Brevet FR2422945A1 — publié le 19791109

L'invention concerne une méthode de sondage pour fibres optiques. Une telle méthode peut notamment permettre de détecter la présence d'une cassure dans une fibre de grande longueur à partir d'une extrémité accessible de cette fibre, et de déterminer l'éloignement de cette cassure sur la fibre. Elle peut aussi permettre d'étudier les caractéristiques de transmission de la fibre sur une certaine longueur de celle-ci. Dans les deux cas on envoie une lumière "incidente" dans une extrémité de la fibre et on mesure la lumière renvoyée vers cette mne extrémité par les défauts ou la cassure de la fibre. Plus particulièrement, dans le cas où l'on veut connaître la distance d'une cassure, on envoie dans la fibre une impulsion lumineuse "incidente" et on mesure le temps qui s'écoule jusqu'au retour d'une impulsion renvoyée qui résulte de la réflexion de l'impulsion incidente sur la cassure. Les fibres à étudier sont généralement des fibres multimodes. Des sondes du type précédemment exposé sont décrites notamment dans les publications suivantes - "Location of imperfections in optical glass-fibre wave guides", J. Gutmann and 0. Krumpholt-, (Electronics letters, 15th May, 1975, vol. 11, NO 10). - "Photon Probe, An optical fiber time domain reflectometer", S.D. Personick (The Bell System Technical Journal, Vol. 56, NO 3, March 1977). - "Backscattering technique for investigating attenuation characteristics 0f optical fibres : a new experimental approcah", B. Costa and B. Sordo (CSELT Rapporti tecnici, vol V, NO 1, Marzo 19773. Ces documents décrivent une méthode de sondage pour fibres optiques selon laquelle on utilise - un émetteur pour émettre une lumière incidente, - un coupleur optique pour envoyer cette lumière incidente sur une extrémité d'une fibre optique de manière que cette lumière y pénètre et s'y propage et qu'une partie de cette lumière soit renvoyée en arrière vers la morne extrémité de la fibre et vers le coupleur par les défauts présentés dans la longueur de la fibre, ce coupleur envoyant cette lumière renvoyée dans une direction autre que celle de l'émetteur. - et un récepteur de lumière disposé de manière à recevoir cette lumière renvoyée en provenance du coupleur. Le coupleur de cette sonde est constitué par une lame semi réfléchissante qui permet le passage de la lumière incidente vers l'extrémité de la fibre, et qui réfléchit vers le récepteur une partie de la lumière renvoyée par la fibre. L'émetteur est constitué par une diode laser qui fournit une impulsion lumineuse incidente brève et fortement polarisée linéairement. Cette méthode connue présente l1 inconvénient que le récepteur reçoit non seulement la lumière renvoyée par les défauts de la fibre, mais aussi la lumière beaucoup plus intense qui résulte de la réflection partielle de l'impulsion incidente sur l'extrémité de la fibre. Cette lumière peut provoquer la saturation du récepteur ou des circuits électroniques de mesure. Cet inconvénient est d'autant plus grand que la fibre étudiée est plus longue, c'est-à-dire que la lumière renvoyée par les défauts de la fibre peut être plus faible par rapport à la lumière incidente. Il peut être atténué en diminuant la réflexion sur l'extrémité de la fibre par immersion de cette extrémité dans un liquide d'indice optique convenable, et en bloquant les circuits électroniques pendant un court instant après l'émission de l'impulsion incidente (en anglais "gating of the front face echo"). Il peut également être atténué en protégeant le récepteur par un analyseur de polarisation disposé de manière à arrêter la lumière qui a été réfléchie sur l'extrémité de la fibre et qui a conservé sa polarisation. Dans tous les cas il en résulte une complication de la méthode. La présente invention a pour but une méthode de sondage pour fibres optiques d'une mise en oeuvre particulièrement simple. Elle a pour objet une méthode de sondage pour fibres optiques selon laquelle on utilise - un émetteur pour émettre une lumière incidente, - un coupleur optique pour envoyer cette lumière incidente sur une face d'extrémité d'une fibre optique de manière que cette lumière pénètre dans cette fibre et sty propage et qu'une partie de cette lumière soit renvoyée en arrière vers la mne extrémité de la fibre et vers le coupleur par les défauts présents dans la longueur de la fibre, ce coupleur envoyant cette lumière renvoyée dans une direction autre que celle de l'émetteur, - et un récepteur de lumière disposé de manière à recevoir cette lumière renvoyée en provenance du coupleur, caractérisé par le fait que précédemment à l'émission de la lumière incidente, on agit sur une extrémité de la fibre pour rendre oblique ladite face d'extrémité de telle sorte que la partie de la lumière incidente réfléchie sur cette face soit envoyée par le coupleur en dehors du récepteur. L'invention permet d'éliminer presque complètement la lumière réfléchie par la face avant de la fibre ctest-à-dire la face d'extrémité qui reçoit la lumière incidente. A l'aide des figures schématiques ci-jointes, on va décrire ci-après à titre non limitatif, comment l'invention peut être mise en oeuvre. Il doit être compris que les éléments décrits et représentés peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, etre remplacés par d'autres éléments assurant les myes fonctions techniques. La figure 1 représente un schéma par blocs d'une sonde selon un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe diamétrale d' une extrémité de fibre optique munie d'un embout selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La sonde représentée sur la figure 1 est un échomètre, c'est-à-dire qu'elle est essentiellement destinée à mesurer la distance d'une cassure de la fibre1 à partir d'une extrémité de la fibre, cette distance étant bien entendu mesurée le long de la fibre. Cette sonde comporte un émetteur 2 constitué par une diode laser émettant sur 9000 A une impulsion de lumière "incidente" sous l'action d'une impulsion d'alimentation électrique fournie par un générateur 4 lui-mrne commandé par un circuit pilote 6. Cette impulsion est transformée en faisceau parallèle par un objectif d'injection 8 et traverse un coupleur constitué par une lame semi transparente 10 inclinée à 450. Elle est ensuite focalisée par un objectif de focalisation 12 sur la face "avant" 14 d'une extrémité accessible d'une fibre optique multimode 16 qui doit être étudiée, c'est-à-dire ici qui peut comporter une cassure à une distance à déterminer à partir de la face avant 14. Cette impulsion incidente est partiellement réfléchie par cette face avant et partiellement injectée dans la fibre. La partie injectée se propage dans la fibre 16.Lorsqu'elle rencontre une cassure de la fibre elle est réfléchie par cette cassure et renvoyée vers la face avant 14 L'impulsion ainsi renvoyée par la cassure et l'impulsion réfléchie par la face avant 14 se dirigent vers l'objectif 12 qui leur redonne la forme de faisceaux parallèles. Ceuxci sont partiellement réfléchis sur la lame semi-transparente 10 et focalisés par un objectif de réception 20 qui dirige l'impulsion renvoyée sur un récepteur 22. Ce dernier est constitué par une photodiode à avalanche convenablement polarisée électriquement (en anglais "electrically biased") et munie d'un circuit amplificateur. Le signal de sortie de ce dernier est envoyé sur un circuit de mesure de temps 24 qui reçoit par ailleurs l'impulsion du circuit pilote 6, et mesure l'intervalle de temps qui s' est écoulé à partir de cette impulsion du circuit pilote. Cet intervalle de temps constitue une mesure de la distance de la cassure dans la fibre 16 à partir de la face avant 14. Conformément à l'invention la face avant 14 a été préalablement réalisée par clivage oblique de l'extrémité de la fibre 16. Un tel clivage oblique peut etre réalisé en disposant la fibre obliquement par rapport au bord d'une table rigide, en la fléchissant sur ce bord, et en amorçant le clivage par un couteau parallèle au bord de la table, constituée par exemple d'acier dur. La partie de l'impulsion incidente quelle réfléchit est représentée en traits tiretés sur la figure 1 et suit un trajet légèrement différent de celui de la lumière renvoyée. Plus précisément l'objectif de focalisation 12, la lame semi transparente 10 et l'objectif de réception 20 la dirigent vers un piège à lumière 18 disposé de manière à éviter toute diffusion vers le récepteur 22. La méthode qui vient d'être décrite présente l'avantage d'une grande simplicité. Mais il est bien entendu également possible, selon un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention, de ne pas casser l'extrémité de la fibre 16, et de la munir d'un embout 30 dont la face avant est oblique et est constituée par une lame de verre 32 de même indice que le coeur de la fibre 16. Cet embout n'est transparent qu'en regard de ce coeur grâce à un diaphragme noir 34. Un liquide de même indice occupe l'intervalle entre cette lame de verre et l'extrémite 36 de la fibre. La mise en oeuvre de la méthode est ensuite la même que dans le premier mode. REVENDICATIONS 1/ Méthode de sondage pour fibres optiques selon laquelle on utilise - un émetteur (2) pour émettre une lumière incidente, - un coupleur optique (10) pour envoyer cette lumière incidente sur une face d'extrémité (14) d'une fibre optique (16) de manière que cette lumière pénètre dans cette fibre et sty propage et qu'unie partie de cette lumière soit renvoyée en arrière vers la même extrémité de la fibre et vers le coupleur par les défauts présents dans la longueur de la fibre, ce coupleur envoyant cette lumière renvoyée dans une direction autre que celle de 1 'émet- teur (2) , - et un récepteur de lumière (22) disposé de manière à recevoir cette lumière renvoyée en provenance du coupleur (10), caractérisépar le fait que précédemment à l'émission de la lumière incidente, on agit sur une extrémité de la fibre pour rendre ladite face d'extrémité oblique de telle sorte que la partie de la lumière incidente réfléchie sur cette face soit envoyée par le coupleur (10) en dehors du récepteur (22). 2/ Méthode de sondage pour fibres optiques selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'on dispose un piège à lumière (18) sur le trajet de la lumière incidente réfléchie sur ladite face d'extrémité oblique (14). 3/ Méthode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite face d'extrémité (14) est rendue oblique par un clivage oblique de l'extrémité de la fibre (16). 4/ Méthode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite face d'extremité est rendue oblique en la constituant par une lame de verre oblique (32) portée par un embout (30), cette lame présentant le même indice optique que le coeur de la fibre et étant raccordée à ce coeur par un liquide de même indice.