la gaine 10 ne soit pas perturbée» Il est nécessaire que l'indice de réfraction du verre noir utilisé soit supérieur ou égal à celui du verre de la gaine» ' 35 Si un rayon lumineux qui n'est plus retenu, par ré flexion totale dans le noyau de la fibre conductrice de la lumière vagabonde à travers la gaine ou quitte l'ensemble de la fibre conductrice de la lumière, il est réfracté, en rencontrant . use fibre de verre noir, vers l'intérieur de cette dernière et 69 13460 4 2007645 y est détrait ou affaibli par absorption» la technique ci-dessus décrite de combinaison de fibres conductrices de la lumière avec des fibres absorbant la lumière de dispersion est recommandée particulièrement dans le 5 cas des fibres non liées» Mais elle peut également s'utiliser avantageusement dans les systèmes de fibres optiques dans lesquels deux ou plus de deux fibres conductrices de la lumière sont soudées entre elles sur toute leur longueur, afin de transmettre, par exemple, dans la transmission d'images, plusieurs 10 informations lumineuses» bad original 13460 5 2007645 ' S £ Y E I B I- C -A 3? I 0 M S ' . ■ 10 Fibre: conductrice de la' lumière, caractérisée par le fait qu'une- ou plusieurs fibres de verre noir sont incorporées par fusion dans' la surface dé la gaine de la fibre con-5 ductrice de la lumière„ 2o ' Fibre conductrice de la lumière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le verre noir possède un indice de réfringence égal ou supérieur à celui du verre . de la gaine de la fibre optique, * 10 3« Fibre conductrice dé la lumière selon les re vendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la distance entre les fibres de verre noir incorporées par fusion dans la surface de la gaine et le noyau de la fibre représente au moins une longueur d'onde de la lumière utilisée. 15 4. Procédé de fabrication d'une fibre conductrice de la lumière selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on assujettit des baguettes appropriées de verre noir longitudinalement au système barreau-tube, qu'on les soude sur le verre de base par chauffage et ramollissement simultanés et 20 qu'on les étire conjointement avec la fibre porteuse, conductrice de la lumière.