Brevet FR2462721A1 — publié le 19810213

-1- La présente invention concerne un dispositif pour régler le niveau de la puissance lumineuse émise à l'extrémité d'une fibre optique. On connaît des dispositifs dans lesquels une pluralité de fibres optiques en faisceau sont alimentées par une source unique.Dans certaines applications il est nécessaire que le niveau de la puissance lumineuse émise à l'extrémité de chacune de ces fibres soit identique. Or, on a constaté que.ce niveau de sortie peut varier dans des proportions importantes pouvant aller jusqu'à 25%. Parmi les causes de cette variation on peut citer l'affaiblissement variable d'une fibre à l'autre, la qualité de la face optique à l'injection et à l'émission et les contraintes mécaniques ou climatiques appliquées à la fibre sur le trajet. La présente invention vise à fournir un dispositif permettant de régler le niveau de la puissance lumineuse émise à l'extrémité d'une fibre individuelle afin que ce niveau soit uniforme pour toutes les fibres du faisceau. A cet effet, l'invention prévoit un dispositif pour régler le niveau de la puissance lumineuse émise à l'extrémité d'une fibre optique, caractérisé par le fait qu'il comporte un manchon ouvert à ses deux extrémités, des moyens pour positionner l'extrémité de la fibre optique à l'intérieur du manchon à une distance donnée d'une des extrémités du manchon et des moyens pour empêcher les rayons lumineux issus de l'extrémité de la fibre optique et frappant la paroi interne du manchon de se réfléchir à l'extérieur du manchon. Il est ainsi possible en réglant la distance de l'ex- trémité de la fibre optique à l'extrémité de sortie du manchon de faire varier l'angle d'ouverture du faisceau lumineux émis à la sortie du manchon, et par conséquent la puissance émise. Les moyens pour empêcher les rayons lumineux, issus de l'extrémité de la fibre optique et frappant la paroi interne du manchon, de se réfléchir à l'extérieur du manchon, assurent que ces rayons sont effectivement éliminés à la sortie du dispositif. Le dispositif selon l'invention constitue par conséquent un atténuateur réglable. Les moyens pour positionner l'extrémité de la fibre optique à l'intérieur du manchon peuvent comprendre un support susceptible de se déplacer axialement à l'intérieur du manchon et des moyens pour bloquer ce déplacement. -2- Dans une forme de réalisation la surface intérieure du manchon est absorbante. Cependant la surface intérieure du manchon est de préférence agencée pour que les rayons qui la frappent soient réfléchis en sens inverse de l'émission. Dans ce dernier cas, la plupart des rayons lumineux issus de l'extrémité de la fibre optique et frappant la paroi interne du manchon sont réfléchis du côté de l'extrémité de la fibre optique et ils ne peuvent ainsi sortir du manchon. Une certaine quantité de rayons peut d'ailleurs, après la première réflexion sur la surface interne du manchon, se réfléchir de nouveau à l'extérieur du manchon dans la mesure o la quantité de tels rayons lumineux est négligeable. Afin que la surface interne du manchon réfléchisse les rayons en sens inverse de l'émission, cette surface peut présenter en coupe axiale un profil en dents de scie. Dans ce cas également, il est préférable de rendre cette surface la plus absorbante possible par exemple à l'aide d'un revêtement noir mat. Ce profil peut par exemple être formé par des gorges annulaires ou par un filetage intérieur du manchon. Avantageusement les faces du profil orientées vers l'extrémité de la fibre optique font avec le plan perpendiculaire à l'axe du manchon un angle sensiblement égal au semi-angle au sommet du cône d'éclairement en sortie de fibre. Ainsi la surface interne du manchon renvoie les rayons lumineux qui la frappent du côté de l'extrémité de la fibre optique. Dans le cas o le profil est formé par un f iletage intérieur du manchon, on prévoit de préférence que le support comporte un filetage extérieur coopérant avec le filetage inté- rieur du manchon. Cet agencement permet, tout en assurant que la surface interne du manchon soit sensiblement rétro-réfléchissante, de réaliser simplement les moyens permettant de déplacer axialement l'extrémité de la fibre optique à l'intérieur du manchon et par conséquent de régler la puissance lumineuse émise. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit de deux de ces formes de réalisation données à titre d'exemple non limitatif. -3- Au dessin schématique annexé: - la figure 1 représente en coupe axiale une première forme de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente également en coupe axiale une seconde forme de réalisation de l'invention et - la figure 3 représente un ensemble utilisant une pluralité de dispositifs selon l'invention. La figure 1 représente un dispositif 1 disposé à l'extrémité d'une fibre optique 2. Dans l'exemple représenté la fibre optique 2 est du type comportant un coeur 3 susceptible de transmettre les rayons lumineux, entourée par une gaine optique 4 présentant un indice de réfraction différent de celui du coeur 3. De telles fibres optiques sont déjà bien connues, dans lesquelles le coeur 3 est par exemple réalisé en silice tandis que la gaine optique 4 est en silicone. Le dispositif 1 comporte essentiellement un support 5 pour la fibre optique et un manchon 6. La fibre optique est fixée par tout moyen connu dans le support 5 par exemple par sertissage. Le support 5 présente par ailleurs un filetage 7 qui, dans l'exemple représenté, est un filetage conventionnel. Le manchon 6 présente également à sa face interne un filetage 8 complémentaire du filetage 7 du support 5. Il est ainsi possible par rotation du support 5 par rapport au manchon 6 de déplacer axialement l'extrémité de la fibre optique 2 par rapport à l'extrémité libre 9 du manchon 6. Enfin un contre écrou 10 présentant également un filetage interne complémentaire du filetage 7 du support 5 permet de bloquer axialement le support 5 par rapport au manchon 6 en empêchant leur rotation relative. En variante, on peut prévoir d'utiliser un-ressort disposé autour du support 5 entre le manchon 6 et un épaulement du support 5. Ce ressort permet à la fois de rattraper le jeu du filetage et de freiner la rotation relative du support et du manchon. On constate sur la figure qu'en réglant la distance d entre l'extrémité de la fibre optique 2 et l'extrémité 9 du manchon, il est possible de régler le demi-angle au sommet a du faisceau issu du dispositif. Tous les rayons émis de l'extrémité -4- de la fibre optique 2 avec des angles b supérieurs à a sont réfléchis vers l'intérieur du manchon. A titre d'exemple on a réalisé un dispositif tel que celui-ci avec une fibre dont le coeur avait un diamètre de 200 p. Le manchon 6 avait un diamètre intérieur de 4 mm et les filetages 7 et 8 avaient un pas de 0,5mm. On a constaté que pour une distance d comprise entre 0 et environ 3 mm, la puissance émise à la sortie du dispositif était égale à la puissance émise à la sortie de la fibre optique 2. Ceci s'explique par le fait que pour ces distances d l'angle a était supérieur au demi-angle au sommet du cône d'éclairement en sortie de fibre. Pour des distances supérieures à 3 mm la puissance émise à la sortie du dispositif décroissait régulièrement. Par exemple pour une distance d égale à 8 mm, la puissance émise à la sortie du dispositif ne représentait que 60% de la puissance émise à la sortie de la fibre. Le dispositif fonctionne donc comme un atténuateur présentant une pente moyenne de 1% pour 0,1 mm. On constate par conséquent que ce dispositif permet d'obtenir une grande plage de réglage puisqu'elle peut atteindre % et que la précision du réglage est également excellente. La résolution est en effet inférieure à 1% puisque cette valeur correspond à un cinquième de tour du support 5 par rapport au manchon 6. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 2 la fibre optique 2 est également montée dans un support 5 suscep- tible de se déplacer axialement par rapport à un manchon 6. Le blocage axial du support 5 par rapport au manchon 6 est ici réalisé à l'aide d'une vis 11. Dans cette forme de réalisation la face interne du manchon 6 comporte des gorges annulaires 12 donnant comme précé- demment un profil en dents de scie. Les faces 13 du profil orientées vers l'extrémité de la fibre optique sont sensiblement perpendiculaires aux faces 14 orientées vers l'extrémité 9 du support 6. Ces faces 14 font elles-mêmes avec l'axe du dispositif, un angle c qui est sensiblement égal au demi-angle au sommet du cône d'éclairement en sortie de fibre. Comme dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, seuls les rayons lumineux issus de la fibre 2 dans un angle inférieur à l'angle a sortent du dispositif. Les rayons émis dans un angle b supérieur à l'angle a frappent l'une des faces 13 des gorges annulaires 12 et sont par conséquent sensi- blement réfléchis vers l'extrémité de la fibre optique 2. Le dispositif représenté à la figure 3 comporte une source lumineuse 15 qui éclaire l'extrémité d'un faisceau 16 de fibres optiques. Chacune des fibres optiques 17 du faisceau 16 1O est prévue pour éclairer une chambre individuelle 18, par une chambre de scintillateur. Dans un certain nombre de dispositifs de ce type, il est indispensable que chacune des chambres 18 reçoivent une même puissance lumineuse. A cet effet on a disposé aux extrémités émettrices des fibres optiques 17 un dispositif atténuateur 19 selon l'invention qui peut être par exemple d'un des types représen tés aux figures 1 ou 2. Il est par conséquent possible à l'aide de ce dispo- sitif 19 de régler la puissance lumineuse émise à l'extrémité de chacune des fibres optiques 17 à une valeur prédéterminée in- férieure ou égale à la puissance lumineuse émise à l'extrémité de la fibre optique présentant le rendement minimum. L'invention fournit donc un atténuateur réglable de faible encombrement et peu onéreux à fabriquer, qui présente une large plage de réglage, une bonne résolution et une grande facilité de réglage. -6- R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif pour régler le niveau de la puissance lumineuse émise à l'extrémité d'une fibre optique, caractérisé par le fait qu'il comporte un manchon ouvert à ses deux extré- mités, des moyens pour positionner l'extrémité de la fibre optique à l'intérieur du manchon à une distance donnée d'une des extrémités du manchon, et des moyens pour. empêcher les rayons lumineux issus de l'extrémité de la fibre optique et frappant la paroi interne du manchon, de se réfléchir à l'extérieur du manchon. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens pour positionner l'extrémité de la fibre optique à l'intérieur du manchon, comprennent un support suscep- tible de se déplacer axialement à l'intérieur du manchon et des moyens pour bloquer ce déplacement. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la surface interne du manchon est agencée pour que les rayons qui la frappent soient réfléchis en sens inverse de l'émission. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que la surface interne du manchon est absorbante. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la surface interne du manchon présente, en coupe axiale, un profil en dents de scie. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les faces du profil orientées vers l'extrémité de la fibre optique font avec le plan perpendiculaire à l'axe du manchon, un angle sensiblement égal au demi-angle au sommet du cône d'éclairement en sortie de fibre. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications à 7, caractérisé par le fait que ledit profil est formé par des gorges annulaires. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que ledit profil est formé par un filetage intérieur du manchon. 9. Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 et 8, caractérisé par le fait que le support comporte un filetage extérieur coopérant avec le filetage intérieur du manchon.