Brevet FR2527342A1 — publié le 19831125

Procédé de réalisation d'interfaces à couches minces pour améliorer le couplage d'extrémités de fibres optiques. L'invention concerne un procédé de réalisation d'interfaces à couches minces pour améliorer le couplage d'extrémités de fibres optiques. Une telle interface peut être utilisée par exemple comme dispositif antireflet pour améliorer le couplage d'une fibre à une diode émettrice, ou comme filtre en longueurs d'ondes. Elle est souvent réalisée sous la forme de couches multidiélectriques. Les procédés connus pour réaliser une telle interface, c'est-à-dire pour effectuer un "traitement optique", comportent des dépôts, dans une enceinte sous vide, sur la section d'extrémité de la fibre optique à coupler. Pour obtenir des traitements optiques "durs" mécaniquement, il est nécessaire de porter le support à des températures élevées (200 à 3000C) pendant la phase de déposition des couches. Si on veut traiter les extrémités de fibres (réalisation d'un antireflet, d'un filtre passe-haut ou passe--bas suivant les besoins), il est nécessaire que les fibres puissent tenir à cette température. Si on veut réaliser un multiplexeur en longueurs d'onde on peut également traiter un coupleur de type connu précédemment obtenue par collage de fibres. Des essais effectués sur fibres et sur coupleurs ont montré que - à 2000C la gaine protectrice plastique de la fibre noircit, - à 2500C la colle du coupleur fond et la fibre sort du coupleur. De telles difficultés sont surmontables au prix de précautions qui augmentent le coût du traitement. Par ailleurs ce coût est rendu élevé par le coût propre à chaque opération de dépôt. Celle-ci peut être soit effectuée sur une seule fibre, ce qui introduit le coût entier du dépôt dans celui de chaque interface, soit effectuée sur plusieurs fibres à la fois, ce qui, en raison de la longueur des fibres, complique la mise en oeuvre de l'enceinte sous vide. I1 doit par ailleurs être compris que, pour qu'une interface du type indiqué ait une utilité, elle ne doit introduire par elle-même que de faibles pertes de lumière. Le procédé connu indiqué ci-dessus satisfait à cette condition. La présente invention a pour but de diminuer le coût de mise en oeuvre d'un procédé de réalisation d'interfaces à couches minces pour améliorer le couplage d'extrémités de fibres optiques, ceci sans introduire de pertes de lumière susceptibles de diminuer sensiblement l'utilité de l'interface réalisée. Elle a pour objet un procédé de réalisation d'interfaces à couches minces pour améliorer le couplage d'extrémités de fibres optiques, - procédé dans lequel on dépose sous vide au moins une couche mince d'au moins un matériau diélectrique semi-conducteur ou métallique, propre à améliorer le couplage optique d'une extrémité de fibre, - ce procédé étant caractérisé par le fait qu'on'dépose ces ou cette couche sous vide sur une face avant d'une plaque transparente, de surface supérieure à la section des fibres, et d'épaisseur inférieure au double du diamètre du coeur des fibres, - on découpe cette plaque ainsi traitée pour former plusieurs plaquettes de surfaces plus faibles que celle de la plaque et au moins égale à la section du coeur des fibres, 17épaisseur de ces plaquettes étant égale à celle de la plaque de départ, - et on colle ces plaquettes par leurs faces arrières sur les extrémité des fibres optiques à l'aide d'une colle transparente. On peut de plus, selon les circonstances, adopter les dispositions préférées indiquées ci-après - L'épaisseur de la plaquette est au plus égale au diamètre du coeur de la fibre. - Ledit dépôt sous vide est un dépôt dichrolque à couches multidiélectriques effectué à une température d'au moins 2000C, - Au moins une extrémité d'une première fibre optique munie d'une dite plaquette collée est collée par la face avant de cette plaquette sur la face composite extrême d'un ensemble d'une deuxième et d'une troisième fibres optiques dont les extrémités sont biseautées à mi épaisseur, les faces biseautées de ces deux fibres étant collées l'une à l'autre, les axes de ces deuxième et troisième fibres étant concourants et symétriques par rapport à celui de la première en formant un Y, l'angle de ces deux axes étant inférieur à 5O, de manière à constituer un démultiplexeur en longueurs d'onde. A l'aide des figures schématiques ci-jointes on va décrire ci-après, à titre non limitatif, comment l'invention peut être mise en oeuvre. I1 doit être compris que les éléments decrits et représentés peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, être remplacés par d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le même signe de référence. La figure 1 représente une vue d'une plaque en cours de traitement selon l'invention. La figure 2 représente une vue de cette plaque traitée découpée en plaquettes. La figure 3 représente une vue d'une fibre optique munie d'une telle plaquette. La figure 4 représente une vue en perspective éclatée d'un démultiplexeur réalisé selon l'invention. Sur la figure 1 une plaque 2 de quartz épaisse de 50 microns est soumise sur une face avant 2a à un traitement de dépôt de couches multidiélectrique dans une enceinte sous vide 3, à une température voisine de 3000C, et à partir d'une source 4. Cette plaque est ensuite découpée par sciage en quatre plaquettes (figure 2) telles. que 6 présentant chacune une face avant traitée 6a et une face arrière non traitée 6b. Puis chaque plaquette est collée par sa face arrière non traitée 6b à l'extrémité d'une fibre optique 8. Les indices optiques des plaquettes et de la colle sont de préférence voisins de ceux du coeur de la fibre, l'indice de la colle étant de préférence compris entre les deux autres. le prix de revient du dépôt multidiélectrique est ainsi fortement diminué. Des pertes de lumière apparaissent certes en raison du fait que la lumière n'est pas guidée lorsqu'elle traverse l'épaisseur de la plaquette. Mais ces pertes apparaissent d'une petitesse surprenante, et sont acceptables dans beaucoup de cas. Cette petitesse tient au choix d'une faible épaisseur de plaquette et aussi probablement, au fait que la lumière ne se répartit pas uniformément sur toute la section du coeur de la fibre. Elle tient encore au fait que l'indice optique de la plaquette n'est pas trop petit. A titre d'exemple ces pertes sont inférieures à 0,4 db dans le cas d'une fibre optique de diamètre de coeur 50 microns, de diamètre extérieur 125 microns et d'ouverture numérique 0,2, ceci dans le cas où on utilise la plaquette 6 précédemment décrite. Le procédé selon l'invention est applicable notamment à la réalisation de multiplexeurs ou démultiplexeurs On peut connecter trois fibres optiques par une jonction en Y avec interposition d'un revêtement dichroïque pour que la lumière se propage de la manière qui va être décrite dans le cas, par exemple, d'un démultiplexeur. Un premier et un deuxième faisceaux lumineux d'une première et d'une deuxième longueur d'onde arrivent par une fibre "commune" FC sur une couche dichrolque formée sur la face avant Pa d'une plaquette P collée par sa face arrière Pb sur ltextretmité d'une fibre "directe" FD. L'un des faisceaux est transmis à travers cette couche et se propage ensuite dans cette fibre FD. L'autre faisceau est réfléchi par cette couche vers une autre fibre de renvoi FR. Les extrémités des fibres communes et de renvoi sont biseautées à demie épaisseur et les deux faces biseautées G sont collées avec une colle de même indice que leurs coeurs pour rendre la section totale extreme H de ces deux fibres coextensive à celle de la fibre directe et diminuer autant que possible les pertes de lumière. Cette section totale extrême est enfin collée sur la face avant traitée de la plaquette P. REVENDICATIONS 1/ Procédé de réalisation d'interfaces à couches minces pour améliorer le couplage d'extrémités de fibres optiques, - procédé dans lequel on dépose sous vide au moins une couche mince d'au moins un matériau diélectrique semi-conducteur ou métallique, propre à améliorer le couplage optique d'une extrémité de fibre, - ce procédé étant caractérisé par le fait qu'on dépose ces ou cette couche sous vide sur une face avant (2a) d'une plaque transparente (2), de surface supérieure à la section des fibres, et d'épaisseur inférieure au double du diamètre du coeur des fibres, - on découpe cette plaque ainsi traitée pour former plusieurs plaquettes (6) de surfaces plus faibles que celle de la plaque (2) et au moins égales à la section du coeur des fibres, l'épaisseur de ces plaquettes étant égale à celle de la plaque de départ, - et on colle ces plaquettes (6) par leurs faces arrières (6b) sur les extrémité des fibres optiques (8) à l'aide d'une colle transparente. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la plaquette (2) est au plus égale au diamètre du coeur de la fibre (8). 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit dépôt sous vide est un dépôt dichroïque à couches multidiélectriques effectué à une température d'au moins 2000 C, - au moins une extrémité d'une première fibre optique (FD) munie d'une dite plaquette collée (P) étant collée par la face avant de cette plaquette (Pa) sur la face composite extrême (H) d'un ensemble d'une deuxième (FC) et d'une troisième (FR) fibres optiques dont les extrémités sont biseautées à mi épaisseur, les faces biseautées (G) de ces deux fibres étant collées l'une à l'autre, les axes de ces deuxième et troisième fibres étant concourants et symétriques par rapport à celui de la première en formant un Y, l'angle de ces deux axes étant inférieur à 450, de manière à constituer un démultiplexeur en longueurs d'onde.