Brevet FR2095168A1 — publié le 19720211

La présente invention concerne optique des fibres et plus particulièrement une fibre optique, ainsi que son procédé de fabrication, utilisée pour la fabrication de lasers optiques à fibre ainsi que de pièces sous forme de faisceaux souples, d'élé ment s optiques rigides capables de transmettre aussi bien de la lumière que des images Une fibre optique connue comporte une âme conductrice de lumière et une enveloppe optiquement isolante disposée autour de l'âme en matières optiquement transparentes .L'indice de réfraction de l'enveloppe de cette fibre est inférieur à celui de l'âme . Le procédé de fabrication de la fibre optique mentionnée consiste à former une fibre unique à partir du matériau de l'enveloppe et de l'rne Dans la fibre optique considérée les matériaux de l"'ame et de l'enveloppe sont constitués par deux verres optiques très purs avec des indices de réfraction différents I1 est donc nécessaire de procéder à un choix difficile des matériaux qui doivent présenter des coefficients de dllatation thermique, de viscosité et de tension superficielle voisins sur une large gamme de températures La fibre optique obtenue à l'aide du procédé mentionné plus haut comporte en outre des défauts de surface ( défauts de la surface de séparation fime-enveloppe) ce qui affecte le transfert de la lumière ainsi que la robustesse de l'élément La nécessité de chauffer le matériau 3usqu'à la température de fusion pendant la formation de la fibre mentionnée complique l'opération de fabrication des lasers à fibre , étant donné que toute une série de luminophores, par exemple les chélates de terres rares se dissocient à des températures de l'ordre de 100 à 1200 C, tandis que les colorants non organiques, par exemple le chrome ou le néodyme, peuvent diffuser de 1'âme dans l'enveloppe aux températures de formation de la fibre Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus Dans cette invention l'on se propose de mettre au point une fibre optique, dont l'amie et l'enveloppe seraient réalisés à l'aide d'un matériau ne nécessitant pas l'accord des coefficients de dilatation thermique, de viscosité, de tension superficielle,ainsi que d'élaborer un procédé de fabrication de la fibre mentionnée qui assurerait l'uniformité de la surface de séparation entre l'amie et l'enveloppe Cet objectif est atteint par le fait, que dans la fibre optique dont l'indice de réfraction du matériau optiquement transparent de l'enveloppe est inférieur à celui de l'me , tonformé- ment à l'invention, la matière de l'Ame est constituée par un liquide Pour fabriquer des lasers à fibre, il est préférable d'activer ledit liquide par un luminophore Pour obtenir la fibre optique proposée d'après le procédé mentionné, on réalise d'abord l'enveloppe de celle-ci sous forme de tube capillaire, puis on introduit dans l'enveloppe un liquide qui constitue l1me de l'enveloppe Gracie à la fibre optique proposée ainsi qu'à son procédé de fabrication la gamme des matériaux qui peuvent être utilisés dans optique des fibres est considérablement élargie .En procédant au choix des matériaux il devient possible d'étendre les limites spectrales des fibres optiques existantes et, en partioulier, de former des fibres pour les gammes de 1'infra-rouge et de l'ultra-violet . Dans l'expose qui suit, l'invention est expliquée par la description d'exemples concrets d'exécution faite en référence au dessin annexé dans lequel la Fig. unique reprsente en coupe longitudinale la fibre optique suivant l'invention La fibre optique conforme i l'invention comporte une conductrice de lumière 1 et une enveloppe l'isolant optiquement 2 enveloppant ce noyau I en matériau optiquement transparent L'indice de réfraction du matériau de l'enveloppe 2 est inférieur à celui du matériau constituant l' & e 1 .Le matériau de l'ive 1 est constitué par du liquide et celui de l'enveloppe 2 par du verre Pour fabriquer des lasers à fibre, on active le liquide par un luminophore .Comme luminophore on peut utiliser des chélates de terres rares, des colorants organiques Pour une meilleure compréhension de l'invention, celle-ci est illustrée par les exemples suivants EXEMPLE 1 La fibre optique est constituée par une enveloppe 2 et une 'me 1. Le matériau de l'enveloppe 2 est du verre au molybdène d'indice de réfraction n= 1,41 ,celui de l'âme 1 est un benzène d'indice de réfractionh = 1,50. EXEMPLE 2 La fibre optique est constituée par l'enveloppe 2 et le noyau 1. L'enveloppe 2 est en verre au molybdène d'indice de réfraction n -1,41, tandis que l' me 1 est en benzène d'indice de réfraction n 1,5 activé par du luminophore sous forme-de néodyme. Le procédé de fabrication de la fibre optique proposée consiste en ce qui suit On prépare d'abord l'enveloppe 2 en forme de tube capillaire, puis on y introduit du liquide qui forme l'âne 1 de la fifre Le tube capillaire de la fibre est obtenu par moulage d'un tube en verre au diamètre nécessaire, ainsi que par étirage à travers une filière Dans la fibre optique faisant l'objet de la présente invention, le noyau 1 est formé en plongeant une extrémité du tube capillaire obtenu dans le liquide qui s'élève dans le capillaire sous l'action des forces moléculaires Dans le cas où pour l'âme 1 on utilise du liquide non mouillant , ce dernier est introduit dans le tube capillaire obtenu en abaissant une extrémité de ce dernier dans le liquide et en engendrant une-dépression à l'autre extrémité La fibre optique suivant l'invention, ainsi que son procédé de fabrication , permettent de fabriquer des fibres capables de fonctionner-dans une large gamme du spectre .On élargit simultanément la gamme des matières actives pour lasers à fibre, c'est-àdire, la gamme des fréquences émises par les lasers REVENDICATIONS 1 -Fibre optique dans laquelle l'indice de réfraction du matériau optiquement transparent de l'enveloppe est inférieur à celui de l'ame, caractérisée en ce que le matériau de l'âme 1 est constitué par du liquide 2 -Fibre optique suivant la revendication 1, caractérisde en ce que le liquide est activé par du luminophore 3 -Procédé de fabrication de fibres optiques suivant l'une quelconque des revendications 10 et 20 , caractérisé en ce qu t on prépare d'abord une enveloppe (2) sous forme de tube capillaire, puis on introduit dans lienveloppe 2 le liquide qui devra former l'âne (1) de la fibre