Brevet FR2517835A1 — publié le 19830610

La présente invention est relative à des perfection- nements apportés aux conducteurs d'image à fibres optiques. Actuellement, un conducteur d'image est réalisé par le grou- pement d'un grand nombre de fibres optiques très fines dont les diamètres sont compris entre 10 et 20 microns, ordonnées de façon cohérente aux deux extrémités du cable ainsi formé. Sur une des extrémités de ce câble, on projette l'image à transmettre, chaque fibre conduisant un point de lumière de l'image qui est ainsi transmis et vu à l'autre extrémité du câble grâce à un oculaire grossissant. Ce type de conducteur d'image fonctionne assez cor- rectement mais l'ordonnancement correct des fibres constitue un inconvénient important et une grande sujétion En effet, un groupement des fibres différentes aux deux extrémités aboutit à une distorsion de l'image reçue. On connait par ailleurs des fibres multimodales qui sont utilisées actuellement pour transmettre une information en modulant la puissance de l'onde optique. Le Demandeur a trouvé de manière surprenante, que l'on peut tirer parti de l'architecture modale de cette onde et qu'il est parfaitement possible d'utiliser les propriétés des fibres à gradient d'indice à haut pouvoir de transmission. Avec ce procédé de modulation, la bande de transmis- sion d'une telle fibre peut atteindre plusieurs centaines de M Hz km ou m Eme dépasser le G Hz kn Lorsque -la largeur spectrale de la source est suffisamment faible, le phéncaène limitateur de la bande Las- sante est la dispersion modale Or, cette-dispersion modale n'in- tervient pas dans les fibres unimodales dont les bandes passantes dépassent la centaine de G Hz km La limitation en bande passante est due à la dispersion du guide optique et à la dispersion de polarisation. Ainsi, le Demandeur a constaté que dans une fibre multimodale à gradient d'indice, la propagation unimodale d'un mode se faisait sans couplage appréciable avec les autres modes de la fibre. Il a ainsi pu constater que chaque mode d'une fibre est capable de transporter la même quantité d'information qu'une fibre unimodale, pourvu que le couplage de mode dans la fibre soit faible et que l'on sache exciter et retrouver séparément les divers modes aux extrémités de la fibre. -5 Dans l'expérience que le Demandeur a réalisé, la configuration modale choisie était un mode tubulaire pour lequel l'énergie lumineuse restait confinée dans une région située à une distance fixe de l'axe de la fibre, -les rayons lumineux de transmission étant des rayons hélicoïdaux du même axe que celui de la fibre. Dans cette expérience, la source était constituée par un laser He-Ne de fréquence 0,633 pm non polarisé Le faisceau dilaté par un ensemble afocal traversait un filtre modal constitué d'une plaque opaque de 5 mm avec des per- forations situées sur la circonférence, ladite plaque étant serrée entre deux lames de verre pour former des cavités optiques dont une sur deux est à une pression légèrement infé- rieure à la pression atmosphérique pour créer un déphasage égal à TL entre les rayons qui ont traversé les cavités. L'image du filtre est projetée sur la face d'entrée de la fibre avec l'axe du faisceau parallèle à celui de la fibre. Avec une fibre de 50 mètres de long, l'image à la -sortie de la fibre est très peu déformée par rapport à l'image projetée à l'entrée, ce qui montre que sur cette distance, le couplage de mode est très faible. Cette expérience montre que l'injection et la pro- pagation monomodes sont possibles dans une fibre à gradient d'indice hautement multimodale - C'est en se basant sur cette caractéristique de la fibre à gradient d'indice que le Demandeur a pu mettre au point un conducteur d'image qui répondait mieux aux nécessités de la pratique que les conducteurs d'image antérieurement connus. La présente inventiona -pr objet un dispositif conducteur d'image caractérisé en ce qu'il comprend un objectif projetant l'image sur une trame, un réducteur formant sur la face d'entrée d'une fibre à gradient d'indice l'image tramée, et un oculaire à l'autre bout de la fibre permettant de voir l'image tramée transmise. Selon un mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, la trame comporte des ouvertures ou perfo- rations de quelques microns, disposées selon des cercles concentriques. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, on interpose un premier polariseur entre l'entrée de la fibre et la trame et un deuxième polari- seur entre la sortie de la fibre et l'oculaire. D'autres caractéristiques ressortiront de la descrip- tion qui va suivre, et qui comprend un dessin dans lequel la figure unique est une vue schématique du dispositif conduc- teur d'image selon l'invention. Il doit être bien entendu toutefois, que l'exemple de mise en oeuvre qui sera décrit ci-après et représenté au dessin annexé est donné uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, mais n'en constitue en aucune manière une limitation. Selon l'invention, le dispositif conducteur d'image représenté au dessin comprend un objectif 1 qui projette l'image sur une trame 2 très finement réticulée, de quelques microns de préférence, les perforations étant disposées selon des cercles concentriques L'image tramée est reprise par un objectif réducteur 3 qui projette l'image tramée réduite sur la face d'entrée d'une fibre 4 optique à gradient d'indice dont le diamètre est compris entre 100 et 500 microns. Chaque point lumineux de l'image tramée est transmis à travers la fibre de façon monomode et à l'extrémité de sortie 5 de la fibre, on retrouve l'image tramée transmise qui peut Qtre vue grâce à un oculaire 6. Le gradient d'indice de la fibre est déterminé en fonction de la longueur de la fibre pour que les modes ne puissent pas se mélanger. 25178 5 Pour améliorer l'image transmise, il peut être utile de polariser la lumière en interposant un premier polariseur entre l'image tramée et la face d'entrée de la fibre et un deuxième polariseur entre l'image tramée de sortie et l'oculaire. Ainsi que cela ressort de ce qui préècde, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse, au contraire, toutes les va- riantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la ma- tière sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif conducteur d'image caractérisé en ce qu'il comprend un objectif ( 1) projetant l'image sur une trame ( 2), l'image tramée étant projetée par un objectif réducteur ( 3) sur la face d'entrée d'une fibre ( 4) optique à gradient d'indice qui transmet de façon monomode les points lumineux de l'image tramée,pour former sur la face de sortie ( 5) de la fibre l'image tramée transmise en face de laquelle est disposé un oculaire ( 6). 2 Dispositif conducteur d'image selon la Revendi- cation 1, caractérisé en ce que la trame ( 2) comporte des ouvertures ou perforations de quelques microns, disposées selon des cercles concentriques. 3 Dispositif conducteur d'image selon la Revendi- cation i ou la Revendication 2, caractérisé en ce que deux polariseurs sont interposés d'une part entre l'entrée de la fibre et la trame et, d'autre part, entre la sortie de la fibre et l'oculaire.