Brevet FR2064055A1 — publié le 19710716

La présente invention concerne des moyens absorbant la lumière diffuse dans des fibres, des dispositifs pour le transfert d'images formées de ceux-ci et méthode pour leur fabrication. Jusqu'ici, la fabrication de dispositifs conducteurs d'i-5 mages optiques de fibres absorbant la lumière diffuse a nécessité la production et la manipulation de fibres conductrices de lumière individuelles et d'une longueur relativement élevée et de filamant absorbant la lumière, tel que décrit par exemple par les brevets 10 des E.U.A. N° 3.279.903 et 3.247.756. De même, comme alternative, aux opérations lentes et fatiguantes pour faire et assembler les pièces individuelles d'une fibre et d'un filament absorbant la lumière, l'état de la technique a suggérer la construction d'éléments absorbant la lumière en sections de noyaux de fibres optiques de la façon décrite par exemple par les brevets des E.U.A. N° 3.387.959 et 3.397.022. Tandis que cette dernière approche pour obtenir l'absorption de la lumière diffuse dans des dispositifs transmetteurs d'i-20 mages de fibres optiques soulage, du moins en partie, les opérations lentes et fatiguantes pour assembler les pièces individuelles de fibre optique, d'un autre côté elle s'éloigne de l'utilisation de noyaux circulaires de fibres conductrices de lumière qui sont plus éccnoraiques à produire et qui sont des transmetteurs de lumière 25 plus efficace que les noyaux de fibres optiques de forme rectili- gne. En outre, la production de fibres ayant des éléments absorbant la lumière construits dans leurs sections de noyaux a ses propres problèmes. La présente invention concerne donc des améliorations des 30 fibres optiques absorbant la lumière diffuse, des dispositifs formés de celles-ci et des méthodes pour leur production. Selon l'invention, la fibre et structures à fibres multiples absorbant la lumière diffuse peuvent être construites facilement et économiquement avec l'avantage supplémentaire que les structures à fibres 35 multiples sont adaptées à être facilement ajustées côte à côte, d'une façon à porter des modèles respectifs de fibre conductrice de lumière et de filament absorbant la lumière diffuse uniformément à travers l'unité des structures multifibres assemblées. Une fibre optique absorbant de la lumière diffuse est rëa-40 lisëe en plaçant une tige d'un verre ayant ion indice de réfraction élevé à l'intérieur d'un tube de verre ayant un indice de réfraction inférieur à celui de la tige et en plaçant, en outre une tige 70 21036 2 2064055 beaucoup plus petite d'un matériau absorbant la lumière contre chacune des extrémités diamétralement opposées du tube avec l'indice de réfraction plus bas. L'unité entière est étirée, à une température de fusion 5 a une section transversale réduite produisant ainsi une structure intégrale d'une fibre ayant un corps principal de section circulaire d'un noyau et des verres de plaçage avec filaments latéraux absorbant la lumière et plus petits qui s'étendent le long de chacun des côtés diamétralement opposés de celui-ci. Les filaments 10 absorbant la lumière peuvent être revêtus individuellement avec un verre semblable à celui qui entoure le noyau de la fibre ou non . selon les besoins. Les structures multifibres absorbant la lumière sont formées en plaçant un nombre de longueurs de fibre étirée en rangées super-15 posées avec des paires correspondantes de filaments absorbant la lumière des fibres tous alignées parallèles 1'un par rapport à 1'-autre et disposées dans des espaces entre les parties du corps circulaire principal des fibres dans leurs rangées respectives. Le chauffage et la fusion de telles fibres, assemblées de cette 20 façon, produisent une structure multifibres adaptée à s'ajuster facilement côte à côte avec des structures multifibres formées de façon semblable, et de façon que l'ensemble des sections circulaires du corps principal et des filaments absorbant la lumière des fibres soit continué uniformément par les lignes de jonction des 25 structures multifibres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation, et en se rêfrant aux dessins annexés sur lesquels : 30 Les Figures 1 et 2, sont des représentations schématiques d'une méthode pour faire une fibre optique absorbant delà lumière diffuse selon les principes de cette invention. La Figure 3, est une coupe à plus grande échelle de la fibre prise le long de la linge 3-3 de la Figure 2. 35 La Figure 4, est une vue fragmentaire d'un assemblage d'une multitude de longueurs de la fibre, montrée sur les Figures 2 et 3, et représente en plus les moyens d'alignement et de sup-.. port qui facilitent la formation de l'ensemble des fibres. La Figure 5, est une vue d'un nombre d'ensembles de fibres 40 fusionnées formées par la technique illustrée sur ]a Figure 4, 70 21036 3 2064055 dans laquelle par un léger espacement de ces ensembles l'un de l'autre, ou l'on peut discerner la forme d'ajustage entre les côtés adjacents de ces ensembles, et, La Figure 6, est une illustration schématique d'une forme de dispositif de fibres optiques absorbant la lumière diffuse selon un mode de réalisation de l'invention. Sur les Figures 2 et 3, on voit une fibre optique 10, absorbant de la lumière diffuse d'un type produit selon les principes de l'invention. La Fibre 10, comporte une section 12, de corps principal d'une configuration à section transversale circulaire ayant un noyau ou âme 14 en verre d'un indice de réfraction élevé entourée d'un maxhon 16, en verre d'un indice de réfraction inférieur à celui de l'âme 14. Faisant partie intégrale entre le corps principal 12,-des filaments 18 absorbant de la lumière sont fusionnés aux côtés diamétralement opposés du manchon 16. Dans ce mode de réalisation de la fibre optique 10, les filaments 18 absorbant de la lumière ont chacun une section d'âme 20, en verre absorbant de la lumière entourée d'un manchon 22, en verre semblable à celui du manchon 16. Cependant, il faut noter que -les filaments 18, peuvent être formés entièrement en matériau absorbant la lumière, c1est-à-dire sans la manchon 22, est fusionné directement au manchon 16, du corps principal 12. Une méthode pour faire une fibre 10, est illustrée sur les Figures 1 et 2, ou l'on peut voir que le barreau de verre 24, a-yant la configuration générale de la fibre 10, est chauffé à la température de fusion à l'un de ses côtés, par exemple par l'élément de chauffage électrique 26, puis étiré à la section transversale réduite de la fibre 10. En se référant plus particulièrement à la Figure 1, on voit que le barreau 24, comporte une tige 28 en verre d'un indice de réfraction élevé placé à l'intérieur d'un tube en verre 30, d'un indice de réfraction relativement bas. Des tiges 32, relativement fines d'un matériau absorbant la lumière sont disposés aux côtés diamétralement opposés du tube 30. Les tiges 32 sont représentées comme ayant des sections d'âmes 34, d'un matériau absorbant la lumière, chacune ayant un maaahon 36, d'un verre semblable à celui du tube 30. Ces tiges 32, peuvent cependant, comporter chacune simplement une longueur sans manchon d'un matériau absorbant la lumière dans des cas où il est désire que les filaments absorbant la lumière de la fibre 10 soient du type sans manchon. 70 21036 4 2064055 Les tiges 32, du barreau 24 peuvent être légèrement fusionnées ou fixées d'une autre façon au tube 30r avant l'étirage du barreau 24, ou elles peuvent être maintenues par un montage mécanique non montré, contre le tibe 30, ce qui permet à la fusion au tu-5 be 30, à ae produire progressivement le long de leurs longueurs pendant l'étirage de la fibre 10. Les unités multifibres transmettrices ds images, absorbant la lumière diffuse de la fibre 10, sont formées en coupant la fibre en une multitude de longueurs 10' qui sont assemblées côte à 10 côte, tel que représenté sur la Figure 4 et fusionnées aisemble en une seule unité. L'assemblage est fait dans .un montage de support 38, ayant une série de rainures parallèles -40, qui saétendent le long de sa base 42. Les rainures 40, ont chacune une largeur et une profondeur satisfaisantes dans la base 42, afin de recevoir 15 un des filaments 18' absorbant la lumière d'une longueur de fibre 10'. Les rainures 40, qui sont immédiatement adjacentes aux parois latérales 44 du montage 38, sont espacées de celles-ci d'une distance égale environ à un rayon de la section 12' du corps principal des longueurs de fibre 101 et les rainures intermédiaires de cette 20 série dE rainures sont espacées l'une de l'autre d'une distance égale à environ un diamètre de section 12' du corps principal des longueurs de fibres 10'= Une première rangée de longueurs de fibres 10' est formée le long de la base 42, avec un filamant absorbant 18' introduit 25 dans la rainure correspondante 40, après quoi tous les diamètres des longueurs de fibres 10' qui correspondent aux positions diamétrales des paires respectives de filaments absorbants 18' sont alignés automatiquement parallèle l'un par rapport à l'autre dans la première rangée. Une deuxième rangée de fibres 10' ayant l'un 30 de chaque paire de filaments 18} placé dans l'espace entre des paires adjacentes de sections du corps principal des longueurs de fibres dans la première rangée, aligne automatiquement les . positions diamétrales des paires de filaments absorbant la lumière, parallèles l'une par rapport à l'autre et aussi parallèles avec 35 ceux de la première rangée. Ce procédé est répété un nombre de fois suffisant pour produire une hauteur désirée d'ensembles de fibres dans le montage 38. De préférence„ l'ensemble est formé d'un nombre égal de longueurs de fibres 10' dans chaque rangée et un nombre de rangées superposées qui est égal au nombre de fibres 10' 40 dans chaque rangée. L'ensemble est alors chauffé et fusionné dans BAD ©RIGIMAI? 70 21036 5 2064055 le montage pour former l'unité multifibres 46 (Figure 5). En se référant maintenant plus particulièrement à la Figure 5, on peut voir qu'un modèle uniforme géométriquement des sections 12' et des filaments 18' est produit à travers l'unité 5 46 par la pratique du procédé d'assemblage décrit conjointement avec la Figure 4. Plus particulièrement, il faut noter que ce modê le de filaments absorbant la lumière se prolonge aux arêtes les plus extérieures de l'unité 46. Par conséquent, un nombre d'unités 46' supplémentaires (dont seulement deux sont montrées) peuvent 10 être disposées contre l'unité 46 avec un emboîtement automatique du corps principal et des filaments absorbant de la lumière des longueurs de fibres 10' par quoi le modèle uniforme susmentionné, des sections de corps principal et des filaments absorbant la lumière est continué par dessus les lignes de jonction entre les 15 unités 46 et 46' de même qu'à travers toutes les unités. Le chauffage et la fusion d'ensemble de ces unités rendra les lignes de connexion entre celle-ci imperceptibles substantiellement sinon entièrement. Un nombre choisi d'unités 46 et 46' assemblées et fusian-20 nées ensemble tel que décrit ici peuvent être coupées transversalement en sections semblables à des plaques relativement minces pour former des plaques 48 (Figure 6) de fibres optiques absorbant la lumière diffuse, qui peuvent être utilisées comme faces êmettri ces ou réceptrices d'images de structures de tubes électroniques 25 et autres. Cependant aucune intention n'est faite pour que les articles produits selon la présente invention soient limités à l'usage susmentionné ou au type spécifique illustré par la Figure 6. Toutes les opérations de chauffage, étirage et de fusion 30 décrits plus haut sont réalisées en observant des températures appropriées, des vitesses d'étirage et des cycles de revenu et de refroidissement qui sont bien connus par l'homme du métier. Il faut aussi comprendre qu'après l'une quelconque ou plusieurs des opérations d'assemblage de fibres optiques décrit plus haut, l'as-45 semblage résultant peut être chauffé et étiré à nouveau pour encore réduire la dimension de l'élément de fibre des sections du corps principal et des filaments absorbant la lumière. Des exemples de matériaux qui peuvent être utilisés pour les âmes conductrices de lumière, les manchons et filaments absor-40 bant la lumière des fibres absorbant la lumière diffuse du type 70 21036 6 2064055 divulgué ci-dessus sont mentionnés dans les brevets des E.U.A. N° 3.279.903 et 3.247.756. Bien entendu d'autres matériaux bien connus de l'homme du métier peuvent aussi être utilisés. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. 70 21036 2064055 REVENDICATIONS 1. Fibre optique caractérisée par le fait qu!elle comporte une suite de structure comprenant: une section de corps principal ayant une âme d'un matériau conducteur de lumière avec -an indice 5 de réfraction élevé recouvert d*un manchon eii aîatêrian avec un indice de réfraction inférieur à celui de lîâme, l'-tnie et le man-chon étant assemblés par fusion, et ans paire ds filaments absorbant la lumière, chaque filament étant fixé par fusion au cfîtë diamétralement opposé de la section de corps principal» 10 2. Fibre optique selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la section de corps principal et les filaments sont respectivement d'une section transversale étendue et petite. 3. Fibre optique selon la revendication I caractérisée par le fait que les filaments absorbant la lumière coraprennent chacim 15 un matériau absorbant la lumière entoure par un aiatériau semblable à celui du manchon de la section du corps pr X11C3.P5.X • 4. Fibre optique selon la revendication 3 caractérisée par le fait que tous les matériaux eiaplovës sent en verre. 5. Méthode pour faire une fibre optique caractérisée par 20 le fait qu'elle comporta les opérations suivantes s placer une tige le matériaux conducteurs ayant un indice de réfraction ëlevë à 1 *intérieur d'un tube d'un matériau ayant un indice de réfraction inférieur S oelui de la tige, disposition d'une tige d'un diamètre plus petit que celui 25 du tube aux deux côtés opposés diamétralement du tube avec les tiges plus petites se prolongeant parallèles à l'axe du tube, les tiges plus petites pouvant absorber la lumière, chauffer la combinaison de la tige et du tube et des tiges plus petites à une température appropriée pour la fusion et 1'étira' 30 ge de la combinaison et, étirer la combinaison à une section transversale réduite. 6. Méthode selon la revendication 5 caractérisée par le fait qu'elle comporte l'opération de fusion des tiges plus petites au tube avant les opérations de chauffage et d'étirage. 35 7. Méthode selon la revendication 5 caractérisée par le fait que les tiges plus petites sont forcées contre le tube de la combinaison pendant leur chauffage et étirage. 8. Méthode pour former un ensemble de section transversale d'un modèle uniforme de fibres optiques ayant chacun un corps 40 principal circulaire, et une partie ds filaments absorbant la 70 21036 2064055 lumière disposés latéralement aux côtés opposés diamétralement du corps, la méthode étant caractérisée par le faitqqu'elle comporte les opérations suivantes: placer un nombre choisi de fibres dans une première rangée 5 juxtaposées avec les parties du corps principal et des diamètres des fibres qui correspondent aux positions diamétralement opposées des filaments absorbant la lumière tous disposes parallèlement sur toute la rangée; former une deuxième rangée semblable d'un autre nombre de 10 fibres directement par dessus la première rangée avec une de chacune des paires respectives de filaments absorbant la lumière dans la deuxième rangée engagée entre une paire de corps principaux de fibres dans la première rangée adjacent la ligne de contact entre la paire de, corps principaux, par quoi les paires de filaments 15 absorbant la lumière diamétralement opposés de chacune des fibres dans la deuxième rangée deviennent automatiquement alignés parallèles l'une par rapport à l'autre et aux paires semblables de filaments absorbant la lumière des fibres dans la première rangée; continuer a former des rangées supplémentaires de fibre 20 de la même façon que pour les première et deuxième rangées jusqu'à ce qu'une hauteur désirée de cet assemblage -soit atteinte et, chauffer et fusionner ensemble toutes les fibres en une seule unité par quoi des modèles uniformes des parties de corps principaux de ces fibres et des filaments absorbant la lumière 25 sont formés à travers cet ensemble. 9. Méthode, selon la revendication 8, caractérisée par le fait que chaque rangée contient en nombre égal de ces fibres et que le nombre de rangées est égal au nombre de fibres dans chaque rangée. 30 10. Méthode selon la revendication 9, caractérisée par le fait qu'elle comporte, en outre les opérations pour former une pluralité de ces ensembles fusionnés, pour placer cette pluralité d'ensemble c€te à côte et pour les fusionner ensemble pour former une seule unité.