Brevet FR2487527A1 — publié le 19820129

La présente invention concerne un dispositif d'alignement des faces émettrice et réceptrice de deux éléments optiques. L'alignement des faces émettrice et réceptrice de deux éléments optiques est important entre autres pour la transmission par cables optiques dans les systèmes de communication. L'alignement considéré doit être effectué avec une grande précision pour que le couplage soit à rendement élevé. Cette opération présente, en effet des difficultés particulières par suite des très faibles dimensions des faces en regard. De nombreux dispositifs permettant cet alignement ont été réalisés dans le passé. Il est connu notamment (Bell System Technical Journal, Mars 1972, pages 573 - 594) de monter un laser et une fibre optique chacun sur un support, chaque support étant placé sur un micromanipulateur séparé, de manière à pouvoir amener le laser et la fibre optique dans une position désirée. Ce système présente l'inconvénient d'être relativement délicat à mettre en oeuvre. Il est aussi connu de réaliser cet alignement en jouant sur l'aptitude à se déformer de pièces massives métalliques évidées.Ainsi dans la demande de brevet d'invention déposée en France le 8 Juillet 1976, sous le numéro 76 20 898, les éléments optiques à aligner sont fixés à la surface d'un bloc comportant une entaille profonde en son milieu, qui débouche sur cette surface de manière à former - deux assises dont l'écartement est ajustable. Cet ajustement permet de régler la distance qui sépare les faces émissive et réceptrice des éléments à aligner. Comme les deux faces d'appui sont coplanaires, il ne reste qu'à pouvoir régler l'alignement des faces en question dans une direction parallèle aux faces d'appui. A cet effet, l'une des ailes du bloc support comporte deux entailles supplémentaires laissant subsister au centre une languette fléchissable sur laquelle est fixé un des élément optique à aligner.Des vis de réglage exercent leur poussée de part et d'autre de cette languette permettant ce déplacement latéral. Ce dispositif présente Pinconvénient d'être constitué d'un élément massif dont l'usinage est complexe; les plages de réglage sont étroites, ce qui nécessite une fixation assez précise des éléments optiques sur le bloc support. En vue de pallier ces inconvénients, le dispositif de l'invention est constitué d'éléments de structure élancée et à grand débattement. I1 se révèle tout à la fois efficace, stable et précis. La présente invention a pour objet un dispositif d'alignement des faces émettrice et réceptrice de deux éléments optiques comportant un bâti et des supports de montage de ces éléments optiques fixés par une de leurs extrémités à ce bâti, l'un de ces supports, au moins étant déformable et réglable en position par des moyens de poussée, caractérisé en ce que l'un au moins de ces supports comporte un élément porteur en forme de ruban allongé et un moyen de poussée faisant fléchir cet élément et agissant sur l'une de ses grandes faces sans induire de couple de torsion. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit et des figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 illustre un dispositif conforme à l'invention comportant deux moyens de support à un degré de liberte; - la figure 2 illustre un dispositif conforme à l'invention comportant un moyen de support avec deux degrés de liberté; - la figure 3 illustre une réalisation d'un dispositif d'alignement selon l'invention. - la figure 4 illustre une variante de réalisation d'un dispositif d'alignement suivant l'invention. La figure 1 est une vue dans Pespace d'un système de positionnement comportant deux moyens de support à un degré de liberté; un moyen de support consiste en un ruban métallique élastique 1 fixé par une de ses extrémités à un bati 3, l'autre de ses extrémités restant libre. La section du ruban est choisie de façon à présenter un moment d'inertie beaucoup plus important pour l'axe perpendiculaire à ses faces principales que pour l'axe parallèle à ces faces. La fibre optique 4 qui est fixée sur la face interne du ruban peut se déplacer dans une direction parallèle à l'axe Ox par action d'une vis de réglage 2.En utilisant deux systèmes de positionnement identiques à celui qui vient d'être décrit 1 et 5: l'un agissant suivant l'axe Ox et l'autre suivant un axe Oy formant un certain angle avec Ox, on obtient ainsi un déplacement relatif des deux extrémités libres des rubans à 2 degrés de liberté. Chaque vis de réglage 2 et 6 peut agir par exemple sur la face externe du ruban. Pour que sa poussée soit efficace, il faut qu'elle puisse créer un couple de fléchissement entre l'encastrement et le point de contact. Dans la description, on considère l'alignement de deux fibres optiques, mais on peut tout aussi bien les remplacer par un élément photoémetteur et un élément photorécepteur quelconques ou seulement l'un des deux. La poussée considérée peut donc agir en tout point du ruban autre que l'encastrement. Pour éviter un couple de torsion gênant, elle doit agir au milieu de la largeur de la grande face du ruban. Pour une meilleure efficacité de réglage la fibre optique est fixée en un endroit proche de l'extrémité libre du ruban parallèlement à l'axe de fixation. Ainsi en agissant avec les deux vis de réglage 2 et 6 on peut effectuer un positionnement en x et y; ce réglage se faisant par approches successives, du fait du pivotement autour des axes de rotation. La figure 2 est une vue dans l'espace d'un dispositif de positionnement à deux degrés de liberté. Il consiste en un ruban métallique flexible 8 en forme d'équerre fixé en une de ses extrémités à un bâti 3, son autre extrémité restant libre. La fibre optique 9, qui est fixée sur le ruban, peut se déplacer suivant deux directions Ox et Oy par action des vis de réglage 10 et 11. Cette équerre a été préalablement précontrainte pour que les vis n'aient pas de jeu et qu'elles restent toujours en contact avec l'équerre. Pour effectuer un réglage dans les deux dimensions, il faut jouer sur les deux vis 10 et 1 1 successivement. Pour que l'action de ces vis soit effective, elles doivent créer un couple de fléchissement. La vis 11 ne doit pas notamment n'engendrer qu'une force de compression sur la lame du ruban. I1 est donc intéressant de placer ces vis de réglage aux extrémités de chaque face externe du ruban et au milieu de sa largeur, comme cela est réalisé sur la figure 2 considérée. Comme dans le cas de la figure 1 les vis de réglage agissent sur la face externe du ruban, mais pourraient tout aussi bien agir sur la face interne. Pour une meilleure efficacité, la fibre optique 9 est fixée en un endroit proche de l'extrémité libre du ruban parallèlement à l'axe de fixation de l'équerre au bâti. La figure 3 est une vue dans l'espace d'une réalisation du dispositif d'alignement suivant l'invention. On considère alors deux fois le système défini lors de l'explication de la figure 2. Les deux équerres 12 et 13 étant disposées de part et d'autre du plan 14, de telle sorte que la projection de leurs ailes sur ce plan forme un cadre, leurs extrémités libres étant rendues adjacentes lors du positionnement préalable et de leur fixation à l'embase 3. L'alignement des fibres optiques 15 et 16 suivant un axe s'effectue par des poussées successives des vis de réglages 17 et 19 sur les équerres 12 et 13 entrainant des glissements au contact des vis 18 et 20. L'intérêt de ce dispositif par rapport à celui de la figure 2 réside dans le fait des glissements le long des vis 18 et 20 lors du réglage. - En effet de ce fait les directions de réglage sont mieux définies, ce sont véritablement bien les directions Ox et Oy. Nous aurions tout aussi bien pu considérer les mêmes équerres de part et d'autre d'un plan, les projections des ailes de ces équerres sur ce plan formant une configuration en L ou en U. La figure 4 est une vue en coupe d'un dispositif suivant l'invention. Le bâti, cette fois, la forme d'un cadre 21. Ce qui permet une réalisation simple du dispositif, notamment en ce qui concerne le positionnement des vis de réglage. On considère des équerres en métal à faible coefficient de dilatation. Pour améliorer le dispositif les vis de réglage 17 et 19 sont positionnés pour agir dans la même direction que précédemment mais sur les faces extrêmes des rubans; ceux-ci peuvent alors prendre une forme autre que celle d'une équerre; à titre d'exemple non limitatif, ce peut être la forme d'un arc de cercle. Le dispositif est alors totalement insensible aux dilatations thermiques. I1 est aussi possible de figer le réglage en introduisant un matériau solidificateur 22, 23 assurant une liaison rigide entre le bâti et les éléments porteurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alignement des faces émettrice et réceptrice de deux éléments optiques comportant un bâti et des supports de montage de ces éléments optiques fixés par une de leurs extrémités à ce bâti, l'un de ces supports, au moins étant déformable et réglable en position par des moyens de poussée, caractérisé en ce que l'un au moins de ces supports comporte un élément porteur en forme de ruban allongé et un moyen de poussée faisant fléchir cet élément et agissant sur l'une de ses grandes faces sans introduire de couple de torsion. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de poussée sont des vis agissant au milieu de la largeur de la grande face du ruban. 3. Dispositif - selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support sont deux lames positionnées de telle sorte que les vis de réglage (17, 18 et 19, 20) aient des actions dans deux directions distinctes perpendiculaires à l'axe d'alignement. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support sont des rubans métalliques en forme d'équerres (12, 13). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de poussée sont des vis de réglage (17, 18 et 19, 20) agissant sur la face externe des deux ailes de l'équerre en restant toujours en contact avec celles-ci. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les équerres (12, 13) sont positionnées de part et d'autre d'un plan de telle sorte qu'en permettant l'alignement des éléments optiques, la projection de leurs ailes sur ce plan forme une configuration de cadre. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les équerres (12, 13) sont positionnées de part et d'autre d'un plan de telle sorte qu'en permettant l'alignement des éléments optiques, la projection de leurs ailes sur ce plan forme une configuration de L. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les équerres (12, 13) sont positionnées de part et d'autre d'un plan de telle sorte qu'en permettant l'alignement des éléments optiques, la projection de leurs ailes sur ce plan forme une configuration de U. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bâti a la forme d'un cadre (21). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on peut figer l'alignement par introduction d'un matériau solidificateur (22, 23) assurant une liaison rigide entre le bâti et les éléments porteurs.