Brevet FR2380568A1 — publié le 19780908

L'invention concerne un commutateur optique. Elle est utilisable en particulier dans les industries de l'électronique et dans les telecommuni- cations. Les moyens de commutation utilises dans les télécommunications sont très nonlbreux, car lls iepuiiJ#iit à de5 util sat Gns diverses. La gamme des car#ct#- ristiques importantes pour une utilisation donne est très vaste. On peut citer par exemple les faibles dimensions, la légèreté, l'insensibilité aux parasites électromagnétiques, l'absence de diaphonie, l'isolement électrique entre entrée et sortie, la faible puissance de commande et de maintien, la largeur de bande passante transmise, les possibilités d'implantation sur cartes de circuits imprimés et de fabrication automatique. Le but de l'invention est de réaliser un commutateur ayant des bonnes ca ractéristiques dans toute la gamme indiquée ci-dessus, en particulier une large bande passante de transmission, permettant un excellent isolement électrique et évitant toute diaphonie entre conducteurs. L'invention a pour objet un commutateur optique pour la commutation d'un faisceau lumineux parcourant une fibre optique amont, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, - une fibre optique aval ayant une extrémité d'entrée, - la fibre optique amont ayant une extrémité de sortie, - et des moyens de commande pour déformer élastiquement l'une des deux dites fibres en déplaçant l'une des deux dites extrémités et en lui faisant occuper alternativement une position dans laqelle ces deux extrémités sont alignées pour que le faisceau 1#jn#naux sortant de la fibre amont pénètre la fibre aval, et une autre position dans laquelle ce faisceau ne pénètre pas dans la fibre aval. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de commande peuvent comporter un relais dont la palette porte l'une des deux dites extrémités de fibres, qui est une extrémité mobile, et appartient à une fibre déformable, l'autre dite extrémité étant une extrémité fixe et appartenant à une fibre fixe. Selon une autre caractéristique de l'invention, le relais peut comporter une plaque ferromagnétique commune déformable élastiquement et découpée de manière à former une armature fixe, et une lame dont une première extrémité est en continuité avec cette armature, la deuxième extrémité de cette lame étant libre et constituant la palette du relais, une bobine de commande étant prévue pour placer cette palette tantôt dans une position rapprochée de l'armature tantôt dans une position éloignée, la fibre déformable étant fixée sur la lame sur toute une partie extrême de sa longueur comprenant l'extrémité mobile de manière à suivre les déformations de cette lame, la fibre fixe étant fixée sur l'armature. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description d'une forme de réalisation de l'invention donnée à simple titre d'exemple, et des dessins annexés qui représentent - la figure 1 représente une vue en plan d'un commutateur suivant l'invention, les fibres optiques étant enlevées. - les figures 2 et 3 représentent des vues de profil et en coupe transversale du relais de la figure 1. - la figure 4 montre an perspective le commutateur optique de la figure 1, muni de ses fibres optiques. - la figure 5 représente un circuit de commutation électrique comportant deux commutateurs optiques. - la figure 6 représente une vue de cté d'un aiguilleur constituant un commutateur selon l'invention. Les exemples décrits comportent un relais à guides optiques, c'est-à-dire un relais dans lequel le mouvement de la palette permet d'interrompre nécaniquement un guide optique ou un faisceau de guides constitués de fibres optiques. Ce relais est réalisé par découpage d'une plaque de tle ferromagnétique. Il comporte (figure 11 une armature qui a la forme d'une bande disposée selon les quatre côtés d'un parcours rectangulaire (1). Une palette 3 est disposée dans le rectangle intérieur parallèlement au grand cté de celui-ci. Elle est solidaire de l'armature à l'une de ses extrémités 2 tandis que l'autre extrémité vient affleurer le coté opposé du rectangle formé par l'armature de manière à laisser un faible entrefer 4. Cette palette constitue la palette mobile du relais. -ns l'appli#at-#on décrite ici une bobine 5 est fixée sur la palette. Celle-ci est préformée de manière à ce que l'extrémité libre soit légèrement écartée du plan de l'armature en l'absence d'attraction magnétique (figure 23. Lorsque la bobine 5 reçoit du générateur de commande 5' une impulsion positive, les lignes du champ magnétique créées se referment par l'armature, l'entrefer et la palette, et celle-ci est attirée dans le plan de l'armature. Le maintien du relais en position travail est alors assuré par un aimant permanent 8 aimanté parallèlement au grand cté du rectangle et placé en regard de l'extrémité 3 de la palette et de l'entrefer 4. Les commandes de mise au travail et de retour au repos du relais sont effectuées par l'envoi d'impulsions respectivement positives et négatives de faible énergie et de courte durée. Lorsque le relais vient en position de travail, le déplacement de la palette est limité par une pièce de butée 3' fixée à l'armature 1 et portant l'aimant 8. La fonction de cette pièce est d'assurer une position bien déterminée à la palette par rapport à l'armature. Comme représenté à la figure 4, chaque guide optique comporte une fibre optique amont mobile et une fibre optique aval fixe réalisées sous la forme de deux parties 6 et 7 d'une même fibre optique de départ fixées sur la palette et sur l'armature. La fibre optique de départ a été collée sur la palette et sur l'armature lorsque le relais était en position de travail, puis elle a été sciée sensiblement au niveau de l'entrefer de telle sorte que la partie 7 soit fixée sur l'armature en regard de la partie 6 fixée sur la palette. Lorsque le relais est au repos, les fibres 6 et 7 sont décalées, de sorte que le flux lumineux provenant par exemple de la fibre amont 6 n'est pas transmis à la fibre aval 7. Lorsque le relais revient dans sa position de travail, les deux fibres reviennent dans le prplongament l'une de l'autre. L'espacement entre les deux surfaces d'extrémité est très réduit, par exemple inférieur à 0,1 mm, de manière que l'affaiblissement do au commutateur soit peu important. Une application intéressante de l'invention concerne la commutation de courants électriques analogiques, en particulier de courants à fréquence élevée. Pour cela les courants entrants sont reçus par des émetteurs optoélectroniques 9 tels que des diodes électroluminescentes ou des lasers à semi-conducteurs, transformant ces courants en faisceaux lumineux modulés à l'entrée des guides optiques. En sortie des récepteurs 10 tels que des phototransistors permettent la conversion inverse. Le dispositif réalise un isolement électrique total entre entrées et sorties, et la diaphonie entre conducteurs est inexistante. Un dispositif tel que celui qui vient d'être décrit permet notamment de réaliser des circuits complexes empruntant un grand nombre de points de connexion. I1 e5L dU2s ntageL; d'effectuer directement la connexion des fibres concernant les différents chemins possibles, de manière à n'utiliser les convertisseurs optoélectroniques qu'au niveau des entrées et des sorties du circuit. Il est en effet connu de faire suivre aux guides optiques un traé présentant des courbures de faible rayon, par exemple de 1 cm, de manière à joindra les différents points de connexion comme représenté sur la figure 5. Un tel circuit peut être implanté sur une carte support en métal ferromagnétique. En effet il est connu de réaliser des circuits imprimés sur cartes métalliques recouvertes d'un plastifiant, le circuit étant déposé sur le plastifiant. On peut réaliser des circuits multicouches avec plusieurs couches de plastifiant. Dans le circuit représenté figure 5, les armatures et les palettes des divers relais sont formés par découpage d'une mame plaque métallique Il dans laquelle sont découpées les fenêtres pour le passage des bobines et les entrefers. Les guides optiques peuvent etre collées sur le support suivant un tracé quelconque. Les guides étant de très faible diamètre on peut sans inconvénient juxtaposer plusieurs couches de guides. D'autre part étant donné leur faible poids, une palette de relais peut commuter un faisceau de guides de grande capacité. Un tel commutateur peut également réaliser des aiguillages comme indiqué sur la figure 6. Pour cela la fibre fixe 7 d'un ou de plusieurs guides peut outre doublée par une seconde fibre fixe 12 de sorte que par exemple au repos du relais la fibre mobile (s) soit en face de la seconde fibre fixe 12 et au travail du relais en face de la première fibre fixe 7. Bien entendu on pourrait doubler les fibres mobiles. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à la réalisatior décrite. En effet il est par exemple possible de réaliser des dispositifs techniquement équivalents en modifiant la forme et la nature des moyens électromagnétiques qui commandent les déplacements des fibres mobiles. REVENDICATIONS 1/ Commutateur optique pour la commutation d'un faisceau lumineux parcourant une fibre optique amont, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre - une fibre optique aval ayant une extrémité d'entrée, - la fibre optique anuni dydht utie extrémité de sortie, - et des moyens de commande pour déformer élastiquement l'une des deux dites fibres en déplaçant l'une des deux dites extrémités et en lui faisant occuper alternativement une position dans laquelle ces deux extrémités sont alignées pour que le faisceau lumineux sortant de la fibre amont pénètre la fibre aval, et une autre position dans laquelle ce faisceau ne pénètre pas dans la fibre aval. 2/ Commutateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande comportent un relais électromécanique dont la palette porte l'une des deux dites extrémités de fibres, qui est une extrémité mobile, et appartient à une fibre déformable, l'autre dite extrémité étant une extrémité fixe et appartenant à une fibre fixe. 3/ Commutateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit relais comporte une plaque ferromagnétique commune déformable élastiquement et découpée de manière à former une armature fixe, et une lame dont une première extrémité est en continuité avec cette armature, la deuxième extrémité de cette lame étant libre et constituant la palette du relais, une bobine de commande étant prévue pour placer cette palette tantôt dans une position rapprochée de l'armature, tantôt dans une position éloignée, la fibre déformable étant fixée sur la lame sur toute Lre Partie extrême de sa longueur comprenant l'extrémité mobile de manière à suivre les déformations de cette lame, la fibre fixe étant fixée sur l'armature. 4/ Commutateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite partie extrême de la longueur de la fibre déformable est collée sur la lame la fibre fixée étant collée sur l'armature. 5/ Commutateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de butée pour limiter le déplacement de la palette. 6/ Commutateur optique suivant la revendication 1 pour la réalisation d'aiguillage caractérisé par le fait que l'une des parties des guides optiques constitués par fibres est doublée d'un guide parallèle de telle manière que chacune des deux dites positions assure un trajet différent du faisceau lumineux traversant la partie non doublée. 7/ Commutateur optique suivant la revendication 1 pour la commutation de courants électriques caractérisé par le fait qu'il comporte des émetteurs optoélectroniques recevant les courants à commuter, émettant un faisceau lumineux dans la fibre optique amont, tandis que la fibre optique aval est reliée à un récepteur optoélectronique restituant en sortie les courants électriques. B/ Commutateur optique suivant la revendication 7 permettant la réalisation de circuits cdiportant plusieurs commutateurs, caractérisé par le fait que les dispositifs optoélectroniques sont disposés aux entrées et aux sorties desdits circuits, les liaisons internes aux circuits étant réalisées directement par les fibres optiques suivant le tracé des circuits. 9/ Commutateur optique suivant la revendication 8 caractérisé par le fait qu'un circuit est implanté sur une carte métallique ferromagnétique dans laquelle sont découpés les fen8tres et entrefers de tous les relais dudit circuit, et sur laquelle sont collées les fibres optiques.