Brevet FR2480739A1 — publié le 19811023

La présente invention concerne un dispositif permettant de fondre des fibres optiques au moyen d'une décharge d'arc électrique, ainsi qu'un procédé de fusion de fibres optiques. Un dispositif de fusion automatique de fibres optiques selon la technique antérieure est décrit en relation avec la figure 1. Sur la figure 1, les numéros de référence 1 et 1' désignent des fibres optiques, les numéros 2 et 2' des supports de soutien de fibres conçus pour soutenir des fibres optiques par leurs parties terminales dont le revêtement a été retiré, les numéros 3 et 3' désignent des supports de maintien de fibres destinés à fixer ou maintenir les fibres par l'intermédiaire de leur revêtement, le numéro 4 désigne un élément de référence qui détermine une distance initiale entre les extrémités des fibres, le numéro 5 désigne un ressort de compression, le numéro 6 désigne une tette micrométrique, les numéros 7 et 7' désignent des pignons, et le numéro 8 désigne un moteur électrique. Le fonctionnement de ce dispositif de la technique antérieure est le suivant. D'abord, on place, sur les supports 2 et 2' de soutien de fibres, les parties terminales de fibres dont le revetement a été enlevé, puis on fait glisser axialement les fibres jusqu'à ce que leurs extrémités viennent buter contre l'élément de référence 4. Ensuite on fixe les fibres optiques par l'intermédiaire de leur revêtement aux supports de maintien 3 et 3'. Les électrodes utilisées pour créer la décharge d'arc électrique servant à fondre les fibres optiques ne sont pas représentées sur la figure 1.Toutefois, ces électrodes sont fixées à demeure perpendiculairement au plan de la figure 1 de façon que les axes des électrodes passent par l'intersection de la ligne 19, c'est-h-dire de la surface gauche de la butée 4, et des axes des fibres 1 et 1' Lorsqu'on actionne un bouton de démarrage d'entrainement (non représenté), ment de référence 4 est automatiquement rétracté vers le bas et le moteur 8 démarre. La rotation du moteur 8 est transmise via les pignons 7' et 7 à la tête micrométrique 6, ce qui fait tourner la tête 6. Le sens de rotation du moteur est choisi de façon que l'extrémité de la tete 6 effectue un mouvement de recul. Ainsi, le support de maintien 3' se déplace vers l'avant sur un rail de coulissement (non représenté) sous l'action de la force de poussée du ressort 5. En meme temps que le démarrage de la rotation du moteur, une minuterie est actionnée afin de produire une décharge électrique pendant une durée T1 qui est définie par l'équation suivante ss - VT = a, où ss est la largeur de la butée 4, V est la vitesse de l'extrémité de la fibre qui est déplacée sous l'action de la rotation du moteur, et a vaut de 10 à SO/um. Après que la décharge a commencé, la fibre se déplace continûment vers I'avant.Toutefois, elle s'arrete une durée T2 après que la décharge a commencé. La durée T2 est définie par l'équation suivante VT2 = a - e, où e est compris entre -5 et -50/um. La décharge s'arrete une durée T3 après avoir commencé.A cet instant, la liaison entre les fibres a été réalisée. Après l'arrêt de la décharge, les fibres ainsi liées sont retirées du dispositif. Ensuite, on enfonce un bouton de remise en place (non représenté), à la suite de quoi le moteur 8 se met à tourner dans le sens opposé, si bien que, après une durée T4 définie par l'équation suivante, le moteur staroste. VT4 - Comme le montre clairement la description donnée cidessus, selon la technique antérieure, la vitesse de rotation du moteur est maintenue constante afin de fixer les durées définies ci-dessus dans le but de déterminer ainsi la position de la fibre. Toutefois, la technique antérieure présente des inconvénients en ce qui concerne les points suivants. Si la vitesse du moteur n'est en réalité pas constante, le positionnement de la fibre n'est pas précis. De plus, des variations du positionnement de la fibre peuvent etre entraînées par les variations du signal de sortie de la minuterie. Ainsi, un but de l'invention est d'éliminer les difficultés indiquées ci-dessus relatives à la technique antérieure. Plus spécialement, l'invention a pour objet un positionnement des extrémités des fibres qui présente une précision élevée, ceci permettant de fondre les fibres ensemble avec un faible taux de pertes. Ainsi, pour satisfaire ces buts, et d'autres, l'invention propose un dispositif de fusion automatique de fibres optiques qui lie des fibres optiques en faisant fondre des parties de ces fibres au moyen d'un échauffement par décharge d'arc élecm trique, ce dispositif comportant des supports de soutien de fibres qui soutiennent verticalement des fibres optiques, un éliment de référence disposé entre les extrémités de fibres maintenues par les supports de soutien de fibres, des supports de maintien de fibres qui maintiennent les fibres optiques, par exemple par leur revtement, et permettent le déplacement d'au moins une des fibres optiques suivant sa direction axiale, un ressort, un des supports de maintien de fibres étant mobile dans la direction axiale des fibres sous l'effet du ressort, un moteur électrique, une tâte micron étrique permettant que le support de fixation de fibres mobile puisse Outre déplacé vers l'avant et vers l'arrière à une vitesse voulue à l'aide de la force élastique du ressort sous l'effet du déplacement de la tette micromètrique par le moteur dlectrique, plusieurs butées desti nées à arrenter le support mobile en des positions prédéterminées, une source d'échauffement par décharge électrique, l'élément de référence, les butés, la tette micromdtrique et la source d'échauf- fement étant amenés, selon un ordre préétabli, à successivement déplacer l'extrémité de la fibre optique maintenue par le support de maintien à des positions déterminées par les positions des butées,, ceci permettant de fondre les extrémités des fibres optiques. Selon l'invention, il est également proposé un procédé de fusion de fibres optiques selon lequel les fibres optiques sont maintenues par des supports de soutien de fibres et des supports de maintien de fibres dont l'un est mobile et initialement retenu par un moyen de verrouillage de façon que les extrémités des fibres soient maintenues en appui contre les deux côtés d'un élément de référence, le procédé comprenant les opérations qui consistent à écarter l'élément de référence, à débloquer l'élément de verrouillage afin de permettre de déplacer le support de maintien de fibres mobile jusqu'à une tête micrométrique, à mettre en marche un moteur électrique afin de déplacer la tette micrométrique vers l'arrière et ainsi déplacer le support de maintien de fibres mobile jusqu'à une position où il est en appui contre une première butée, à écarter la première butée, à mettre en service une source d'échauffement par décharge electrique une durée prédéterminée après l'écartement de la première butée, à déplacer de nouveau vers l'arrière la tette micrométrique afin de permettre que le support de maintien de fibres mobile soit déplacé vers l'avant jusqu'à une position où il est en appui contre une deuxième butée, à arrêter la source d'échauffement par décharge, et à faire revenir le support de maintien de fibres mobile, l'élément de référence, la première butée et la tête micrométrique a leurs positions initiales. Selon une variante du procédé, il est possible d'omettre la première butée et de faire en sorte que la position de la tette micrométrique soit arrentée par un autre moyen en une position équivalente. Selon une variante supplémentaire, il est possible d'omettre chacune de ces butées et de remplacer le moteur électrique par un moteur à impulsions, les positions de la tete micrométrique étant alors définies par l'intermédiaire des angles de rotation du moteur à impulsions. La description suivante, conçue à titre d'illustra- tion de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, où - la figure 1 est un schéma explicatif montrant un dispositif de fusion automatique de fibres optiques selon la technique antérieure; et - la figure 2 est un schéma explicatif montrant un mode de réalisation préféré d'un dispositif de fusion automatique de fibres optiques selon l'invention. La technique antérieure, présentée en relation avec la figure 1, a déjà été décrite Selon un mode de réalisation préféré de l'invention permettant de remplir les buts énoncés ci-dessus, il est utilisé, au lieu du moteur décrit ci-dessus, un moteur à impulsions servant à produire avec précision les déplacements rotatifs voulus ou les angles de rotation voulus. Dans ces conditions, il n'est pas nécessaire d'utiliser une minuterie ou un élément analogue. On peut alors obtenir un positionnement des fibres à une précision élevée, qui est typiquement définie dans les limites de l/um. Un deuxième mode de réalisation préféré du dispositif de fusion automatique des fibres optiques selon l'invention est présenté sur la figure 2, où les numéros de référence qui sont identiques à ceux de la figure 1 désignent des éléments identiques. Dans l'exemple considéré, des éléments 9, 10 et 11 supplémentaires seront utilisés. On note aussi que le support 3' de maintien de fibres est fixé à l'élément de référence 4 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'articulation (non représenté). Dans l'état initial, où l'élément de référence 4 est maintenu dans la position saillante présentée sur la figure 2, le support 3' de maintien de fibres est fixé à la butée la par un mdca- nisme de verrouillage. Lorsqu'on écarte l'élément de référence 4, le mécanisme de verrouillage se débloque, si bien que le support 3' de maintien de fibres vient en butée avec la tette micrométrique 6. Comme la tette micrométrique 6 recule du fait de la rotation du moteur 8, le support 3' se déplace pour venir en appui contre la butée 9 et est arrSté par celle-ci, tandis que l'extréitd de la tete micrométrique 6 continue de se déplacer jusqu' ce qu'elle s'arrente à une distance de 5 ou 61um de la butée 9. A cet instant, la distance entre les extrémités des fibres 1 et 1' étant définie par la valeur a comme cela a été décrit, la décharge commence. Ensuite, la butée 9 s'écarte perpendiculairement au plan de la figure pour venir à une position dans laquelle le dkpla- cement du support 3' de maintien de fibres n'est pas gené par la butée 9. Le support de maintien 3' se déplace alors vers l'avant de 5 ou 61um sous l'effet de la force exercée par le ressort 5 jusqu'à ce qu'elle vienne en appui contre l'extrémité de la tete micrométrique 6. Pendant que la butée 9 se déplace, la tette micro métrique 6 se déplace également. Ainsi le support de maintien 3' se déplace vers l'avant à la suite de la tête micrométrique jusqu'à ce qu'il vienne en appui contre la butée 10 pour être arrêté par celle-ci. Dans ce cas, la distance entre les extrémités des fibres a été ramenée à la valeur t .Alors, le moteur est arrenté par l'intermédiaire d'une minuterie ou d'un interrupteur de fin de course (non représentés). I1 faut noter que, lorsque le moteur s'arrete, la tête micrométrique 6 a reculé jusqu'à une position dans laquelle le support de maintien 3' peut être venu en contact avec la butée 10. Ensuite, on enleve les fibres du dispositif et on fait tourner le moteur dans le sens opposé en appuyant sur un bouton de remise en place (non représenté). Par conséquent, la tette micrométrique 6 se déplace vers l'avant, la butée 4 se déplace vers le haut, et le support de maintien 3' se déplace vers l'arrière par l'intermédiaire du mécanisme d'articulation jusqu'à ce qu' vienne en appui contre la butée 11, afin d'entre verrouillé à relle-cls Ainsi que le montre clairement la description donné ci-dessus, la fonction de la tete micrométrique est de maintenir cons tante la vitesse de déplacement de la fibre. Elle ne id-termise pas le positionnement de la fibre. Si la position dans laquelle le support de maintien 35 vient en appui contre la tete micrométrique 6 au moment du .débloge du moyen de verrouillage se trouve au niveau de la butée m, il -est alors possible d'omettre cette butée 9. Alors on obtient une simplification du dispositif, au prix toutefois d'un certain abaissement de la précision de positionnement de la fibre. Il reste que cette variante peut etre utilisée utilement si des fluctuations de la durée de décharge électrique peuvent etre tolérées dans une certaine mesure. -Cette variante permet en outre de réduire la taille du dispositif Comme l'a montré la description donnée ci-dessus, il est possible d'obtenir aisément et avec une précision élevée, selon l'invention, une détermination des positions des fibres optiques en vue de leur fusion. Ainsi, des fibres optiques peuvent etre fondues ensemble avec une stabilité élevée et des pertes faibles. Bien entendu. l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des procédés et des dispositifs dont la description vient entre donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de fusion automatique de fibres optiques (1, l') destiné à lier ensemble des fibres optiques en faisant fondre des parties des fibres par décharge d'arc électrique) le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des supports (2, 2') de soutien de fibres qui soutiennent des fibres optiques; un lément de référence (4); des supports (3, 3') de maintien de fibres qui maintIennent les fibres optiques disposées de part et d'autre de l'élément de référence, un ressort (5); un des supports (3') de maintien de fibres étant mobile dans la direction axiale des fibres sous l'effet de ce ressort; un moteur électrique (8); une tête micrométrique (6); ledit support de maintien de fibres étant déplace vers l'avant ou vers l'arrière à une vitesse voulue à l'aide de la force élastique du ressort sous l'effet du déplacement de la tête micrométrique par le moteur électrique; plusieurs butées (9, 10, 11) servant à arrêter ledit support mobile en des positions prédéterminées; une source d'échauffement; l'élément de référence, les butées, la tete micrométrique et la source d'échauffement étant, selon l'invention, amenés, suivant un ordre préétabli, à successivement déplacer l'extrémité d'une des fibres optiques maintenue par ledit support de maintien de fibres en des positions telles que déterminées par les positions des butées, ce qui permet de fondre les extrémités des fibres optiques. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de référence et une des butées sont mobile. dans lesdites directions axiales. 3. Procédé permettant de fondre des fibres optiques selon lequel des fibres optiques sont maintenues par des supports de soutien de fibres et des supports de maintien de fibres dont l'un est mobile et initialement retenu par un moyen de verrouillage de façon que les extrémités des fibres optiques soient initialement maintenues en contact avec les deux cotés de l'élément de référence, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à écarter l'élément de référence, à débloquer le moyen de verrouillage afin de permettre que le support de maintien de fibres mobile se déplace jusqu'à une tête micrométrique, à mettre en marche un moteur électrique afin de déplacer la tête micrométrique vers l'arrière pour déplacer le support de maintien de fibres mobile jusqu'à une position dans laquelle il est en appui contre une première butée, à écarter la première butée, à mettre en service une source d'échauffement par décharge électrique une durée prédéterminée après l'écartement de la première butée, à déplacer de nouveau la tête micrométrique vers l'arrière afin de permettre que le support de maintien de fibres mobile soit déplacé vers l'avant jusqu'à une position dans laquelle il est en appui contre une deuxième butée, à arrêter la source d'échauffement par décharge électrique, et à ramener le support de maintien de fibres mobile, l'élément de référence, la première butée et la tete micrométrique à leurs positions initiales. 4. Procédé permettant de fondre des fibres optiques selon lequel des fibres optiques sont maintenues par des supports de soutien de fibres et des supports de maintien de fibres dont l'un est mobile et initialement retenu par un moyen de verrouillage de façon que les extrémités des fibres optiques soient initialement maintenues en contact avec les deux cotés de l'élément de référence > le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à écarter l'élément de référence, à débloquer le moyen de verrouillage afin de permettre que le support de maintien de fibres mobile se déplace jusqu'd une tête micrométrique, à mettre en marche un moteur électrique afin de déplacer la titre micrométrique vers l'arrière pour déplacer le premier support de maintien de fibres mobile jusqu'à une première position prédéterminée, à mettre en service une source d'échauffement par décharge électrique une durée prédéterminée après que le support de maintien de fibres mobile a atteint la première position prédéterminée, à déplacer la tette micrométrique de nouveau vers l'arrière afin de permettre que le support de maintien de fibres mobile soit déplacé vers l'avant jusqu'à une position dans laquelle il est en appui contre une butée en une deuxième position prédéterminée, à arrenter la source d'échauffement par décharge électrique, et à ramener le support de maintien de fibres mobile, l'élément de référence et la tete micrométrique à leurs positions initiales. 5. Procédé de fusion de fibres optiques selon lequel des fibres optiques sont maintenues par des supports de soutien de fibres et des supports de maintien de fibres dont un est mobile, les extrémités des fibres optiques étant initialement maintenues en appui contre les deux côtés d'un élément de référence, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à écarter l'élément de référence, à mettre en marche un moteur à impulsions afin de déplacer une tete micrométrique vers l'arrière pour déplacer ledit support de maintien de fibres mobile jusqu'à une première position prédéterminée, à mettre en service une source d'échauffement par décharge électrique une duree prédéterminée après que le support de maintien de fibres mobile a atteint la première position prèdéterminée, à déplacer la tête micrométrique de nouveau vers l'arrière par l'action du moteur à impulsions afin de déplacer le support de maintien de fibres mobile vers l'avant jusqu'à une deuxième position prédéterminée, à arrenter la source d'échauffement par décharge électrique > et à ramener le support de maintien de fibres mobile, l'élément de référence et la tette micrométrique à leurs positions initiales.