Brevet FR2344857A1 — publié le 19771014

Ltinvention concerne les raccords, et notamment des raccords et des terminaisons de guides d'ondes lumineuses. Il est classique que de tels raccords comportent deux lentilles, par exemple des lentilles biconvexes ou plan-convexes, afin de relier optiquement les extrémités voisines de guides d'ondes lumineuses. Cependant, afin de réaliser une liaison opti- - que optimale entre les guides dtondes, il est nécessaire de placeravec précision leur extrémité au foyer des lentilles. Ce positionnement précis des extrémités des guides d'ondes est relativement difficile et long. L'invention concerne des raccords et des terminaisons de guides d'ondes lumineuses permettant de simplifier considérablement le montage de ces derniers. L'invention concerne donc une terminaison de guide d'ondes lumineuses, comprenant un organe de liaison qui présente une ouverture longitudinale dans laquelle une extrémité d'un guide d'ondes lumineuses peut être fixée. Une lentille assure la transmission de la lumière arrivant par cette extrémité du guide d'ondes. L'organe de liaison e la lentillé sont montés dans un bottier. La terminaison selon ltinvention comprend également un élément optique allongé, monté dans l'organe de liaison et destiné à relier ortiquement le guide d'ondes à la lentille. Une première ex trématé de cet élément optique pénètre partiellement dans l'organe de liaison, alors que sa seconde extrémité est placée au foyer de la lentille. L'organe de liaison comprend un élément qui maintient la première extrémité de l'élément optique en alignement sur l'ex- trémité voisine du guide d'ondes lumineuses. La conception de la terminaison selon l'invention permet de simplifier considérablement le montage du guide d'ondes lumineuses, car il suffit d'introduire ltextrémité de ce guide dans organe de liaison jusqu'à ce quelle porte contre la premitre extrémité de l'élément optique allongé et y soit jointe en bout. L'axe longitudinal de l'ouverture peut passer par le foyer de la lentille. La seconde extrémité de ltélément optique peut faire saillie de l'organe de liaison et ce dernier peut être élastique. Il peut comprendre un corps tubulaire sur lequel sont montés plusieurs éléments allongés et flexibles qui traversent longitudinalement le corps, qui sont espacés sur le pourtour de ce dernier et qui portent élastiquement contre 11 élément optique allongé. es extrémités de chacun de ces éléments allongés et flexibles peuvent être décalées entre elles autour de ltaxe longitudinal du corps tubulaire. Ces extrémités peuvent notamment être décalées dans le même sens autour de l'axe longitudinal du corps tubulaire. Dans ce cas, les éléments allongés et flexibles sont parallèles entre eux. La lentille peut être biconvexe. En variante, elle peut Autre plan-convexe. Dans ce cas, l'élément optique peut pénétrer dans un évidement de cette lentille plan-convexe. Cet élément optique et allongé peut être constitué d'une fibre optique. La terminaison selon l'invention peut comporter un élément destiné à entrer en contact avec une extrémité du guide d'ondes lumineuses-poi;i;r le fixer dans ltorgane de liaison. Cette terminaison peut également comporter un guide d'ondes lumineuses fixé dans 11 organe de liaison et joint en bout à l'élément optique allongé. L2invention concerne également un raccord destiné à relier deux guides d'ondes lumineuses comprenant deux terminaisons telles que celle décrite ci-dessus. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe axiale partielle dtun raccord de deux fibres optiques selon l'invention-; la figure 2 -est une coupe axiale d'un organe de liaison du raccord de la figure 1 la figure 3 est une vue en bout de organe de liaison de la figure 2 la figure 4 est une coupe axiale d'une variante de organe de liaison du raccord selon l'invention oles figures 5 et 6 sont des élévations, avec coupe partielle, d'une variante du raccord de la figure 1 la figure 7 est une coupe axiale partielle d'une autre forme de réalisation du raccord selon l'invention ;; et la la figure 8 est une coupe axiale partielle d'une autre variante du--raccord selon l'invention. La figure 1 représente le raccord selon l'invention qui comprend deux terminaisons de fibres optiques et un corps ou boîtier tubulaire 1Q constitué de deux parties il et 12. Une extrémité de l'une de ce-s parties comporte une saillie annulaire 30, et une ex trémité de l'autre partie présente un épaulement annulaire 31 destiné à recevoir la saillie annulaire et à permettre ltaccou plement et lue désaccouplement des deux parties. Les parties 11 et 12 du raccord, qui constituent chacune une terminaison, renferment chacune une lentille biconvexe 13 et un organe 14 de liaison destiné à loger l'extrémité d'une fibre optique 15 devant être reliée optiquement à la lentille 13. Les organes 14 de liaison, dont l'un est représenté sur les figures 2 et 3, comprennent chacun un tube 16 en laiton sur lequel sont montas cinq fils 17 en métal flexible, par exemple en acier inoxydable, en alliage de cuivre mu en bronze au phosphore, passant longitudinalement à l'intérieur du tube 16 et espacés régulièrement sur le pourtour de ce dernier. Ces fils 17 sont tendus par repli de-leurs ext'-ìtés sur celles du tube 16 et par bridage desdites extrémités sur ce dernier à l'aide de bagues 18, par exemple en laiton ou en matire plastique, qui maintiennent les fils sous traction. Ces fils 17 sont parallèles entre eux. Leurs extrémités sont décalées entre elles d'un certain angle autour de l'axe longitudinal du tube 16, de manière que les tron- çons intermédiaires des fils 17 soient espacés de la surface interne du tube 16. Ce décalage angulaire des extrémités des fils 17 est de l'ordre de 1,50. Les extrémités du tube 16 présentent des encoches destinées au passage des fils 17. Lorsqu'un tel organe 14 de liaison est utilisé, les tronçons des fils 17 situés à l'intérieur du tube 16 sont légèrement espacés de la surface interne de ce dernier, cet espacement augmentant progressivement d'une première extrémité du tube 16 vers le centre, puis diminuant progressivement du centre vers l'autre extrémité. Par conséquent, le passage délimité dans le tube 16 par les fils 17 présente son plus faible diamètre au centre du tube.Ce diamètre est déterminé de manière à être légèrement inférieur au diamètre des fibres optiques, de sorte qu'à 11 insertion des extrémités de ces fibres dans les organes 14 de liaison, les tronçons intermédiaires des fils 17 sont repoussés vers l'extérieur et vers la paroi du tube 16, et que les fils enserrent les fibres 15 et les alignent ainsi dans les organes 14 de liaison. Il est nécessaire de placer avec précision les extremités des fibres optiques au foyer des lentilles 13. A cet effet, deux courts tronçons 20 de fibres optiques, dont les dimensions et les caractéristiques optiques sont sensiblement identiques à celles des fibres 15, sont montés dans les organes 14 de liaison. Ces tronçons 20 sont disposés avec précision dans les organes 14 avant le montage de ces derniers dans le boîtier tubulaire 10, de manière qutune première extrémité des tronçons 20 soit située lon gitudinalement au centre des organes de liaison,et que l'autre extrémité de ces tronçons 20 fasse saillie à une extrémité des organes de liaison sur la distance souhaitée. Les tronçons 20 de fibres sont fixés à l'aide drun adhésif à base de résine époxy. Les organes 14 de liaison sont ensuite introduits dans les extrémités correspondantes des parties 11 et 12 du boîtier, ces extrémités étant éloignées des lentilles 13 et ensuite rabattues afin de maintenir les organes 14 dans les parties du boîtier de manière -que les secondes extrémités ou extrémités en saillie des tronçons 20 de fibres soient placées au foyer des lentilles 13. Lorsqu'il est nécessaire de relier deux fibres optiques 15, il suffit d'introduire les extrémités de ces fibres dans les organes 14 de liaison correspondants jusqu'à ce qu'elles portent contre les extrémités des tronçons 20 de fibres avec lesquels elles forment des jonctions en bout. il en résulte une simplification considérable du montage des fibres 15. Ces fibres 15 sont fixées dans les organes 14 de liaison à l'aide d'un adhésif à base de résine époxy. Afin d'obtenir le degré souhaité de liaison entre les fibres 15, il peut être nécessaire que les extrémités des tronçons 20 de fibres soient hautement polies. Dans ce cas, le polissage des extrémités des tronçons 20 est effectué avant le montage de ces derniers dans les organes 14 de liaison. Les extrémités des fibres 15 sont revetues d'un fluide présentant les caractéristiques optiques souhaitées, de manière à réaliser une liaison optique maximale entre ces fibres et les tronçons 20 avant que lesdites fibres 15 soient introduites dans les organes 14 de liaison. Il est avantageux que le fluide réalise également une liaison adhésive entre les extrémités des fibres 15 et celles des tronçons 20. Les fibres uniques 15 sont d'un très faible diamètre et, afin de faciliter leur introduction dans les organes 14 de liaison, ces derniers peuvent présenter des trous coniques destinés à itinsertion des extrémités des fibres La figure 4 représente un tel organe de liaison dans lequel la bague 18 située à ltextremité d'introduction de la fibre 15 est remplacée par une pièce 32 en métal ou an matière plastique, comportant une partie annulaire 33 qui bride les extrémités-des fils 17 sur le tube 16, et une partie 34 qui fait saillie à l'extrémité de ce tube 16 et qui présente un trou conique destiné à recevoir l'extrémité d'une fibre 15. Il est évident qu'il peut être nécessaire de serrer fermement les extrémités des fibres 15 afin d'empêcher leur retrait des organes 14 de liaison et, par conséquent, afin de maintenir la Jonction bout à bout de ces fibres et des tronçons 20. Les figures 5 et 6 représentent une variante du raccord selon l'invention oonçue à cet effet et dans laquelle les parties il et 12 du boîtier 10 sont disposées dans des manchons 35 en ma tière plastique thermorétractable, ayant la forme représentée sur la figure 5 de manière à présenter des trous coniques 36 par lesquels es extrémités des fibres 15 peuvent être introduites.Lorsque les manchons 35 sont chauffés, ils se rétractent, comme représenté sur la figure 6, de manière à serrer étroitement les parties il et 12 et les extrémités des fibres 15 afin d'empêcheur le retrait de ces dernières des organes 14 de liaison. Les--manchons 35 sont enfilés sur les fibres 15 avant leur introduction dans les organes 14 de liaison, puis ils sont ensuite glissés sur les extrémités des parties il et 12 avant d'être rétractés à chaud. D'autres formes de réalisation selon l'invention peuvent astre mises en oeuvre pour empêcher le retrait des fibres 15. Par exemple, les bagues 18 (figure 2) montées sur les extrémités des organes 14 de liaison peuvent, pour l'insertion des fibres 15, comporter des pièces filetées d'extrémité (non représentées) comportant des paires de saillies diamétralement opposées dont les extrémités libres délimitent une ouverture conique par laquelle les extrémités des fibres 15 peuvent etre introduites dans les organes 14 de liaison.Chaque pièce d'extrémité porte un écrou qui, Lorsqu'il est vissé sur cette pièce, exerce une force sur les saillies pour appliquer leurs extrémités libres contre l'extrémité de la fibre afin qu'elles serrent cette dernière et empechent son retrait de ltorgane 14 de liaison. Les raccords peuvent également comporter des boîtiers de diverses autres-fogmes. Par exemple, le boîtier peut se présenter comme montré sur la figure 7. Dans ce cas, les organes 14 de liaison sont montés dans des tronçons extremes effilés 36 des parties 11 et 12 du bottier. Ce dernier peut être réalisé en matière plastique, auquel cas les lentilles 13 et les organes 14 de liaison sont moulés comme noyaux dans les parties il et 12. La figure 8 représente une forme de réalisation du raccordfselon l'invention, analogue à celle de la figure 1, sauf qu'elle comporte des lentilles plan-convexes 21 à la place de lentilles biconvexes. Ces lentilles 21 sont moulées en matière plastique, par exemple en résine acrylique, et elles présentent ies alvéoles 23 dans lesquels les tronçons 20 de fibres sont logés de manière qu'une extrémité de ces tronçons soit située au foyer de chaque lentille. Il est apparu que dans le cas où les fibres 15 sont introduites dans les alvéoles 23, elles ne sont pas toujours em boités étroitement dans ces alvéoles et ne sont donc pas toujours placées avec précision au foyer des lentilles 21. En effet, pour toute dimension donnée de fibres optiques, le diamètre extérieur de ces fibres; peut varier considérablement d'une fibre à l'autre. Il est nécessaire de réaliser dans les lentilles 21 des alvéoles pouvant loger des fibres de diamètre maximal et, par conséquent, lorsque dvess-fibres ayant un diamètre extérieur relativement faible sont introduites dans les lentilles 21, il peut être difficile d'aligner avec précision les extrémités de ces fibres dans les lentilles et de les placer au foyer de ces dernières. Cette difficulté est éliminée par la présence des organes 14 de liaison et par le montage précis des fibres courtes 20 dans les lentilles 21 pendant la fabrication du raccord. Il est avantageux que les fibres choisies pour les tronçons courts 20 aient un diamètre-axtêrieur maximal de manière qutelles s'emboîtent étroitement dans les alvéoles 23.Dans ce cas, les tronçons 20-peuvent être introduits sur moins de la moitié de leur longueur dans une extrémité des organes 14 de liaison, de manière que des fibres 15, de diamètre extérieur minimal et introduites dans les autres extrémités des organes de liaison, soient serrées par les fils flexibles 17 et conve iblement alignées sur les fibres courtes 20 à l'intérieur desdits organes de liaison. Beg fibres 20 sont fixées dans les lentilles 21 à l'aide dtun adhvesif présentant les caractéristiques optiques sou hantées. le boîtier 10 représenté sur la figure 8 comporte des manchons 22 ~destinés à recevoir les fibres 15~et dont les trous sont coniques afin de faciliter l'insertion de ces fibres 15 dans les organes 14 de liaison. Après que les fibres 15 ont été intro duits dans les organes 14, les manchons 22 sont sertis sur lesdites fibres, Comme mentionné précédemment, les extrémités des fibres introduites dans les organes 14 de liaison sont fixées par adhésif aux fibres courtes 20. il Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au raccord décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple2 les fibres optiques uniques 15 et les tronçons Z0, également constitués chacun dtune seule fibre, peuvént être remplacés par d'autres guides d'ondes lumineuses ou par des faisceaux de fibres optiques. De plus, le raccord peut être utilisé pour relier une fibre optique à un dispositif photosensible plutôt qu'à une autre fibre optique. REVENDICATIONS 1. Terminaison de guide d'ondes lumineuses, comprenant un organe de liaison qui présente une ouverture longitudinale dans laquelle une extrémité d'un guide d'ondes lumineuses peut être fixée, une lentille qui assure la transmission de la lumière arrivant d'une extrémité du guide d'ondes, et un boîtier dans lequel l'organe de-liaison et la lentille sont montés, la terminaison étant caractérisée en ce qu'elle comporte un élément optique allongé (20) monté dans l'organe de liaison et destiné à relier optiquement un guide d'ondes lumineuses (15) à la lentille (13 ou 21), une première extrémité de élément optique (20) pénétrant partiellement dans l'organe de liaison, et son autre extrémité étant placée au foyer e la lentille (13 ou 21), l'organe de liaison comprenant des éléments allongés et flexibles (17) qui maintiennent ladite première extrémité de l'élément optique (20) en alignement sur ladite extrémité d'un guide (15) d'ondes lumineuses. 2. Terminaison selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'axe longinal de ladite ouverture passe par le foyer de la lentille (13 ou 21). 3. Terminaison selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la seconde extrémité de l'élément optique (20) fait saillie de l'organe de liaison. 4. Terminaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments allongés et flex-ibles (17) portent élastiquement contre l'élément opti que (20). ~ 5. Terminaison selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'organe de liaison comprend un corps tubulaire (16) sur lequel les éléments allongés (17) sont montés et qu'ils traversent longftudinalement, ces éléments allongés et flexibles (17) étant espacés sur-le pourtour du corps (16). 6. Terminaison selon la revendication 5, caractérisée en ce que les extrémités de chacun des éléments allongés et flexibles (17) sont décalées l'une par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal du corps tubulaire (16). 7. Terminaison selon la revendication 6, caractérisée en ce que les extrémités de chacun des éléments allongés et flexibles (17) sont décalées dans le même sens autour de ltaxe longitudinal du corps tubulaire (16). 8. Terminaison selon la revendication 7, caractérisée en ce que les éléments allongés et flexibles (17) sont parallèles entre eux. 9. Terminaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments allongés et flexibles (17) ont une section droite circulaire. 10. Terminaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments allongés et flexibles (17) sont en métal. 11. Terminaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la lentille est une lentille biconvexe (13). 12. Terminaison selon llune quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la lentille est une lentille plan-convexe (21).- 17. Terminaison selon la revendication 12, caractérisée en-ce que la seconde extrémité de l'élément optique allongé (20) pénètre dans un alvéole (23) de la lentille plan-convexe (21) 14. Terminaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément optique allongé (20) comprend une fibre optique. 15. Terminaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément de fixation (22 ou 75) destiné à porter contre une extrémité du guide d'ondes lumineuses (15) pour le bloquer dans l'organe de liaison. 16. Terminaison selon ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un guide (15) d'ondes lumineuses fixé dans ltorgane de liaison et joint en bout à l'élément optique allongé (20). 17. Raccord de deux guides d'ondes lumineuses, caractérisé en ce qu'il çomporte deux terminaisons selon l'une quelconque des revendications précédentes.