Brevet FR2426919A1 — publié le 19791221

La présente invention se rapporte aux dispositifs permettant de coupler un ensemble de sources lu-~nelses à une fibre optique multimode. De tels dispositifs sont particulièrement utiles dans le domaine des liaisons optiques par fibre où il est souvent nécessaire de raccorder plusieurs guetteurs sur une seule liaison. Il est connu d'utiliser pour cela des dispositifs complexes comprenant par exemple des miroirs ou des réseaux. Un tel dispositif est par exemple décrit dans le brevet français N 2 258 751 délivré à la demanderesse le 19/9/1975 sur la base d'un dépôt effectué le 18/1/1974. Ces dispositifs sont toutefois volumineux et fragiles. Dans "Technical digest of 1977 International Conference on integrated optics and optical fiber comnunication publié à ToJ-yo, Y. Nause, Y. Yamamoto, T. Kamilan et Y. Yanal ont publié un article intitulé : "Performance of single mode fiber couplers and power dividers using tapered structures". Dans cet article on décrit une méthode permettant de raccorder deux fibres optiques en amincissant les extrémités de ces fibres selon deux cônes d'angle au sommet très faible. Ces cygnes sont mis en contact selon deux génératrices et la lumière qui se propage de manière guidée dans la fibre émettrice passe dans la fibre réceptrice où elle continue de se propager de manière guidée. Les pertes d'insertion d'un tel dispositif sont faibles. Selon l'invention pour raccorder un ensemble de fibres optiques monomodes, chacune excitée par une source lumineuse distincte, à une fibre optique multimode unique, on amincit les extrémités des fibres monomodes selon des cônes d'agile au sommet très faible et on les met au contact du coeur de la fibre multimode. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif et faite enregard des figures annexées qui représentent - la figure 1, un graphique des constantes de propagation sur une fibre monomode amincie et sur une fibre multimode ; - la figure 2, une coupe longitudinale du raccord entre une fibre monomode et une fibre multimode ; - la figure 3, une coupe transversale du raccord entre quatre fibres monomodes et une fibre multimode ; - la figure 4, un dispo-sitif permettant de coupler trois lasers sur une seule fibre multimode. On a représenté sur la figure 1 le graphique des constantes de propagations C en fonction de la longueur l pour une fibre monomode amincie selon la technique de Naruse (1), et pour une fibre multimode normale (2). La fibre multimode ne présente pas - par définition même une valeur unique de la constante de propagation, mais une multitude de valeurs comprises dans une bande hachurée limitée par les valeurs C1 et C2. La fibre monomode présente une constante de propagation de valeur C3 tout le long de sa partie non usinée. Cette constante diminue jusqu'à une valeur C4 entre les points 11 et 12 co:.'respo- dan à l'amincissement en cône. En supposant que les génératrices de ce cône soient des droites, la courbe représentant la constante de propagation décroit de manière linéaire comme sur la figure. On constate sur la figure qutil y a toute une zone où la constante de propagation de la Sibre anonomode prend successivei ent l'ensemble des valeurs des constantes de propagation de la fibre multimode. L'énergie lumineuse transmise sur la fibre monomode peut ainsi passer de celle-ci dans-la fibre multimode avec un très ben rendement aui peut attendre 95%. Sur la vue en coupe de la figure 2 on voit une fibre monomode comprenant un coeur I et une gaine 2, raccordée à une fibre multimode comprenant un coeur 3 et une gaine 4. La fibre monomode a été amincie en forme de cône d'angle au sommet très faible. Les résultats les meilleurs sont obtenus pour une pente des flancs de ce cône comprise entre 1/2000 et 1/5000. Pour obtenir ce cône différents procédés sont utilisables. Un premier procédé consiste par exemple à faire plonger progressivement selon un mouvement lent et régulier l'extrémité de la fibre dans un bain d'acide fluorhydrique. La durée de l'attaque par l'acide étant de plus en plus courte au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité, on obtient automatiquement la forme en pointe désirée. Un autre procédé consiste à ramollir la fibre par la chaleur et à l'étirer jusqu'à rupture. Pour obtenir un bon couplage on a enlevé une partie de la gaine de la fibre multimode, par attaque ménagée à l'acide fluorhydrique par exemple. Il est préférable de prolonger l'attaque jusqu'à dénuder totalement le coeur, mais il ne faut pas amincir celui-ci et c'est la raison pour laquelle dans l'exemple illustré en figure 2 on a laissé subsister une faible épaisseur de la gaine, ce qui n'entraine qutune atténuation supplémentaire de quelques pour cents. La fibre multimode étant plus grosse que les fibres monomodes permet de raccorder plusieurs fibres monomcdes selon une disposition en couronne représentéeen figure 3 3Ù l'on voit quatre fibres monomodes F1 à F4 raccordées sur une fibre multimode FM. Après mise en place des fibres monomodes sur la fibre multimode on solidarise le tout soit par collage, soit par fusion. Ceci permet de multiplexer sur une même fibre multimode des signaux lumineux émis par plusieurs sources distinctes. Si ces sources ont la même longueur d'onde il faut pour pouvoir séparer à la réception les signaux provenant des sources utiliser un multiplexage temporel. L'intéret principaI est toutefois d'utiliser des sources de longueurs d'ondes - c'est-à-dire de couleurs - distinctes qui fonctionneront simultanément. En procédant à un filtrage simple à l'autre extrémité de la fibre multimode on séparera alors les signaux reçus. Un tel dispositif est représenté en figure 4 où l'on voit trois lasers mono chromatiques L1, L2, L3 émettant des rayonnements lumineux de longueurs d'ondes distinctes. Ces lasers sont couplés aux fibres monomodes F1, F2, F3 qui sont connectées selon l'invention à une fibre multimode FM. On augmente ainsi de manière très simple la capacité de la liaison sur la fibre FM par un multiplexage en fréquence. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant de coupler un ,ensemble de sources lumineuses à une fibre optique multimode, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de fibres optiques monomodes amincies en forme de cône à l'une de leurs extrémités ; les sources lumi- neuses étant couplées respectivement aux autres extrémités des fibres monomodes, et les extrémités côniques étant fixées en couronne autour de l'extrémité de la fibre multimode. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre multimode comprend un coeur entouré d'une gaine, et que cette gaine est supprimée au moins en partie à ltemplace- ment de fixation des fibres monomodes. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pente des parons des extrémités côniques est comprise encre 1/2000 et 1/5000. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque source lumineuse peut émettre simultanément avec les autres sources des signaux de longueur d'onde différente de celles émises par les autres sources.