Brevet FR2319140A1 — publié le 19770218

La présente invention concerne un dispositif de connexion pour connecter de façon précise les extrémités de lignes de fibres optiques utilisées pour transmettre l'énergie lumineuse depuis une source lumineuse, telle qu'un laser à semi-conducteur, a un récepteur de lumière, tel qu'une photo-diode. Comme cela est bien connu dans lrart, la transmission de l'énergie lumineuse au moyen de lignes1 de fibres optiques présente certains avantages. Ainsilaligne à fibre optique assure 1. - Une capacité remarquablement élevée de transmission de l'information par unité de section 2. - Un faible facte;-dC amortissement ; 3. - Une installation facile~et une haute flexibilité en cours d'utilisation ; 4. - Une absence d'interruption inductive en raison de l'utilisation d'un matériau isolant électrique. En raison de ces avantages, des tentatives ont été faites en vue d'utiliser les lignes de transmission optique a fibres dans des domaines tels que les communiations à grande capacité et longue distance, le transfert de données dans des calculatrices, les circuits utilisés en aviation, les circuits de télédistribution urbaine et autres. Toutefois jusqu ici une ligne de transmission efficace susceptible d'être utilisée pour des communications optiques n'a pas été réalisée parce que l'on n'a pas encore mis au point un dispositif de connexion satisfaisant, capable de connecter en alignement les extrémités adjacentes des fibres optiques. Dans un raccord entre extrémités adjacentes de fibres optiques, il est nécessaire que le noyau et la gaine à l'extrémité de l'un des cotés soient raccordes de façon précise et complexe avec les parties correspondantes de l'autre côté.Dans le cas où ce raccordement glisse ou devient imparfait, la communication devient impossible par suite d la fuite de lumiere.-En consequence, un degré de précision assurait un raccordement parfait de la connexion est nécessaire dans l'utilisation d'une fibre à mode simple ou d'une fibre à mode multiple dans laquelle la limite entre le noyau et la gaine est définie et dans l'utilisation d'une fibre du type à focalisation telle qu'une fibre dite "selfoc" qui est constituée de manière que l'indice de réfraction diminue progressivement vers la gaine à partir du noyau.Il est également souhaitable de mettre au point un dispositif de connexion pour raccorder les noyaux de deux extrémités de fibres,fibres qui sont fines ou constituées par des fils analogues à un cheveu. En conséquence, un premier but de la présente invention, prenant en considération les nécessités ci-dessus mentionnées, est de fournir un dispositif de jonction d'un prix faible et d'une mise en oeuvre facile pour raccorder de façon précise et parfaite les extrémités adjacentes de fibres optiques en les maintenant dans une condition de raccordement satisfaisante. De plus, la longueur des fibres pour communication optique actuellement commercialisées a généralement été standardisée à une longueur d'un kilomètre. Ceci présente toutefois un certain proble- me lorsqu'il est nécessaire de vérifier la qualité des raccordements entre les extrémités adjacentes des fibres. C'est ainsi que pour essayer de vérifier s'il y a une fuite optique quelconque au droit du raccordement, il est nécessaire de détecter celle-ci depuis l'extrémité de la fibre opposée au raccord, c'est-à-dire depuis une distance d'un kilomètre. En conséquence, cette opération devient un projet à tres grande échelle. De Q fait, il est souhaitable qu'une fuite optique puisse être détectée facilement et rapidement au droit du raccord et puisse être corrigéeen ce point.En conséquence, le raccordement parfait doit être vérifié en détectant le point où la perte optique devient nulle. Toutefois, comme cela est connu, la périphérie de la fibre optique est recouverte par un verre formant gaine qui a un faible indice de ré frac- tion et on considère qu'il n'est pas possible de détecter un amortissement anormal résultant de ladite fuite optique, s'il est nécessaire de retirer le verre formant la gaine. Le second but de la présente invention, visant à satisfaire les conditions ci-dessus mentionnées, est de fournir un dispositif de jonction d'extrémités de fibres optiques qui, non seulement permette d'effectuer rapidement une opération de raccordement complète mais qui, également, fournisse au droit du dispositif de connexion lui-me, des moyens qui permettent de détecter une fuite optique. De plus, comme les fibres optiques sont de très peataa- mètre, le dispositif de raccordement maintenant l'extrdmlte des fibres optiques doit également être réalisé sous des dimensions excrément petites. I1 s'ensuit que, si de légères erreurs dans la fabrication des raccords se produisent, il peut m résulter des problèmes pour leur montage. En conséquence, il est souhaitable que de tels dispositifs de connexion puissent être réglés de façon fine à la fois selon une direction radiale par rapport à l'axe longitudinal central du dispositif de connexion et selon la direction périphérique de celui-ci pour compenser toute tolérance dans la fabrication. Le troisième but de la présente invention, visant à satisfaire les conditions ci-dessus mentionnées, est de fournir un dispositif de connexion pour des extrémités de fibres optiques susceptible d'être réglé sur une gamme étendue et particulierement d'être réglable en directiondeet autdr de l'axe longitudinal central du dispositif de connexion. Le quatrième but de la présente invention est de fournir un dispositif de connexion pour extrémités de fibres optiques qui permette d'accroitre et de réaliser la gamme dans laquelle un réglage est possible selon la direction périphérique lors du racor- dement d'extrémités de fibres. Afin dgatteindre le premier but mentionné ci-dessus, le dispositif de connexion comporte deux colliers excentrés interne et externe qui peuvent être tournés indépendamment l'un de l'autre. Le collier excentré externe est monté rotation dans un moyen de fixation- assurant un positionnement grossier. Une extrémité de fibre est fixée dans le collier excentré interne. Afin d'assurer le second but de la Frésente invention, le collier excentré interne est réalisé en un matériau transparent de manière que la fuite lumineuse puisse être détectée au droit du collier. De plus, afin de satisfaire au troième,but de la présente invention, les colliers sont réalisés de manière que la distance entre es deux centres des cercles interne et externe dudit collier excentré interne soit égale à la distance entre les deux centres des cercles externe et interne dudit second collier excentré externe Finalement, afin de satisfaire au quatrième but de la présente invention, des moyens permettant de réaliser un réglage fin sont prévus sur le collier aux deux extrémités des fibres à raccorder. L'invention sera décrite plus en détail ci-après avec référence aux dessins i-annexés ins lesquels Fig. - 1 est une vue en coupe axiale agrandie du dispos il tif de connexion représentant les deux extrémités de fibres qui sont raccordées ensemble Fig. - 2 est une vue en élévation du dispositif de connexion, vu depuis la droite dans la figure 1 Fig. 3 - est une vue en coupe partielle illustrant un autre mode de réalisation de la présente invention dans lequel une extrémité d'une fibre est connectée directement à une source lumineuse ou à un récepteur de lumière Fig. 4- est une vue en coupe illustrant un troisième mode de réalisation du dispositif de connexion Fig. 5 - est une vue en élévation latérale d'un dispositif de connexion, vue prise depuis le côté et illustrant la situation des éléments du dispositif de connexion par rapport à l'axe central de l'extrémité de la fibre ; Fig. 6 - est un schéma explicatif illustrant les différentes positions susceptibles d'être prises par les colliers interne et externe dans le raccord conforme à l'invention. Dans la figure 1, un élément de raccord réglable est fixé à l'extrémité d'une fibre à connecter. Une extrémité de fibre optique 8 est insérée dans un trou réalisé dans l'axe de cet élément de raccord règlable et s'étend jusqu'à un point où la surface d'ex trémité 8a de la fibre optique est dans le même plan que la surface d'extrémité 7a de l'élément 7 du raccord réglable. Dans cette pOsition, l'extrémité de la fibre 8 et l'élément du raccord réglable 7 sont solidarisés en plaçant un matériau adhésif 9 dans un trou suralésé réalisé à l'extrémité arrière de l'élément de raccord réglable 7. L'élément de raccord réglable 7 est fixé dans un ensemble support tel qu'une console 7b. Un écrou de raccordement 10 est fixé à la périphérie de l'élément de raccord réglable 7 et un positionnement grossier de ce côté du raccordement est assuré en vissant une vis dse raccordement il dans le filetage de l'écrou de raccordement 10. Un collier externe 12 est monté à rotation dans un alésage de la vis de raccordement 11 et le centre d'tir. ' Iésae rsa- lisé dans ce collier externe 12 est excentre par rapport à l'axe de la surface périphérique du collier externe 12. Un collier interne 13 est monté à rotation dans un alésage réalisé dans le collier externe. Le centre d'un alésage réalisé dans le collier interne 13 est excentré par rapport à l'axe de la surface périphérique du collier interne 13. L'extrémité de la fibre optique 14 se trouvant sur ce côté est inséréedans l'alésage du collier-interne pour s'étendre jus qu'à un point où la surface d'extrémité de la fibre 14a est dans le même plan que la surface d'extrémité 13a du collier interne. Dans cette position, l'extrémité de la fibre 14 et le collier interne 13 sont solidarisés en plaçant un matériau adhésif 15 dans un trou suralésé réalisé à l'extrémité arrière 13b du collier excentré interne. Le collier excentré interne 13 peut être réalisé en un matériau transparenttel qu'un plastique ou un verre de manière que lorsqu'il y a une connexion et un raccordement imparfaits, la fuite lumineuse provenant de la surface d'extrémité 8a de l'extrémité de la fibre optique 8, sur le côté de transmission de la lumière, passe à travers le collier interne 13 et atteigne l'extrémité-arriere 13b du collier. L'importance de la fuite lumineuse peut alors être détectée par un photomètre non représenté dans la figure. Ainsi le degré de glissement de la surface d'extrémité de la fibre 13a du côté de la connexion par rapport à la surface d'extrémité de la fibre 8a à connecter est vérifié et peut être utilisé comme facteur dans l'opération de réglage.De préférence, le matériau adhésif 15 doit également être transparent de manière à permettre de détecter plus complètement la fuite. Des trous 16 et 17 sont prévus radialement dans les parties les plus épaisse des colliers 12 et 13 respecivement. Des broches 18 et 19 peuvent être insérées dans ces trous de manière que les colliers 12 et 13 puissent être tournés manuellement simultanément ou indépendamment l'un de l'autre. Une gamme angulaire de la rotation de chaque collier correspondant à un aqRe de 1800 dans la direction vers la droite ou vers la gauche est -cceptable du fait qu'aucune gamme de rotation angulaire plus étendue n'est nécessaire. En conséquence, l'extrémité de la fibre 14 peut être soumise à une torsion de 1800 au plus selon la direction vers la droite ou vers la gauche. Ceci sera décrit plus en détail avec référence à la figure 6. Dans le mode de réalisation illuscr -~ar.s la igu:ce ; i côté 20 à connecter est un élément formant source lumineuse tel qu'un laser à semi-conducteur ou un récepteur de lumière tel qu'une photo-diode. Dans le cas où l'on met en contact l'extrémité de la fibre optique 14 avec cet élément, l'extrémM" 14 de la fibre optique est réglée pour être perpendiculaire à la surface de llélément. Le collier externe 12 est suspendu à rotation dans une console 21. La figure 4 illustre un troisième mode de réalisation dans lequel le dispositif de réglage fin de la présente invention est prévu aux deux extrémités de fibres 8 et 14 du côté de la connexion et du côté destiné à être connecté. Ainsi les deux côtés peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre, ce qui assure une très large gamme de réglage. Ceci est utile lorsqu'il y a eu des erreurs dans la fabrication du raccord ou lorsqu'il y a des problèmes particuliers en ce qui concerne la position de l'installation. Comme on le voit dans la figure 4, le dispositif de connexion comporte un élément de raccord réglable 22 avec une paire de colliers excentrés externe et interne 23 et 24 insérés entre l'élément de raccord réglable 22 et l'extrémité de la fibre optique 8. Un matériau adhésif 25 est placé dans un trou suralésé prévu à l'extrémité arrière du collier excentré interne 24. Les références 26 et 27 désignent des trous dans lesquels peuvent être insérées des broches non représentées pour assurer la rotation, tous qui sont forés dans la partie la plus épaisse de chacun des colliers interne et externe. La figure 5 illustre comment il est possible d'assurer facilement un raccordement au droit du dispositif de connexion dans le cas où le centre de la surface d'extrémité de la fibre du côté à connecter est au centre du dispositif de connexion ou très voisin de celui-ci. I1 est possible d'aligner le centre V de la surface d'extrémité de la fibre 14a avec le centre du dispositif de connexion, c'est-à-dire le centre T du cercle externe du collier excentré externe 12 et il est possible de déplacer sa position jusqu'au centre T du cercle externe. On comprendra toutefois que par exemple en raison d'une erreur de fabrication, il puisse etre impossible de se régler sur ce centre T. De même, lorsque le dispositif de connexion est fabriqué de manière telle que la distance entre le centre U du cercle externe et le centre V du cercle interne du collier excentré interne 13 soit la même que la distance entre leoenùe U duofflleìnterne et le centre T du cercle externe du collier excentré externe 12, il est possible, avec la disposition à doublc co'iters eXcentrQSt d'étendre la gamme du réglage à celle représentée dans la figure 6. Comme illustré le long de la ligne passant par les positions A, B, C, D et E, la surface d'extrémité 14a de la fibre peut être déplacée selon un mouvement alternatif rectiligne vers le haut et vers le bas dans la figure, le long d'une ligne axiale passant par le centre T, en déplaçant les trous 16 et 17 dans des directions inverses avec la même vitesse angulaire. Comme illustré le long de la ligne passant par les positions F, G, C, H et J elle peut égale ment être déplacée selon un mouvement alternatif rectiligne vers la droite et vers la gauche dans la figure, le long d'une ligne axiale passant par le centre T. De plus, comme illustré par K, L, C, M et N ou P, Q, C, -R et S, elle peut également être déplacée selon un mouvement alternatif rectiligne suivant une direction diagonale dans la figure, le long d'une ligne axiale passant par le centre T. En conséquence, il devient clair d'après ce qui précède que tout réglage peut être effectué pour toutes directions radiales suivant une amplitude de 3600 passant par le centre T. D'autre part, un règlage le long de la circonférence la plus externe, telle que représentée par A, K, F, S, E, N, J et P peut être assuré par un déplacent circulaire des deux trous 16 et 17, en les maintenant en alignement. Le règlage dans une position intermédiaire telle que représentée par exemple par B, Q, H, M, B, R, G et L est effectué par une opération de rotation des deux trous en maintenant un certain décalage angulaire entre eux en fonction de la disposition particulière des colliers interne et externe. Le dispositif de connexion conforme à la présente invention permet d'assurer un règlage dans une gamme qu'il est impossible d'atteindre avec un collier excentré unique. De plus, il est possible d'assurer un réglage fin pour un raccordement plus spécialement au centre et en un point voisin du centre au moyen d'une égalisation de la distance entre le centre du cercle externe U et le centre du cercle interne V du collier excentré interne 13 et de la distance entre le centre du cercle externe T et le centre du cercle interne U du collier excentré externe 12. De plus, comme illustré dans la figure 4, les extrémités des fibres peuvent être alignées par un réglage fin de la partie périphérique en prévoyant des double colliers excentrés 12, 13 et 23, 24. De plus, en réalisant le collier interne excentré du côte de la connexion en un matériau transparent, il est possible de détecter la fuite lumineuse pendant la déconnexion sur la surface d'extrémité 13b du collier excentré interne. Ceci permet de poursuivre la procédure de réglage jusqu'à une conclusion heureuse en surveillant la fuite lumineuse pendant le processus. REVENDICATIONS 1. - Un dispositif de connexion pour extrémité de fibre optique caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément de raccord recevant une première extrémité de fibre optique avec laquelle doit être connectée une autre extrémité de fibre optique, la première extrémité de fibre optique étant fixée dans cet élément de manière que sa surface d'extrémité se trouve dans un plan d'une paroi de surface de ce premier élément de raccord ; un second élément de raccord comportant un collier interne, un trou s'entendant longitudinalement dans ledit collier et décalé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal dudit collier interne, un collier externe, un trou s'étendant longitudinalement dans ledit collier externe et décalé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal de celuici, le collier interne étant monté à rotation dans le trou dudit collier externe, un moyen pour faire tourner lesdits colliers interne et externe l'un par rapport à l'autre, l'autre extrémité de fibre étant positionnée de manière fixe dans le trou dudit collier interne, la distance entre l'axe du trou dans ledit collier externe et l'axe du trou dans ledit collier interne étant égale à la distance entre l'axe longitudinal dudit collier externe et l'axe longitudinal dudit collier interne, des moyens pour faire tourner lesdits colliers interne et externe l'un par à l'autre, l'autre extrémité de la fibre étant positionnée de manière fixe dans le trou dudit collier interne avec la surface d'extrémité de cette autre fibre optique se trouvant dans le plan d'une paroi de surface du collier interne, un moyen support recevant à rotation ledit collier externe et positionné de façon réglable sur ledit premier élément de raccord, ledit moyen support étant réglable pour amener la paroi de surface du collier interne de niveau et en butée avec ladite paroi de surface du premier élément de raccord, ce par quoi les colliers interne et externe peuvent être tournés l'un par rapport à l'autre pour aligner llalatre extrémité de fibre optique avec la premIère e:--'-tr-- mite de fibre optique. 2. - Un raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que le collier interne est en un matériau transparent. 3. - Un raccord selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité de la premiere fibre optique est montée fixe dans un autre collier interne avec un trou s'étendant longitudinalement qui est placé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal dudit autre collier interne, ladite première extrémité de fibre optique étant logée dans ledit trou et se terminant sur ladite paroi de surface du-premier élément de raccord, un autre collier externe monté à rotation entre ledit autre collier interne et ledit moyen support, un trou s'étendant longitudinalement par rapport audit autre collier externe et dans lequel est logé ledit autre collier interne, ledit trou étant décalé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal de cet autre collier externe et d'autres moyens sur lesdits autres colliers interne et externe par lesquels lesdits autres colliers peuvent être tournés l'un par rapport à l'autre. 4. - Une combinaison d'un dispositif de raccord pour l'ex trémité d'une fibre optique recevant urne extrémité de fibre et d'un élément constituant une source lumineuse associée qui est supporté sur une base pour présenter une paroi de surface au-dessus de la base caractérisée en ce que le raccord comprend un collier interne, un trou s'étendant longitudinalement à travers ledit collier et décalé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal dudit collier interne, un collier externe, un trou s'étendant longitudinalement à travers ce collier externe et décalé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal de celui-ci, ledit collier interne étant morné à rotation dans le trou dudit collier externe, la distance entre l'axe du trou dans ledit collier externe et l'axe du trou dans le collier interne étant égale à la distance entre l'axe longitudinal dudit collier externe et ltaxe longitudinal dudit collier interne, un moyen pour faire tourner lesdits colliers interne et externe l'un par rapport à l'autre, l'extrémité de la fibre étant positionnée de manière fixe dans le trou dudit collier interne avec la surface d'extrémité de l'extrémité de la fibre optique se trouvant dans le plan d'une paroi de surface dudit collier interne, un moyen support dans lequel est monté à rotation ledit collier externe et qui est positionné sur ladite base au voisinage dudit élément formant source lumineuse pour positionner laite paroi de surface du collier interne de niveau et en bute avec la paroi de surface de l'élément formant source lumineuse, ce par quoi les colliers interne et externe peuvent être tournés l'un par rapport à l'autre pour aligner l'extrémité de la fibre optique et la rendre perpendiculaire à la surface dudit élément formant source lumineuse.