Brevet FR2483628A1 — publié le 19811204

! La présente invention concerne une fibre optique capable de transmettrc de la lumière infrarouge et plus pré- cisément une telle fibre ayant une résistance mécanique élevée. -5 Etant donné les progrès de la recherche portant sur les fibres optiques, les domaines d'application commer- ciaux se sont agrandis non seulement vers la transmission d'informations mais aussi dans d'autres techniques nécessi- tant la transmission d'énergie lumineuse} Une fibre trans- mettant la lumière infrarouge, utilisée pour la transmis- sion d'énergie lumineuse, doit être formée d'une matière qui transmet les rayons infrarcuges. On connaît des ma- tières qui satisfont à ce critère, par exemple: (1) les halogénures d'argent et leurs mélanges, (2) les haloégnures de thallium et leurs mélanges, (3) les halogénures alcalins et alcalino-terreux et leurs mélanges, (4) les composés des éléments du groupe qui com- prend l'oxygène, le soufre, le sélénium et le tellure, et (5) les mélanges des précédentes substances (1), (2) et (3). Les substances des groupes (1) et (2) sont flexi- bles et peuvent être facilement pliées à température voi- sine de la température ambiante, mais, contrairement à un verre de silice qui est couramment utilisé pour les fibres de communication optique et qui fléchit élastiquement, ces matières fléchissent par déformation plastique et leur retour à leur configuration d'origine est difficile. En outre, la partie qui a subi la déformation plastique com- porte des défauts microscopiques qui augmentent les pertes par transmission ou il arrive que la partie qui a subi des déformations plastiques répétées se casse. On note des propriétés analogues pour les substances des groupes (3), (4) et (5), présentant aussi le défaut d'être fragiles, ce dernier facteur limitant aussi l'application pratique de ces substances. La résistance mécanique de ces matières est nettement inférieure à celle d'un verre de silice, et leur résistance à la traction est plusieurs dizaines a plusieurs centaines de fois inférieure à celle d'un verre de silice. Parmi les facteurs qui limitent l'utilisation de ces substances en pratique, il faut citer la sensibilité aux rayons visibles et ultraviolets, l'hygroscopicité, la faible résistance mécanique et les déformations importan- tes. L'invention concerne une fibre optique de transmis- sion de lumière infrarouge qui ne présente pas les inconvé- nients précités des produits connus et qui contient une substance convenant à la transmission de la lumière infra- rouge,tout en ayant une résistance mécanique suffisante pour que les applications soient vastes. Plus précisément, l'invention concerne une fibre optique de transmission de lumière infrarouge, sous forme d'une fibre d'une matière qui transmet de la lumière infra- rouge,ayant une couche d'armature formée à la surface ex- terne de la fibre optique et réalisée par imprégnation de fibres de verre par un vernis thermodurcissable et par dur- cissement de ce vernis. La fibre selon l'invention a de préférence une couche primaire de vernisthermodurcissable durci ou polymérisé, recouvrant la surface externe de la fibre optique. La fibre selon l'invention a aussi avanta- geusement un revêtement d'une matière plastique couvrant la surface externe de la couche de renforcement ou armature. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel: - les figures 1 et 2 sont des coupes de fibres optiques de transmission de lumière infrarouge selon dif- férents modes de réalisation de l'invention; et - les figures 3 et 4 indiquent schématiquement com- ment des fibres de verre sont enroulées autour d'une couche primaire formée sur une fibre optique d'une substance qui transmet la lumière infrarouge. Une fibre de transmission de lumière infrarouge selon l'invention comprend par exemple, comme représenté sur les figures 1 et 2, une fibre optique 1 formée d'une substance capable de transmettre la lumière infrarouge, telle qu'une substance des groupes (1) à (5) indiqués précédemment, recouverte éventuellement d'une couche pri- maire 2 d'un vernis thermodurcissable, qui est elle-même couverte d'une couche d'armature 3 formée par imprégna- tion de fibres de verre 3a par un vernis 3b qui est ensuite durci ou polymérisé. On obtient un renforcement très effi- cace par revêtement de la couche 3 par une couche élasti- que 4 formée d'une résine élastique. La fibre selon l'in- vention, ayant une telle couche élastique 4, peut recevoir des revêtements protecteurs et d'armature tels qu'il en existe dans les cables et lignes de transmission et de communication optique existants actuellement.. Le revêtement primaire 2, la couche 3 d'armature et la couche élastique 4 sont formés autour de la fibre optique 1 par le procédé suivant. D'abord, le revêtement primaire 2 est formé par application d'un vernis à la périphérie de la fibre 1 d'une substance capable de transmettre la lumière infrarouge et le revêtement 2 est avantageusement formé dès que possible après la réalisation de la fibre optique 1 et avant son contact avec d'autres machines et dispositifs afin que la sensibilisation par les rayons ultraviolets et visibles, l'absorption d'humidité et la détérioration mécanique soient évitées. La couche d'armature 3 est formée autour du reve- tement primaire 2 ou de la fibre optique 1 en l'absence d'un tel revêtement primaire, par recouvrement par des fibres 3a de verre et imprégnation des fibres par un ver- nis thermodurcissable 3b. Le revêtement assuré par les f.j.bres de verre n'a pas à être réalisé en même temps que i'imlprécnation par le vernis thermodurcissable mais on 33 doit prendre soin de vérifier que le vernis 3b remplit tous les espaces séparant les fibres de verre 3a et que L-? revêtement primaire 2 est en contact intime avec la 4 2483622 couche 3 d'armature afin que celle-ci soit efficace. Les fibres 3a de verre peuvent être tressêes comme indiqué sur la figure 3, ou enroulées en hélice comme indiqué sur la figure 4. Il n'est pas nécessaire que le vernis 3b soit du même type que celui qui forme le revêtement primaire 2, mais il faut que les deux vernis forment des couches qui soient en contact intime mutuel. Un avantage de l'utilisation du même vernis est qu'il suffit d'un seul traitement thermi- que permettant une réduction correspondante du temps de fabrication des fibres de transmission de lumière infra- rouge. Dans la plupart des cas, la couche 3 d'armature peut être même formée avant que le vernis du revêtement primaire 2 durcisse complètement, et la température et le temps de chauffage du vernis 3b peuvent être déterminés de manière que le revêtement primaire 2 durcisse lorsque le vernis 3b durcit par chauffage. Des exemples de vernis sont le polyesterimide, le polyîmide, le polyamide-imide, le polyester, le polyuréthanne et le formal polyvinylique. Dans le mode de réalisation précédent, on a sup- posé que la fibre optique 1 était recouverte du revêtement primaire 2, de la couche 3 d'armature et d'une couche élastique 4, mais, selon l'invention, il suffit que la fi- bre 1 soit recouverte de la seule couche d'armature 3, le renforcement étant plus efficace en présence du revêtement primaire 2 qui assure un contact intime indirect de la couche 3 et de la fibre optique 1. La couche 3 d'armature est elle-même recouverte de la couche élastique 4 qui isole la fibre 1 des forces extérieures qui accompagnent les opérations de disposition sur une fibre transmettant la lumière infrarouge de revêtements qui sont couramment utilisés pour la protection des fils électriques. On considère maintenant plus en détail, à titre. purement illustratif, un exemple des avantages de l'inven- tion. On revêt des fibres de chlorure d'argent, extrudées à chaud avec un diamètre de 0,7 mmr, de couches de vernis de t polyester, de polyesterirmide, de polyuréthanne et de for: mal pclyvinylique, et on fait subir un durcissement par chauffage à 200 C pendant 30 min. Les produits durcis sont alors recouverts d'un revêtement de fibres tressées de verre qui sont alors imprégnées des mêmes vernis puis dur- cis thermiquement. La résistance d la rupture de la fibre portant le revêtement primaire et celle de la fibre ayant à la fois le revêtement primaire et la couche de fibres tressées de verre fiaurent dans le tableau qui suit. La f:bre non revêtue a une résistance à la rupture de 6 N. TABiLEAU Conditions de Résistance à Résistance durcissement la rupture à la ruptu- thermique après après applica- re après Vernis tressage tion du revêtressage, N Temp. Temps, tement primaire Oc h N polyesterimide 200 2 100 270 polyester 200 2 8 370 polyuréthanne 200 1 7 100 formal polyvi- nylique 200 2 8 110 Comme l'indique le tableau, les fibres d'armature ne présentent pas de fléchissement local et ont une ré- sistance accrue aux contraintes appliquées lors de la fa- brication, lors de-la formation sur le revêtement secon- daire de revêtements de matière élastique telle qu'un vernis de silicone, de caoutchouc et de nombreuses ma- tières plastiques ou de revêtements métalliques. Le re- vêtement élastique assure efficacement la répartition des contraintes de compression ou de flexion sur la fibre et la réduction des chocs subis. Le revêtement de fi- bres de verre tressées ou enroulées en hélice assure non seulement une résistance efficace aux contraintes de tor- 3 5 sion mais augmente aussi la résistance à la traction étant donné l'imprégnation par un vernis. Comme décrit précédemment, l'invention concerne une fibre assurant une transmission de lumière infrarouge, comprenant une substance qui transmet la lumière infrarouge 248352D et ayant cependant une excellente résistance mécanique si bien que les domaines d'application pratique sont très étendus. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Fibre destinée a transmettre la lumière infra- rouge, caractérisée en ce qu'elle comprend une fibre optique (1) formée d'une substance capable de transmettre la lumière infrarouge, et une couche d'armature (3) qui recouvre la surface externe de la fi brr optique, cette couche d'armature étant form6e par Imprégnation de fibres de verre par un vernis thermodurcissable et par durcissement de ce vernis. 2. Fibre destinée a transmettre la lumière infrarouge, caractérisée en ce qu'elle comprend une fibre optique (1) formée d'une substance capable de transmettre la lumière infrarouge, un revêtement primaire (2) formé d'un vernis thermodurcissable durci qui recouvre la surface externe de la fibre optique, et une couche d'armature (3) qui recouvre la surface externe du revêtement primaire, cette couche d'armature étant formée par imprégnation de fibres de ver- re par un vernis thermodurcissable, et durcissement de ce vernis. 3. Fibre selon l'une des revendications 1 et 2, ca- ractérisée en ce qu'elle comprend un revêtement (4) d'une matière plastique formé sur la couche d'armature (3). 4. Fibre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le vernis est formé d'une substance choisie dans le groupe qui comprend le polyesterimide, le polyimide, le polyamide-imide, le polyester, le poly- uréthanne et le formal polyvinylique. -