Brevet FR2425637A1 — publié le 19791207

La présente invention concerne un procédé pour mesurer l'absorption produite par les fibres optiques FO, où on introduit un signal lumineux dans la fibre optique à mesurer, on enregistre l'intensité lumineuse à la sortie de cette fibre, puis, le procédé d'introduction du signal lumineux restant inchangé, on raccourcit la fibre optique de la valeur de l'éliment à mesurer (c'est-à-dire pratiquement la totalité de longueur de la fibre) on mesure l'intensité lumineuse à la sortie du court élément de fibre restant et on la compare à la première valeur. Avec la mise en oeuvre croissante de fibres optiques dans les techniques de l'information, on voit croire le besoin d'un procédé simple et fiable pour mesurer l'affaiblissement que subit la lumière lorsqu'elle passe dans les différentes fibres optiques. On connaît un procédé pour la mesure de l'absorption des fibres optiques, où: on introduit dans la fibre optique un signal lumineux, enregistre son intensité à la sortie de la fibre optique, raccourcit la fibre optique de la valeur de l'élément à mesurer sans changer le dispositif d'introduction de la lumière, et mesure l'intensité qui sort de l'élément raccourci. Cette deuxième mesure est nécessaire puisque l'on ne dispose pas de dispositif d'introduction de la lumière reproductible, et qu'une seule mesure de l'intensité rayonnée par la source lumineuse ne suffit donc pas pour déterminer l'intensité du rayonnement que l'on a introduit (Bell Laboratoires Record, Nov.1972, pages 303 et suivantes). Ce procédé convient pour être utilisé dans les travaux de recherche et de développement et éventuellement pour le contrôle de réception de marchandises, où le raccourcissement d'une longueur de fibre existante n'a pas particulièrement d'importance. Mais dans de nombreux domaines d'utilisation, l'exécution de ce procédé prend du temps et n'est pas pratique, la précision en particulier n'est pas suffisante pour des mesures portant sur des durées assez longues, du fait du vieillissement de la source lumineuse. L'invention a pour objet de réaliser un procédé du type mentionné ci-dessus qui permette d'obtenir avec une bonne précision des mesures s'étendant même sur une longue durée et qui permette de simplifier son exécution. Cet objectif est atteint, selon l'inventions par ce moyen qu'entre la source lumineuse et le dispositif d'introduction de la lumière dans le fibre a mesurer, on dérive une portion constante de l'énergie lumineuse provenant de la source lumineuse, et on la transforme en une tension d'excitation qui régule l'intensité de la source lumineuse, et en ce que l'enregistrement de l'intensité lumineuse se fait à la sortie de la fibre optique à mesurer, par la mise en circuit d'un élément d'absorption réglable situé entre une photodiode accouplée à la sortie de la fibre optique et un dispositif de mesure de niveau, l'élément d'absorption étant réglé de façon telle que l'on obtient un affichage de O dB sur le dispositif de mesure de niveau Les avantages que l'on peut obtenir de l'invention résident essentiellement en ce que l'énergie de la source lumineuse utilisée peut etre maintenue constante même sur de longues périodes de temps et en ce que l'exécution de la mesure est simplifiée au point que même un personnel à formation accélérée peut l'exécuter. D'autres caractéristiques de l'invention s'énoncent comme suit - entre la source lumineuse et le dispositif d'introduction de la lumière on insère une fibre optique auxiliaire, partiellement meulée à un endroit et rigidement reliée à une photodiode, - comme source lumineuse, on utilise un laser à semi-conducteur, excité, par l'intermédiaire d'un générateur d'impulsions par une source de courant continu influencée par l'intensité lumineuse dérivée à cet endroit, - dans le dispositif de régulation situé entre la photodiode et la source de courant continu, est incorporé un détecteur à valeur de seuil lié à un indicateur et qui réagit lorsque l'intensité lumineuse dérivée à cet endroit devient inférieure à une intensité lumineuse fixée, - l'élément d'absorption réglable peut se régler avec un sélecteur pas-à-pas par pas de lOdB et de façon continue de O à 9,9 dB, le dispositif de mesure de niveau est exécuté avec un affichage numérique et en ce que la position 10 dB de l'affichage numérique, lors de la deuxième mesure de la fibre optique (raccourcie) est commandée par le déplacement du sélecteur pas-à-pas de l'élément d'absorption, - la commande de la position 10 dB se fait par l'intermédiaire d'un circuit diviseur de tension relié à un deuxième plan du sélecteur pas-à-pas, circuit qui, lors du déplacement du sélecteur pas-à-pas, fournit des sauts de tension qui sont différenciés dans un circuit différentiel et amenés à un compteur/décompteur dont la sortie est reliée à la position 10 dB. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est un diagramme par blocs d'un dispositif pour l'exécution du procédé, - la figure 2 est un diagramme par blocs détaillé de la source lumineuse, - la figure 3 est un diagramme par blocs détaillé du récepteur lumineux. On explique à ltaide de la figure 1 le mode d'action et d'exécution de ce procédé pour la mesure de l'absorption des fibres optiques. La source lumineuse est désignéë par 1 et, dans l'exemple est rigidement couplée à la fibre auxiliaire 2. Le point de sortie de la lumière de la fibre auxiliaire 2 est désigné par 5* De façon avantageuse, ce point de sortie est réalisé sous la forme de l'une des connexions enfichables connues pour les fibres optiques. De la fibre auxiliaire 2, on extrait, à l'emplacement 3, une portion définie de la lumière et on la transforme, dans l'appareil de régulation 4, en une tension de régulation de la source lumineuse 1. L'une des extrêmités de la fibre optique à mesurer 6 est avantageusement reliée, par l'intermédiaire d'une-liaison enfichable pour fibres optiques, à l'emplacement d'introduction de la lumière 5, l'autre extrêmité 7 l'est, par l'intermédiaire d'une liaison enfichable appropriée, au récepteur optique 8. La tension de mesure produite par le récepteur optique 8 est reliée, par l'intermédiaire d'un élément d'absorption 9, à un dispositif de mesure de niveau 10. L'élément d'absorption réglable 9 est alors réglé de façon que le dispositif de mesure de niveau 10 affiche la valeur O dB. Puis, sans modifier l'emplacement d'introduction de la lumière 5, on retire la fibre optique à mesurer 6 à l'exception d'un petit élément et on relie à nouveau l'extrémité de ce petit élément au récepteur optique 8.L'affichage que 1'on obtient alors sur le dispositif de mesure de niveau 10 correspond à l'absorption de l'élément de la fibre optique 6 que l'on a enlevé. Si sa longueur est connue, l'affichage du dispositif de mesure de niveau 10 peur s'exprimer en dB/km. La figure 2 représente en détail la source lumineuse jusqu'à l'emplacement d'introduction de la lumière 5 avec sa régulation. Cette source lumineuse se compose d'un laser à semi-conducteur 71 rigidement relié à la fibre auxiliaire 2. A.l'endroit 3, on dérive une portion fixe de l'énergie lumineuse hors de la fibre auxiliaire 2 et, par l'in- -termédiaire d'une photodiode 4, on la transforme en une tension de régulation proportionnelle à 1 'énergie lumineuse.Ceci peut se faire au moyen d'un miroir semi transparent ou d'une dérivation de conducteur optique Une solution particulièrement avantageuse e-t peu coûteuse consiste en ce que la fibre auxiliaire 2 est partiellement meulée puis collée, tout en restant transparente à la lumière, à la photodiode de grande surface 4. Ce dispositif donne une dérivation, constante sur une longue période de temps, d'une portion définie de l'éanergie lumineuse. On compare, dans le dispositif de régulation 14, la tension de sortie, proportionnelle à lténergie lumineuse qui se trouve danswla fibre auxiliaire 2, de la photodiode 4, à une valeur de tension constante que l'on peut pré sélectionner et on utilise la différence de tension, après traitement approprié, pour réguler une source d'intensité constante 12. L'intensité de sortie de la source d'intensité constante 12 excite le laser à semi-conducteur Il par l'intermédiaire d'un générateur d'impulsions 13 qui interrompt périodiquement le courant continu avec une fréquence réglable et un rapport d'impulsions réglable. Avec ce dispositif, on reçoit, à l'emplacement de dérivation 5, des impulsions lumineuses d'une amplitude constante qui est indépendante des variations de la tension d'alimentation et d'un éventuel vieillissement du laser à semi-conducteur 11. Lorsque le vieilliseement du laser à semi-conducteur 11 a progressé au point que la tension de sortie de la photodiode 4 descend au-dessous d'une valeur fixée, la lampe d'affichage 16 est excitée par l'intermédiaire d'un détecteur à valeur de seuil 15 et attire l'attention du personnel qui effectue la mesure sur ce défaut. La figure 3 représente, sous forme de schéma par blocs, le récepteur optique avec ses différentes unités qui facilitent la mesure. Les impulsions lumineuses qui sortent à l'extrémité 7 de la fibre à mesurer sont reçues par une photodiode à grande surface 8 dont la tension de sortie, après traitement convenable dans l'amplificateur 17, est envoyée par l'intermédiaire d'un élément d'absorption réglable 9, au dispositif de mesure de niveau 10. La tension de sortie traitée de façon logarithmique par le circuit diviseur 18 est affichée par l1affi-chage numérique 19. Dans l'-exempte, elle est donnée sous forme d-'affichage à quatre chiffres. Pour que l'on puisse utiliser des composants simples- et peu coûteux, la tension de sortie du circuit diviseur 18 n'est envoyée qu'aux trois- dernières positions de l'affichage numérique 19.Un affichage 25 de surpassement et de sous-passement lié au circuit diviseur 18, indique dans quel sens on doit faire varier l'élément d'absorption réglable 9 pour obtenir un affichage valable. Cet élément d'absorption 9 peut se régler de façon continue entre O et 9,99 dB. I1 comporte en outre un sélecteur à étage 9a qui permet d'augmenter ou de diminuer l'absorption par pas de 10 dB. Ce sélecteur à étages 9a est mécaniquement couplé à un autre sélecteur à étages 21a qui fait partie d'un circuit diviseur de tension 21 Chaque déplacement de réglage du sélecteur à étages 9a produit sur le sélecteur à étages 21a des sauts de tension, qui sont différenciés dans un circuit de différenciation 22.Les impulsions produites en val du circuit de différenciation 22 à chaque manoeuvre du sélecteur à étages 9a sont envoyées, par l'intermédiaire d'un commutateur de directions, type exploitation 24, encore à décrire, dans un compteur/décomptur 23, dont la sortie influence le premier chiffre 20 de l'affichage numérique 19. Après la première mesure de la fibre non raccourcie, au cours de laquelle les trois derniers chiffres de l'affichage numérique 19 sont réglés, au moyen de l'élément d'absorption 9, à un affichage de 0,00 dB, le premier chiffre 20 de l'affichage numérique 19 est également mis à O au moyen d'une touche de remise à zéro non représentée Lors de la deuxième mesure de la fibre, maintenant raccourcie, la position de réglage permanente de l'élément d'absorption 9 n'est pas modifiée. On agit simplement sur le réglage du sélecteur pas-à-pas 9a jusqu'à ce que l'extinction de l'affichage de surpassement et sos-passement 25 indique que l'on a obtenu la position de réglage correspondant à la zone de mesure juste.Le premier chiffre 20 de l'affichage numérique indique alors le nombre de pas de 10 dB franchis par le sélecteur pas-à-pas 9a. Si l'on doit maintenant mesurer la valeur d'un élément d'absorption inséré en supplément dans une fibre optique, par exemple d'une liaison enfichable, on doit inverser le procédé de mesure. On mesure tout d'abord la fibre sans la liaison enfichable et on règle l'affichage 19 en position 0,00 dB. Puis on incorpore l'élément d'absorption, par exemp1-la fiche et on lit le nouvel affichage numérique 19. Si l'on risque d'avoir à mesurer aussi des valeurs légèrement supérieures à 9,99 dB, il est recommandé de monter un commutateur de direction type exploitation 24 avec lequel on peut inverser le sens de comptage du compteur 23 et donc l'affichage de la-première position 20. Dans ce cas il est également avantageux d'inverser l'affichage de surpassementsous-passement 25 pour obtenir une information non ambigüe sur le sens de rotation nécessaire pour le sélecteur à étages 9a. REVENDICATIONS 10) Procédé pour mesurer ltabsorption par les fibres optiques, où on introduit un signal lumineux dans la fibre optique à mesurer, on enregistre l'intensité lumineuse à la sortie de cette fibre optique, puis, le procédé dtintro- duction du signal lumineux restant inchangé, on raccourcit la fibre optique de la valeur de l'élément à mesurer (c'est-àdire pratiquement la totalité de longueur de la fibre) on me-sure l'intensité lumineuse à la sortie du court élément de fibre restant et on la compare à la première valeur, caractérisé en ce qu'entre la source lumineuse (i) et le dispositif (5) d'introduction de la lumière dans la fibre (6) à mesurer, on dérive une portion constante de l'énergie lumineuse pro -venant-de la source lumineuse (1) et on la transforme en une tension d'excitation qui régule l'intensité de la source lumineuse (1) et en ce que l'enregistrement de l'intensité lumineuse se fait à la sortie (7) de la fibre optique (6) à mesurer, par la mise en circuit d'un élément d'absorption réglable (9) situé entre une photodiode (8) accouplée à la sortie (7) de la fibre optique (6) et un dispositif de mesure de niveau (10), l'élément d'absorption (9) étant réglé de façon telle que l'on obtient un affichage de O dB sur le dispositif de mesure de niveau. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre la source lumineuse (1) et le dispositif d'introduction de la lumière (5) on insère une fibre optique auxiliaire (2), partiellement meulée à un endroit (3) et rigidement reliée à une photodiode (4). 30) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que comme sourcelumineuse (1) on utilise un laser à semi-conducteur (11), excité, par l'intermédiaire d'un générateur d'impulsions (13), par une source de courant continu (12) influencée par l'intensité lumineuse dérivée à cet endroit (3). 40) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans le dispositif de régulation (14) situé entre la photodiode (4) et la source d-e courant continu (12) est incorporé un détecteur à valeur de seuil (15) lié à un indicateur (16) et qui réagit lorsque l'intensité lumineuse dérivée à cet endroit (3) devient inférieure à une intensité lumineuse fixée. 50) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément-d'absQrption reglable (9) peut se régler avec un sélecteur pas-à-pas (9a) par pas de 10 dB et de façon continue de O à 9,9 dB, en ce que le dispositif de mesure de niveau (10) est exécuté avec un affichage numérique (19) et en-ce que la position 10 dB (20) de l'affichage numérique (19), lors de la deuxième mesure de la fibre optique (raccourcie) (6) est commandée par le déplacement du sélecteur pas-apas (9a) de l'élément d'absorption (9). 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la commande de la position 10 dB (20) se fait pàr l'intermédiaire dlun circuit diviseur de tension (21) relié à un deuxième plan (21) du sélecteur pas-à-pas (9a), circuit qui, lors du déplacement du sélecteur pas-à-pas (9a, 21a) fournit des sauts de tension qui sont différenciés dans un circuit différentiel (22) et amenés à un compteur/ décompteur (23) dont la sortie est reliée à la position 10 dB (20).