Brevet FR2503388A1 — publié le 19821008

EMBOUT DE CONNECTEUR POUR FIBRE OPTIQUE, PROCEDE DE CENTRAGE D'UNE FIBRE DANS CET EMBOUT ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention concerne un embout de connecteur pour fibre optique comportant un manchon de centrage cylindrique, dans lequel est percé un canal cylindrique permettant le passage de la fibre, ledit manchon de centrage possédant à son extrémité anté- rieure une face de contact o débouche ladite fibre. Elle concerne également un procédé de centrage de la fibre dans cet embout ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé de centrage. Il est connu, par exemple du brevet américain 4 193 664 de réaliser des embouts de connecteurs pour monofibre optique, de tels embouts étant destinés au raccordement des fibres entre elles. Le problème qui se pose actuellement dans la réalisation de ces connecteurs monovoie pour fibre optique est le centrage de la fibre dans l'embout permettant une transmission de lumière avec le minimum de pertes au niveau de la connexion. Dans le brevet américain cité ci-dessus, l'embout comporte notamment deux plans de référence en forme de V par rapport auxquels la fibre optique est positionnée. Dans ce but, on utilise un appareil de centrage compor- tant par exemple deux plans disposés en forme de V, complémen- taires de ceux de l'embout, tandis que la fibre est elle-même positionnée dans une gorge constituée par deux plans parallèles aux précédents en forme de V et disposés respectivement à des distances très précises les uns des autres. La fibre est ensuite immobilisée à l'aide d'une résine polymérisable dans l'embout puis celui-ci est retiré desdits moyens de positionnement et après polissage de l'extrémité de l'embout, celui-ci est prêt à l'emploi. Toutefois, un tel procédé présente un certain nombre d'incon- vénients. En particulier, l'embout doit posséder deux plans formant un V et ayant un angle très précis à respecter l'un par rapport à l'autre. Ceci est assez difficile à réaliser et les embouts utilisés dans cette technique sont, par conséquent, d'un prix de revient élevé. Par ailleurs, au cours du centrage de la fibre, il est nécessaire d'appliquer fortement les plans de référence de l'embout contre les plans de référenbce de l'appareil et les opérations ainsi réalisées doivent être réalisées avec beaucoup de soin. Bien que cette technique donne dans l'ensemble satisfaction, il est de nombreux cas o l'on peut se contenter d'une précision moins importante que celle atteinte avec celle-ci, dans la mesure o la solution mis en oeuvre est beaucoup plus simple à réaliser. L'embout de connecteur pour fibre optique selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans ce but, il est caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un trou cylindrique radial qui communi- que avec le canal cylindrique ainsi qu'une douille de centrage disposée vers son extrémité postérieure, la fibre étant maintenue sensiblement parallèle à l'axe du canal cylindrique, d'une part dans la partie postérieure de l'embout par 14 douille de centrage, et d'autre part dans la partie antérieure du manchon par une résine polymérisée, introduite avant polymérisation par le trou cylindrique radial et qui maintient la fibre dans cette position après polyméri- sation. Selon un mode préférentiel de réalisation, l'embout de connec- teur pour fibre optique selon l'invention est caractérisé en ce que le manchon possède un chanfrein disposé à proximité de l'extrémité antérieure du canal cylindrique. L'invention concerne également un procédé de centrage d'une fibre optique dans un embout tel que décrit ci-dessus. Selon l'inven- tion, le manchon disposé à l'extrémité antérieure de l'embout est revêtu d'un centreur ayant une forme intérieure cylindrique complé- mentaire de celle du manchon et percé en son centre d'une ouver- ture cylindrique de diamètre sensiblement égal à celui de la fibre à centrer. On introduit ensuite dans le canal cylindrique de l'embout la fibre optique, celle-ci étant ensuite glissée dans l'ouverture cylin- t503588 drique du centreur, traversant celui-ci de part et d'autre. Le manchon ayant des dimensions extérieures très précises et le centreur ayant des dimensions intérieures très précises, ainsi qu'une position de l'ouverture cylindrique très précise par rapport aux parois internes cylindriques complémentaires de celles du manchon, la fibre optique est ainsi parfaitement centrée dans le manchon. On introduit alors, par l'intermédiaire du trou cylindrique radial, une résine liquide polymérisable dans le canal cylindrique, ladite résine venant entourer du fait de sa fluidité adaptée, la fibre optique éventuellement munie d'une gaine. La résine polymérisable étant choisie parmi les résines thermodurcissables qui polymérisent très rapidement à température ambiante, la fibre est ainsi rapidement et définitivement centrée dans l'embout. Afin d'éviter une pollution du centreur par la résine, on munit l'extrémité antérieure du canal cylindrique du manchon d'un chanfrein formant une petite cavité à l'extrémité du manchon. Ce chanfrein est de préférence constitué par une forme cylindrique de diamètre supérieur au diamètre du canal cylindrique. Ceci permet en particulier d'éviter que la résine ne dépasse sensiblement de la face antérieure du manchon. Par ailleurs, on munit l'embout d'une part, et le centreur d'autre part, de butées qui coopèrent entre elles de manière à laisser un espace entre la face antérieure du manchon et le fond de la cavité cylindrique intérieure du centreur. Par ailleurs, l'ouverture cylindrique disposée sensiblement au centre de la cavité cylindrique du centreur possède elle-même un chanfrein destiné à faciliter l'introduction de la fibre optique. Afin d'éviter que la fibre soit parfaitement centrée dans l'ouverture cylindrique du centreur, mais légèrement décalée par rapport au centre du canal cylindrique au niveau de la face antérieure du manchon, l'embout du connecteur est muni à proximité de son extrémité postérieure d'une douille de centrage de longueur suffisante qui maintient sensiblement la fibre dans l'axe du canal cylindrique et qui coopère avec l'ouverture cylindrique du centreur pour réaliser un centrage encore amélioré de la fibre dans l'embout. Lorsque la résine utilisée est polymérisée, le centreur est alors retiré du manchon. On dépose ensuite une goutte de résine, de préférence identique à la résine déjà utilisée, dans le chanfrein de forme cylindrique situé vers la face antérieure du manchon. De cette manière, on remplit ainsi complètement ce chanfrein de résine, celle-ci étant mise en quantité suffisante pour réaliser un cône de résine disposé au-dessus de la face antérieure de l'embout et ayant pour axe la fibre optique. Le manchon est ensuite revêtu d'un polissoir comportant une ouverture centrale ayant les mêmes dimensions intérieures, aux tolérances près, que celles du manchon. Celui-ci vient alors affleu- rer par sa surface antérieure la face plane du polissoir. Afin que l'alignement de ces deux faces soit parfait et corresponde aux conditions d'utilisation, ce polissoir est muni de moyens de fixation complémentaires de ceux de l'embout. Les dimensions du polissoir sont alors calculées de manière à ce que lorsque ces moyens de fixation sont assemblés, la face antérieure du manchon et la face plane du polissoir soient rigoureusement alignées. Le cône de résine polymérisée entourant la fibre dépasse alors largement au-dessus de la face plane dudit polissoir; on rectifie alors l'ensemble fibre et résine par alignement sur la face plane dudit polissoir. On obtient ainsi après séparation du polissoir et de l'embout, un embout dans lequel la fibre optique est parfaitement centrée, et dont l'extrémité est parfaitement alignée avec la face antérieure du manchon. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation suivants, donnés à titre non limitatif, conjointement avec les figures qui représentent: - la figure 1, un embout de connecteur selon l'invention pour monofibre optique, embout dont le manchon est revêtu de son centreur, - la figure 2, l'embout de connecteur de monofibre optique revêtu de son polissoir, - la figure 3, une vue du centreur selon l'invention, - la figure 4, une vue schématique explicitant le rôle de la douille de centrage de l'embout. Sur la figure 1, on a représenté la première étape du procédé selon l'invention qui consiste à centrer la fibre dans l'embout et à couler une résine polymérisable dans le canal cylindrique central de celui-ci. Le câble optique 1 comporte une fibre optique 2 éventuel- lement revêtue de sa gaine optique, et une gaine de protection 3. Cette gaine peut être, soit une enduction, soit éventuellement la gaine optique elle-même dans le cas o celle-ci est une gaine souple du type silicone. La fibre optique 2 est disposée dans le canal cylindrique central de l'embout 4, canal composé successivement de plusieurs parties de diamètres décroissants depuis la partie posté- rieure vers la partie antérieure de l'embout. La partie postérieure 5 de ce canal cylindrique est de diamètre relativement important par rapport au diamètre de la fibre revêtue de sa gaine pour permettre le logement de la douille de centrage 6. Il se poursuit par une partie centrale 7 de diamètre plus faible, elle-même se poursuivant par une partie antérieure 8 de diamètre peu supérieur au diamètre extérieur de la fibre revêtue de sa gaine. L'embout 4 comporte à sa partie antérieure le manchon de centrage 15 proprement dit. Celui-ci de forme cylindrique a des cotes extérieures précises servant de référence. Le canal cylindrique 8 est parfaitement centré par rapport à l'axe du manchon 15, dans la limite des tolérances acceptables. Ce manchon 15 se termine par un chanfrein 14 qui relie sa paroi cylindrique 25 à la face antérieure 13 dudit manchon. Cette face antérieure est elle-même parfaitement plane et perpendiculaire à l'axe du manchon 15. Celui-ci se termine au niveau de la face antérieure 13 par un chanfrein interne 12 composé d'une partie cylin- drique prolongée vers l'intérieur du canal cylindrique par une partie conique rejoignant ledit canal, ce qui facilite l'usinage de cette forme. De préférence, on a constaté que les meilleurs résultats étaient obtenus lorsque cette partie conique du chanfrein n'existait pas, c'est-à-dire lorsque celui-ci avait une forme cylindrique. Dans cette réalisation, l'embout 4 possède également à proximité du manchon 15 mais non sur celuici, un trou cylindrique radial 9 qui communique avec le canal cylindrique antérieur 8 ainsi qu'avec les parties centrale et postérieure 7 et 5 du canal. L'embout 4 possède également des cavités 49 permettant le logement d'un joint et d'une douille non représentés sur la figure afin de donner à celui-ci les caractéristiques bien connues de l'homme de l'art des connecteurs du type "SMA". Sur le manchon 15, est positionné le centreur 20. Celui-ci possède une cavité interne cylindrique de diamètre identique au diamètre extérieur du cylindre de référence 15, aux tolérances près. Les parois internes de ce centreur sont également représentées sur la figure par le repère 25 comme les parois externes du manchon 15. Cette cavité interne du centreur se prolonge vers la partie posté- rieure de celui-ci par des butées 26 qui viennent coopérer avec les butées correspondantes 24 de l'embout 4. Ces butées 24 au niveau de l'embout 4 sont simplement réalisées par une collerette de diamètre supérieur au diamètre du cylindre de référence 15. Les butées 26 sont constituées par les plans perpendiculaires à l'axe de la cavité du centreur. La profondeur de la cavité interne du centreur est légèrement supérieure à la longueur du manchon 15: lorsque les butées 24 et 26 viennent au contact l'une de l'autre, la face antérieure du manchon 15 et le fond 23 de la cavité interne du centreur sont à une distance l'une de l'autre égal à d. En pratique, une distance d de l'ordre de 0,1 mm s'est montrée particulièrement satisfaisante. L'ouverture cylindrique 21 disposée exactement au centre de la cavité cylindrique du centreur et traversant celui-ci de part en part, de sa face 23 à sa face 27, est munie d'un chanfrein 22 permettant une introduction plus aisée de la fibre 2. Les éléments étant disposés comme décrits ci-dessus et ainsi que représentés sur la figure 1, on introduit une résine liquide polymérisable 10 dans l'ouverture 9, celle-ci se répandant partiel- lement dans le canal 7 et remplissant complètement le canal 8 jusqu'à former un chanfrein Il à l'extrémité dudit canal 8. Comme résine polymérisable, on utilisera toute résine bien connue de l'homme de l'art pour ce type de réalisation. En particulier, celui-ci choisira, selon le diamètre des ouvertures, la nature des fibres utilisées ainsi que de leurs gaines,... et d'une manière générale de tous les paramètres rentrant en ligne de compte, une résine ou colle polymérisable de fluidité adaptée pour qu'elle se comporte de la manière décrite ci-dessus. Ceci peut être réalisé par de simples manipulations de routine avec les résines polymérisables disponibles dans le commerce. En particulier, on utilisera les résines époxy ou colle époxy bien connues de l'homme de l'art, mono ou bi-compo- sants, ainsi que les colles de type acrylates. En particulier, on utilisera les résines qui polymérisent à température ambiante dans un temps très court de l'ordre de quelques minutes. Lorsque la polymérisation est réalisée, le centreur est ensuite retirée de l'embout 4. L'opération suivante consiste à remplir le chanfrein 12 à l'aide d'une goutte de résine telle que décrite ci-dessus, de manière à former sensiblement un cône au-dessus de la face de contact 13 du manchon 15. La suite des opérations est alors représentée sur la figure 2, sur laquelle les mêmes éléments que ceux de la figure 1 portent les mêmes références. L'embout 4 a été revêtu du polissoir 50. Ce polissoir comporte un canal cylindrique intérieur de même dimensions aux tolérances près que les dimensions extérieures du manchon 15. Ce canal cylindrique débouche sur la face antérieure 51 du polissoir 50. Celui-ci comporte des butées 35 qui viennent coopérer avec les butées 24 de l'embout 4. Ces butées sont position- nées de telle façon que la face antérieure 13 du manchon 15 soit exactement alignée avec la face antérieure 51 du polissoir 50. Le polissoir 50 possède un filetage 32 qui vient coopérer avec la bague 30 solidaire par l'intermédiaire du joint 32 de l'embout 4. L'embout muni de sa bague représente un embout de connecteur bien connu de l'homme de l'art sous la référence "SMA". La bague 30 possède un corps 31 ayant également une partie interne filetée qui vient coopérer avec le filetage 32 du polissoir 50. Ces différents filetages permettent d'amener rigoureusement en butées et maintenir ferme- ment le polissoir et l'embout 4. La goutte de résine en forme de cône 40 qui est disposé au-dessus du chanfrein 12 du canal 8, est alors rectifiée à l'aide des moyens bien connus de l'homme de métier, de manière à aligner parfaitement l'extrémité antérieure 13 du manchon 15, la résine et la fibre optique 2. Après cette opération qui ne pose pas de difficultés particulières, le polissoir est alors retiré de l'embout qui est prêt à l'emploi. La figure 3 représente une vue détaillée du centreur selon l'invention, les mêmes éléments que ceux des figures précédentes portant les mêmes références. Ce centreur 20 possède une forme intérieure cylindrique 61, complémentaire de celle du manchon 15, ayant un axe de symétrie identique à celui de l'ouverture cylindrique 21. Par ailleurs, les cotes des parois internes 25 et celles du manchon 15 étant très voisines et ajustées, il est nécessaire de prévoir une ouverture complémentaire 60 permettant l'évacuation de l'air au cours de la manoeuvre de pénétration du manchon dans le centreur. La figure 4 représente-une vue très schématique d'un embout dans lequel on n'aurait pas prévu la douille de centrage 6. Schémati- quement, on a représenté l'embout 4 revêtu du centreur 20. La fibre n'étant pas maintenue par la douille de centrage 6, son axe 66 présente nécessairement une certaine inclinaison par rapport à l'axe du canal cylindrique 8. Suivant les tolérances sur la fibre et sur le trou 21, cet angle peut être variable et entraîner des erreurs de centrage relativement importantes. Ainsi, sur la figure 4 o l'on a fortement exagéré ces erreurs, on voit que le centre 67 du canal 8 au niveau de la face antérieure 13 du manchon n'est pas confondu avec le centre 68 de la fibre au niveau de cette face 13. Par conséquent, si l'autre embout auquel celui-ci va être raccordé possède la même erreur de centrage niais dans l'autre sens, on peut avoir de pertes de transmission au niveau de la connexion relative- ment importantes; c'est pourquoi la douille de centrage 6 selon l'invention est particulièrement nécessaire si l'on veut obtenir une connexion de bonne qualité: On peut dans tous les cas améliorer la transmission optique en prévoyant des moyens de détrompage sur chaque embout lors de leur accouplement dans un connecteur. Suivant les cas, l'homme de métier utilisera des fibres opti- ques, pour mettre en oeuvre l'invention, revêtues ou non de leurs gaines optiques et revêtues ou non d'une enduction de protection superficielle. Lorsqu'on utilise des fibres dures, c'est-à-dire des fibres à gaine dure, du type verre-verre ou silice-silice, il est bien entendu que la gaine optique est nécessairement maintenue sur toute la longueur de la fibre. Ces fibres étant généralement revêtues d'un enduction d'un polymère relativement souple, celui-ci peut être conservé si cette enduction est suffisamment concentrique par rapport à la gaine optique de la fibre pour l'application envisa- gée. Dans le cas contraire, on procèdera au dénudage de la fibre de telle sorte que cette enduction ne dépasse pas la zone 7 du canal cylindrique de l'embout 4. Lorsqu'on utilise des fibres à gaines souples, on peut soit prendre référence sur la gaine si celle-ci est suffisamment concentrique, soit prendre référence directement sur la fibre. Dans ce dernier cas, on s'arrangera pour enlever cette gaine optique à l'extrémité de la fibre 2, de manière à ce que seul le coeur de la fibre lui-même soit introduit dans l'ouverture cylindrique 21 qui aura les dimensions adaptées. Pour assurer une bonne connexion, la gaine optique sera maintenue sur la fibre jusqu'au niveau de la surface 23, au-dessus de la face antérieure 13 du manchon 15. REVENDICATIONS 1. Embout (4) de connecteur pour fibre optique comportant un manchon de centrage cylindrique (15), dans lequel est percé un canal cylindrique (5, 7, 8) permettant le passage de la fibre (2), ledit manchon de centrage (15) possédant à son extrémité antérieure une face de contact (13) o débouche ladite fibre (2), caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un trou cylindrique- radial (9) qui commu- nique avec le canal cylindrique (5, 7, 8) ainsi qu'une douille de centrage (6) disposée vers son extrémité postérieure, la fibre (2) étant maintenue sensiblement parallèle à l'axe du canal cylindrique (5, 7, 8) d'une part dans la partie postérieure de l'embout (4) par la douille de centrage (6), et d'autre part dans la partie antérieure du cylindre de référence par une résine polymérisée (10), introduite avant polymérisation par le trou cylindrique radial (9) et qui maintient la fibre dans cette position après polymérisation. 2. Embout de connecteur pour fibre optique selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le manchon (15) possède un chanfrein (12) disposé à proximité de l'extrémité antérieure du canal cylindri- que (8). 3. Procédé de centrage d'une fibre dans un embout comportant un manchon (15), dans lequel est percé un canal cylindrique (5, 7, 8), caractérisé en ce que le manchon (15) est introduit dans un centreur (20) de forme intérieure cylindrique complémentaire de celle du manchon (15) et percé en son centre d'une ouverture cylindrique (21) de diamètre sensiblement égal à celui de la fibre à centrer, celle-ci étant introduite dans le canal cylindrique (5, 7, 8) puis l'ouverture cylindrique (21) de manière à être centrée par rapport audit canal (5, 7, 8), une résine liquide polymérisable (10) étant introduite ensuite dans ce canal, ledit centreur étant retiré après polymérisa- tion de la résine. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on il maintient une distance suffisante entre l'extrémité antérieure du manchon et le fond du centreur, de façon à éviter le contact de la résine et du centreur. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le centreur (20) possède des butées extérieures (26) qui viennent au contact des butées correspondantes (24) de l'embout (4). 6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le manchon possède un chanfrein (12) disposé à proximité de l'extrémité antérieure du canal cylindrique, ledit chanfrein étant rempli de résine polymérisable de manière à former un cône en saillie (40) par rapport à la face antérieure (14) du manchon. 7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'on ajuste ensuite sur le manchon un polissoir (50) compor- tant une face plane (51), ledit polissoir étant percé d'une ouverture centrale dans laquelle pénètre le manchon (15) qui vient affleurer par sa face antérieure la face plane dudit polissoir, la résine (10) et la fibre (2) disposées en saillie par rapport à la face plane et la face antérieure alignées l'une par rapport à l'autre, étant rectifiées et amenées dans le même plan que lesdites faces. 8. Centreur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une forme intérieure cylindrique (61) complémentaire de celle (25) du manchon (15) avec lequel il coopère, la base (23) du centreur étant percée en son centre d'une ouverture cylindrique (21) de diamètre sensiblement égal à celui de la fibre (2) à centrer et orientée parallèlement à l'axe (62) du cylindre. 9. Centreur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte également une ouverture (60) reliant la base du cylindre intérieur et la face antérieure du centreur, permettant l'évacuation de l'air au cours de l'opération de centrage.