Brevet FR2328973A1 — publié le 19770520

La présente invention se rsp7zorte à un dispositif pour la transmission d'informations par diode lse.r, comportant une diode laser et au moins une fibre optique et un élément focalisateur consitué par une extrémité de ladite fibre optique et qui assure le couplage de ladite diode à ladite fibre optique. Il est rappelé que le faisceau d'une diode laser présente un angle d'ouverture de l'ordre de + 250 dans le plan vertical et de l'ordre de + 50 dans le plan horizontal et que, si l'angle dlouver- ture dans le plan horizontal est compatible avec les dimensions d'un grand nombre de filbres optiques, il n'en est pas de même pour l'angle d'ouverture dans le plan vertical ; d'où l'utilisation d'un. élément focalisateur pour réduire cet angle d'ouverture dans le plan vertical lors du couplage d'une diode laser à une fibre optique. I1 est connu d'utiliser comme élégirent focalisateur une microlentille cylindrique et, entre autres méthodes, de réaliser cette microlentille par usinage de l'extrémité de la fibre optique. Ces-microlentilles usinées à l'extrémité de la fibre optique doivent avoir un rayon de courbure au sommet de l'ordre de 10 à 30 microns. La difficulté de réalisation de ces microlentilles est évidente, en particulier avec des fibres optiques de 50 à 100 microns de diamètre. La présente invention a pour but de faciliter la réalisation du dispositif de couplage entre une diode laser et une fibre optique Pour cela le couplage, au lieu d'8tre effectué de façon classique longitudinalement par rapport à la fibre optique, est effectué transversalement. Selon l'invention un dispositif pour la transmission par diode laser du type décrit au début de ce texte est caractérisé en ce que, d'une part ladite extrémité présente une surface de coupe en biseau et d'autre part ladite diode est placée sur le côté de ladite extrémité, de manière qu1un faisceau lumineux issu de ladite diode laser rencontre le dioptre convergent constitué par la surface latérale de ladite extrémité pnis se réfléchisse, à l'intérietr de ladite fibre, sur ladite surface de colline, ledit dioptre convergent constituant ledit éliment focalisateur L'invention sera mieu.x comprise et d'autres caractéristiques apparaitront à l'aide de la description ci-après et des dessins s'y rapportant qui représentent - les fibres 1 et 2 des vues de fibres optiques pour dispositifs selon l'invention - la figure 3 une vue d'un dispositif selon l'invention - les figures 4 et 5 des vues partielles du dispositif de la figure 3. La figure 1 montre l'extrémité d'une fibre optique,10 section circulaire. Une source lumineuse S est disposée au voisinage de l'extrémité de la fibre mais, contrairement à la méthode classique qui consiste à placer la source dans le prolongement de la fibre pour réaliser un couplage longitudinal, dans le cas présent la source S est placée sur le côté de la fibre optique pour réaliser un couplage transversal. Ainsi le dioptre cylindrique que constitue la surface latérale de la fibre, focalise la lumière qu'il reçoit de la source S selon une direction perpendiculaire à l'axe de la fibre optique. La figure 1 montre également que, à son extrémité, la fibre optique est taillée en biseau à 45 ; la surface de coupe, 13 , est polie de manière à fornser un miroir plan de bonne qualité. Ce miroir plan a pour r81e de réfléchir selon la direction de la fibre, c'est à-dire selon l'axe de cette dernière, la lumière issue de la source S et focalisée par le dioptre cylindrique. Une ligne brisée en traits interrompus SABX indique le trajet d'un rayon lumineux issu de la source S , rencontrant latéralement la fibre optique point A) et se réfléchissant sur le miroir 13 (point B) dens une direction RE. correspondant à la direction de propagation dans la fibre optique 10. La fibre optique de la figure t est à section circulaire Pour améliorer les qualités optiques du dioptre optique qui sert, dans un couplage transversal, à focaliser la lumière à transmettre par la fibre optique, il y a intérêt à donner à ce diontre un profil hyperbolique. En effet la diminution de la courbv.re pour les rPyos les plus inclinés sur l'axe optique du dioptre d'entrée permet d'obtenir une moindre dispersion angulaire à la sortie de ce dioptre, c'est-à-dire un meilleur stigmatisme du dioptre0 La figure 2 montre, en coupe, une fibre optique, 1.1 , avec sa gaine 15 d'indice de réfraction inférieur à celui de son coeur 14. Cette coupe présente un pourtour dont une partie, DC5 , est circu laire et dont l'autre partie, DRE, assimilable à un so.met d'hyper- bole, sera placée face à la source lumineuse. Cette fibre spéciale peut être obtenue par un usinage macroscopique de la préforme avant tirage de la fibre. La figure 3 représente un dispositif, 1 , pour la transmission par diode laser. Ce dispositif présente : un boîtier composé d'un socle 2 et d'un couvercle 3, une languette 4 isolée électriquement du botter et constituant une des bornes électriques du dispositif, l'autre borne étant constituée par le socle 2 , et deux fibres optiques 11 , 12 recouvertes d'un fourreau de protection et terminées chacune par un connecteur optique, 13 , 14.Les fibres optiques it 12 , qui, comme le montreront les figures suivantes, sont couplées respectivement aux-deux extrémités d'une diode laser font office ae fibres relais : elles n'ont que quelques centimètres de longueur et chacune d'elles se termine, à l'endroit du connecteur optique, p? r une section droite polie qui permet une liaison avec une fibre extérieure au dispositif. La figFlre 4 est une vue de dessus du dispositif représenté sur la figure 3 dans laquelle-le capot du bottier et les fourreaux des fibres optiques ont été enlevés . De plus seule la partie des fibres 11 et 12 située dans le bottier et à son voisinage .immédi.-;t a-été représentée. Sur la figure 4 apparat la diode laser proprement dite, 5 , cette diode est posée sur le socle 2 du bottier, ce dernier présente deux trous de fixation 20, 21. La diode laser 5 est reliée électri- quement à la languette 4 par un fil conducteur 6. Les extrémités coupées en biseau de deux fibres optiques 11 et 12 sont disposées de part et d'autre de la diode laser, le couplage d-cde-fibre se faisant selon le principe exposé précédemment à l'aide de la figure t. La fixation des fibres optiques sur le support 2 est obtenue, de façon classique, par des points de colle : 16 , 17 pour la fibre 11 et 18 , 19 pour la fibre 12. La figure 5 est une coupe partielle du dispositif pour la transmission par diode laser des figures 3 et 4 , au voisinage de l'endroit où s'effectue le couplage optiqie entre la diode laser 5 et la fibre optique 11. Cette figure, sur laquelle apparaît le résonateur 50 de la diode laser 5 , montre - la liaison par soudure, 51 , qui relie la diode 5 au socle 2 - l'arrivée du fil conducteur 6 (voir également la fibre 4) qui est soudé sv.r le dessus de la diode laser 5 - la fibre optique 11 qu'une différence de niveau de la face supérieure du socle 2 permet de positionner de telle sorte que sa section droite admette l'axe longitudinal (non repré senté) du résonateur 50 de la diode laser 5 comme axe de symétrie. Il a été indiqué, lors de la description de la fibre 1 que le miroir 15 qui servait à réfléchir la lumière pour 11 amener dans la direction de propagation lumineuse de la fibre optioue étsit plan. Sans sortir du cadre de l'invention il est possible de donner à ce miroir une courbure complétant ou corrigeant celle du dioptre d'entrée ; comme le rayon de courbure à donner au miroir est alors très nettement plus grand que celui de la fibre optique, la réalisa- tion de cette courbure est bien plus simple que la réalisation des microlentilles qui ont été mentionnées au débvt de cette description et qui servent dans le cas d'un couplage longitudinal d'une diode laser à une fibre optique. De même, sans sortir du cadre de l'invention, le miroir susmentionné peut être argenté, la diode laser peut notre couplée qu'à une seule fibre optique et, d'une façon générale, tout dic:positif peut être conçu qui, pour la transmission de la lumière élise par une diode laser, utilise le principe du couplage transversal tel qu'il a été exposé à l'aide de la fibre 1 L'invention est destinée, en particulier, ils émetteurs pour la transmission d'informations à l'aIde de diodes laser. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la transmission dtinformstions par diode laser, comportant une diode laser et au moins une fibre optique et un élément focalisateur constitué par une extrémité de ladite fibre optique et qui assure le couplage de ladite diode à ladite fibre optique, caractérisé en ce que, d'une part ladite extrémité présente une surface de coupe en biseau et d'autre part ladite diode est placée sur le côté de ladite extrémité, de manière qu'un faisceau lumineux issu de ladite diode laser rencontre le dioptre convergent constitué par la surface latérale de ladite extrémité puis se réflécbisse, à l'intérieur de ladite fibre, sur ladite surface de coupe, ledit dioptre convergent constituant ledit élément focalisateur. 2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite diode a une position telle que la direction de son faisceau est perpendiculaire à la direction de propagation dans ladite fibre optique. 3. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite surface de coupe est plane. 4. Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite surface fait un angle de 450 avec ladite direction de propagation. 5. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite fibre optique comporte à son autre extrémité un connecteur opti.quP et est ud.zDsabB conne fibre relais pour le branchement dudit dispositif sur une fibre optique extérieure0 6. Emetteur pour la transmission d'informations à l'aide de diodes laser, earaetériSA en ce qu'il comporte au moins un dispositif selon l'une des revendications précédentes.