Brevet FR2417122A1 — publié le 19790907

L'invention se rapporte au conditionnement des extrémités de faisceaux de fibres optiques et plus particulièrement à un dispositif de conditionnement et à la méthode de mise en oeuvre de ce dispositif pour des faisceaux de fibres optiques comportant un nombre de fibres N = 1 + 3 n (n-1) tel que ces fibres puissent être rangées, avec une compacité maximale, dans un hexagone. La méthode de conditionnement aboutit à la constitution d'un embout enserrant le faisceau susceptible d'trie connecté à un embout de même forme pour réaliser un aboutement fibre à fibre des deux faisceaux à connecter. Les liaisons optiques guidées, effectuées par des faisceaux de fibres optiques multimodes associées à des diodes électroluminescentes constituent des systèmes de communications optiques performants. De telles liaisons par faisceaux nécessitent-des composants zssurant la connexion des faisceaux Un certain nombre de tels composants ont été réalisés, pour permettre le raccordement des faisceaux, dans lesquels les extrémités sont conditionnées pour former un arrangement hexagonal des fibres du faisceau.En effet, une telle structure permet, lorsque deux extrémités semblables sont aboutées et orientées l'une par rapport à l?autre, de réaliser 1 t alignement des fibres deux à deux ; un tel dispositif permet de minimiser les pertes de couplage. Une manière de réaliser un tel conditionnement des extrénités de faisceaux de fibres est d'introduire ces fibres dans un embout comportant un orifice calibré en forme hexagone proche de la section de compacité maximale du faisceau. La réalisation d'un tel orifice est coûteuse et de plus l'introduction des fibres dans un tel orifice entrain des manipulations très délicates. On connait également un dispositif qui, par un sertissage circulaire d'un embout fluable enserrant le faisceau, permet de ranger les fibres en hexagone dans la section où est effectué le sertissage.Un tel dispositif ne permet pas de connattre avec précision la position de l'hexagone par rapport à 1'embout et il est alors rseeessalre de placer sur l'embout une pièce'emboitable de forme speciale qui doit être orientée par rapport à l'hexagone de façon à pouvoir abouter exactement et facilement,lors de la connexionjdeux extrémités hexagonales de faisceaux. L'invention a précisément pour objet un dispositif de conditionnement des extrémités de faisceaux de fibres optiques permettant d'obtenir très simplement un arrangement hexagonal de ces extrémités pour les faisceaux dans lesquels les diamètres des fibres sont voisins les uns des autres, l'extrémité ainsi arrangée étant munie d'un embout dont la surface extérieure est orientée par rapport à l'hexagone des fibres. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaitront à laide de la description qui suit en référence aux figures annexées. La figure 1 représente un dispositif de conditionnement des extrémités de faisceaux de fibres suivant l'invention. La figure 2 représente en coupe le dispositif dans lequel est placé un faisceau murai d'un er..cout. La figure 3 représente le manchon à adapter sur embout obtenu pour la connexion à un embout analogue. La figure h représente en coupe longitudinale le faisceau muni de 11 embout et du manchon. Les figures 5 et 6 sont des coupes transversales de 11 embout. Le dispositif de conditionnement des extrémités de faisceaux de fibres représenté sur la figure i comporte principalement un socle 1 sur lequel est monté un couvercle 2 pivotant gràce à rne charnière 3. Le socle 1 et le couvercle 2 comportent chacun une rainure en forme de demi-hexagone, 4 et 5, de telle manière que lorsque le couvercle est en contact avec le socle, les deux rainures qui se font face, forment un canal hexagonal. Ce canal a des dimensions définies très précisement en fonction du diamètre des fibres formant les faisceaux. Le dispositif comporte de plus une chape 6 fixée sur le socle 1 qui supporte un axe 7. Cet axe 7 est susceptible de tourner autour d'un axe 8. Pour cela, une rainure 13 prévue dans le couvercle et le socle permet l'engagement de l'axe 7 pivotant autour de l'axe 8, lorsque le couvercle est en position fermée. Sur l'axe 7 sont montés un ressort 9 et un écru moleté 10. Le couvercle et le socle sont munis chacun d'une plaque calibrée, respectivement li et 123 la distance entre ces plaques lorsque le couvercle et le socle sont en contact étant très précisément calibrée. Cette distance est égale à la hauteur entre faces planes externes des embouts utilisés. Un tel embout est représenté en coupe sur la figure 2 où le dispositif a été représenté en coupe, un faisceau de fibres muni d'un embout ayant été mis en place. Les embouts, tels que 14, ont la forme de cylindres tronqués suivant deux sections planes parallèles à l'axe du cylindre et parallèles entre elles qui forment des méplats sur la surface extérieure de l'embout.Ces embouts sont percés en leur centre d'un canal dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre extérieur du faisceau 15 à conditionner; l'embout est fixé au faisceau de fibres par un moyen quelconque, par exe-ple par collage, par fluage axial ou par fluage radial, de telle manière que les fibres du faisceau dépassent de l'embout. Le faisceau ainsi muni de l'embout est placé dans le dispositi-5 de conditionnement. Pour cela, le couvercle est ouvert, l'axe 7, avec l'écrou 10 et le ressort 9, étant en position basse. -es méplats de l'embout sont en contact avec les plaques 12et 11 portées par le socle vendis que les fibres du faisceau sont posées dans la rainure en forme de demi-hexagone prévue dans b socle de telle manière que l'extrémité de l'embout vies zen butée sur la face verticale du dispositif. Le couvercle est alors fermé progressivement de manière à enserrer les fibres dans le canal'hexagonal ainsi formé.L'axe 7 portant l'écrou 10 et le ressort 9 est alors relevé et viens s'engager dans la rainure 13, le ressort étant maintenu en compression par l'intermédiaire de l'écrou 8 pendant le pivotement et relaché lorsque l'axe est en position urticale. La pression ainsi appliquée, par l'intermédiaire de l'écrou 8, sur le couvercle permet d'assurer une fermeture complète du couvercle. Les fibres sont ainsi rangées en hexagone et maintenues dans cette position. Le trou de l'embout dans lequel passent les fibres ayant été perçé sans précaution particulière et à un diamètre correspondant à celui du faisceau de fibres lorsque ces fibres ne sont pas serrées, les fibres ainsi rangées dans une section minimale laissent appa battre un vide entre les fibres et l'eKoout. il est alors possible d'introduire dans cet espace et entre les fibres un produit de scellement qui n'hadère pas au matériau dans lequel est formé le canal hexagonal, les fibres étant touours ta'1ntenues par le disposi ttif.L'injection du produit de scellement du type colle polymérisable, peut-être effectuée soit par un trou i6 prévu à cet effet à 11 extrémité de 11 embout, soit par la face verticale opposée à celle contre laquelle l'embout vient en butée, le produit de scellement arrivant alors à la face terminale de embout, soit par capillarité, soit par une technique d'aspiration sous vide par exemple. Le scellement étant effectué, le faisceau dans son embout peut être enlevé au dispositif. Les fibres étant assez rigides, llarran- gement hexagonal obtenu par l'enserrement dans le canal hexagonal se conserve le long de l'axe sur une distance de l'ordre de 10 à 20 fois le diamètre des fibres, c' est-à-dire sur une longueur de l'ordre du m, même si Itembout n'est pas exactement en butée contre la face verticale du dispositif, il est cependant possible d'obtenir dans la section de l'extrémité de embout un arrange- ment hexagonal de compacité maximale pour les fibres à condition que le jeu ne soit pas trop grand.Une fois enlevé du dispositif, l'extrémité du faisceau est polie jusqu'à l'extrémité de l'embout au moyen d'un matériau abrasif convenable pour obtenir un faisceau dont l'extrémité polie a de bonnes qualités optiques. Un manchon 17 représenté sur la figure 3, comportant, un canal ajusté aux dimensions de l'embout et comportant comme cet embout, deux méplats ie et 19 correspondant aux réplats de l'embout, est alors enfilé sur l'embout. Ce manchon comporte également un renflement escamotable sur sa face interne, ce renflement permettant d'encliqueter le manchon dans une gorge 17 prévue à cet effet sur ltembout. La figure 4 représente une coupe longitudinale du faisceau muni de l'embout et du manchon et les figoeres 5 et 5 représentent deux coupes transversales suivant A et 3 de cette extrémité de faisceau. Sur ces figures, les mêmes éléments que sur les figures 1 et 2 ont été désignés par les mêmes repères. Le manchon 20 dépasse de l'embout 4 et est utilisé, lors de la connexion de deux faisceaux de fibres semblables, pour guider le deuxième embout qui lui n1est pas muni de manchon.Ainsi, les deux hexagones formés par les fibres, dans les plans d'extrémité des faisceaux destinés à entre aboutés, sont orientés l'un par rapport à l'autre, les fibres de l'un des faisceaux étant dSs le prolongement des fibres de l'autre faisceau. il reste alors à assurer la connexion mécanique des deux embouts ainsi alignés et orientés par des pièces de connexion classiques montées sur les embouts. Les coupes transversales effectuées l'une suivant l'axe A (Figure 5) ctest-à-dire dans le plan de l'extrémité de l'embout et vautre suivant l'axe B (Figure 5) c'est-à-dire dans le plan de ltextrémité arrière du manchon montrent que l'arrangement des fibres est hexagonal dans le plan de l'extrémité de 1'embout, mais qu''il est aléatoire en arrière de ce plan (sauf dans un voisinage de 11 extrémité de embout sur une distance de t à 2 mm).Un tel dispositif permet donc d'obtenir de manière simple un arrangement hexagonal des fibres du faisceau destiné à autre abouté dans le plan de l'extrémité de l'embout à un faisceau semblable ; de plus, l'embout utilisé a une forme extérieure particulière mais simple. qui permet de former un hexagone orienté par rapport à cet embout. L'invention n'est pas limitée au-mode de réalisation du dispositif et à la méthode de conditionnement mise en oeuvre par ce dispositif précisément décrits en référence aux figures annexées. En particulier, le dispositif a été rn..j.ni, dans 1 mode de réalisation décrit, de plaques parallèles fixées au socle et au couvercle sur lesquelles vient prendre appui l'embout comportant des méplats. Cette tore est simple rais peut encore être simplifiée en utilisant une seule plaque, par exemple la plaque portée par le socle sur laquelle vient s'appuyer un seul méplat prévu sur l'embout. En effet, il suffit que l'hexagone formé soit orienté par rapport à l'embout et cela peut être obtenu par une seule ligne de référence. Mais il est également possible d'utiliser une forme plus compliquée et de prévoir un embout dont la face extérieure soit polygonale. Cependant, une caractéristique de l'invention est que le manchon qui dépasse de l'embout, et qui est orienté par rapport à cet embout, ait un canal de forme simple évitant les problèmes de réalisation. Pour la fixation du manchon sur l'embout, le système décrit comporte une gorge et un renflement escamotable complémentaire mais ce dispositif de fixation peut être remplacé par un autre dispositif assurant le positionnèment du manchon suivant l'axe longitudinal de 11embout. Par exemple, il est possible de prévoir une rainure longitudinale et une clavette. Enfin le matériau plastique qui nradhère pas au produit de scellement peut Aetre déposé en couche mince sur les parois de lthexagone, ce qui a pour effet d'absorber des éventuelles différences dans les diamètres des fibres, hexagone étant alors calculé avec un faisceau où toutes les fibres ont un même diamètre. REVENDICA TROTS 1. Dispositif de conditionnement des extrémités de faisceaux de fibres optiques, caractérisé en ce qu'il comporte deux parties principales dont l'une peut être à volonté posée sur la première ou relevée, chacune de ces deux parties comportant une rainure en forme de demiFhexagone destinécsà se faire face pour former un canal hexagonal, un dispositif de verrouillage de ces deux parties principales assurant un verrouillage en position fermée et au moins un élément positionneur fixé à ltune des parties principales ayant une orientation définie par rapport au canal hexagonal. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parties sont fixées l'une à l'autre par une artte parallèle aux rainures et autour de laquelle peut pivoter une partie par rapport à l'sltre. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage comporte un axe portant un élément dc errouillage fixé à l'une des deux parties et destiné à pivoter dans un plan perpendiculaire aux rainures et à s'engager, lorsque le dispositif est en position fermée, simultanément dans les deux parties jointes, l'ensemble étant maintenu en position par l'élément de verrouillage. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications nrécédentes, caractérisé en ce que l'élément positionneur est une plaque parallèle à un côté d'une rainure ficée à une distance déterminée du centre du canal hexagonal. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément positionneur est formé de deux plaques parallèles entre elles et parallèles à un côté des rainures fixées symétriquement par rapport au centre du canl hexagonal respectivement sur chacune des deux parties principales du dispositif. 6. Méthode de conditionnement des extrémités de faisceaux de fibres optiques mettant en oeuvre le dispositif de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle consiste, à partir d'un faisceau deN=i+3n(n-i) fibres, n étant un nombre entier, muni d'un embout dont la surface extiteure comporte au moins un élément positionneur complémentaire de celui prévu sur le dispositif de positionnement, à poser les extrémités des fibres dépassant de l'embout dans la rainure portée par la première partie du dispositif, à poser la seconde partie sur la première en enserrant les fibres dans le canal hexagonal ainsi formé, les éléments positionneurs portés respectivement par le dispositif et par l'embout étant orientés l'un par rapport à l'autre, à verrouiller le dispositif puis à coller les fibres du faisceau ainsi rangées en hexagone, enfin à déverrouiller le dispositif puis à enlever le faisceau et à polir l'extrémité jusqu a un plan de section transversale dans lequel les fibres sont rangées en hexagone. 7. Méthode selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une étape finale dans laquelle les embouts sont munis d'un manchon comportant un canal intérieur de meme forme que la surface extérieure de l'embout et comportant un élément positionneur semblable à celui porté par le dispositif destiné à assurer, lors de la connexion des faisceaux ainsi conditionnés, le même positionnement en rotation des-deux hexagones formés.