Brevet FR2528587A1 — publié le 19831216

Dispositif pour l'application l'une contre l'autre des tranches de deux fibres optiques dans le prolongement l'une de l'autre. L'invention a pour objet un dispositif pour l'application l'une contre l'autre des tranches de deux fibres optiques dans le prolongement l'une de l'autre. On a déjà proposé, pour joindre bout à bout deux fibres optiques dans le prolongement l'une de l'autre, de coiffer l'extrémité de chaque fibre optique par un manchon, de manière que la face frontale de la fibre optique affleure la face frontale du manchon, puis ensuite de relier les deux manchons bout à bout par un troisième manchon, ou douille, de plus grand diamètre de façon que les faces frontales des manchons soient en contact. Un tel dispositif présente des inconvénients bien connus. On a alors cherché à relier bout à bout deux fibres optiques sans passer par l'intermédiaire de manchons. Mais jusqu'ici, on n'est pas parvenu à une solution acceptable en raison des nombreuses sujétions dont il faut tenir compte, notamment de la non-uniformité du diamètre des fibres à relier, des difficultés de manutention des fibres provenant de leur finesse, et aussi, dans certains cas, de la présence souhaitée d'un liquide adaptateur d'indice noyant les tranches frontales des fibres pour améliorer la transmission lumineuse et diminuer les réflexions parasites, dites de Fresnel, sur les faces optiques des fibres. La présente invention comble cette lacune. Elle est caractérisée par ce fait que l'une et l'autre des fibres sont centrées par un moyen commun qui exerce sur elles, à leurs extrémités, une action élastique de pressions radiales. Selon une forme de réalisation, le centrage des extrémités libres de deux fibres bout à bout est obtenu par des billes de maintien qui, prenant appui sur la paroi de leur logement, sous l'effet d'une action élastique, maintiennent lesdites extrémités en alignement suivant leur axe, dans le canal créé au centre des billes. Avantageusement, la paroi du logement est sphérique, obtenant une parfaite symétrie axiale du maintien. Ladite paroi est avantageusement ménagée par une pierre industrielle, comme du saphir, ou tout autre matériau dur. Le dispositif se preste bien au logement d'un liquide adaptateur d'indice noyant les extrémités des fibres à relier. Ce dispositif s'intègre facilement dans un raccord de fibres optiques qui comprend des moyens pour limiter la pression l'une contre l'autre des faces frontales des fibres. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention; la figure 2 est une vue d'un groupe de billes avant introduction d'une fibre optique ou d'une pige; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une pige flanquée par deux billes; la figure 4 est une vue analogue à la figure 2, mais après introduction d'une pige ou d'une fibre optique; la figure 5 est une vue analogue à la figure 3, mais après l'introduction d'une fibre optique; la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, mais après introduction de l'autre fibre optique. Le dispositif pour l'application l'une contre 1 'autre des tranches de deux fibres optiques dans le prolongement l'une de l'autre comprend un manchon 21 (figure 1) à surface interne cylindrique 22 d'axe 23 obturé par un bouchon 24 constitué par un anneau en matériau dur, par exemple du saphir tel que disponible dans l'industrie horlogère, dont la face frontale externe 25 affleure sensiblement la face frontale 26 du manchon 21, l'entée de l'anneau se faisant par une portée tronconique 27 se prolongeant par un conduit cylindrique 28 d'axe 23 d'un diamètre suffisant pour laisser libre passage à une fibre optique. La face frontale opposée 29 du bouchon 24 est plane. Dans le manchon 21 est monté à coulissement un disque transversal ou bague 33 en matériau dur, par exemple du saphir; percé dans sa partie centrale par un conduit 34 d'un diame- tre suffisant pour laisser libre passage à une fibre optique; la face 35 du disque 33 tournée vers la face frontale 29 de l'anneau 24 présente une couronne périphérique plane 31 et une surface incurvée 32 en forme de calotte sphérique, le centre de la calotte étant sur l'axe 23; la face opposée 36 du disque 33 présente une surface annulaire plane 37, et au centre une entrée tronconique -38 pour le conduit 34. A son extrémité opposée, le manchon 21 est obturé par un second bouchon ou anneau 39, constitué en un matériau dur, par exemple du saphir, le conduit axial 40 dudit anneau ayant un diamètre propre à laisser le libre passage à une fibre optique; ledit conduit 40 s'épanouit suivant une surface tronconique 43 pour le débouché sur la face frontale 41. Le disque 33 est monté à coulissement par sa périphérie cylindrique circulaire 44 à l'intérieur du canal cylindrique 22 que ménage le manchon 21 et il est soumis, sur sa face 37, à l'action d'un moyen élastique qui le sollicite vers le bouchon 24, ce moyen étant constitué, dans la forme de réalisation décrite, par un ressort de compression 46, pre-nant appui sur la face frontale interne 47 de l'anneau 39. Le disque coulissant 33 sollicite ainsi, par sa surface incurvée 32, des billes sphériques 51,identiques entre elles, au nombre de quatre, disposées dans le logement 50 limité par la face frontale 29 du bouchon 24, la partie 48 de la surface cylindrique du conduit 22 comprise entre le disque 33 et le bouchon 24, la surface annulaire 31 de la face interne 35 du disque 33 et la calotte sphérique 32. Ces billes, 511, 512, 513, 514 (figure 2), sollicitées par la surface 32, en forme de calotte sphérique du disque coulissant 33 en leurs zones 53, se rapprochent l'une de l'autre, de sorte qu'en l'absence de fibres ou analogues dans la partie axiale du dispositif, elles prennent contact entre elles, pour chacune d'entre elles en des zones 54 et 55. Le diamètre des billes est choisi en fonction du rayon de la calotte sphérique 32 de manière que le canal déterminé entre les quatre billes en contact ne permette pas le libre passage de la plus petite des fibres envisagées, la fibre devant obligatoirement écarter les billes pou pouvoir se positionner. Au cours d'une première phase, on introduit, par la face frontale 25, dans le bouchon 24 une tige calibrée 61 (figure 3), ou pige, ayant comme diamètre le diamètre moyen des fibres optiques à appliquer l'une contre l'autre jusqu'à ce que sa tranche fronta le 62 parvienne dans le plan 60 perpendiculaire à l'axe 23 et diamétral pour chacune des billes 51, les billes s'étant écartées les unes des autres pour laisser passage à l'extrémité de la pige, et cela contre l'action des forces de pression exercées contre elles par la surface en calotte sphérique 32 du disque 33, soumis sur son autre face 37 aux forces élastiques développées par le ressort de compression 46. Les billes 51 restent appliquées sous légère pression contre l'extrémité de la pige 61 par l'action contre lesdites billes de la surface en calotte sphérique 32.La profondeur de la pénétration de la pige 61 à travers le bouchon 24 est réglée avec précision par référence à la face frontale extérieure 25 du bouchon 24. On parvient ainsi à la position montrée sur la figure 3. On introduit alors une première fibre optique F1 (figures 1 et 5) par la face 41 du bouchon 39. La fibre F1, guidée par le conduit 40, pénètre dans le disque coulissant 33 et traverse ce dernier par le conduit 34. Son extrémité 63 défile devant les parties en regard des billes 51 jusqu'à ce que sa tranche frontale 64 vienne en contact de la tranche frontale 62 de la pige 61 (figure 5), la fibre F1 est alors fixée au point de vue longitudinal par sertissage ou collage dans la partie arrière du connecteur (zones 79 et 80 montrées sur la figure 7). La pige 61 est retirée. La fibre F1 reste dans la position atteinte, avec sa tranche frontale 64 dans le plan transversal 60, par son maintien résultant du serrage qu'exercent sur elle les billes 51, le degré de serrage étant prédéterminé par les caractéristiques géométriques des pièces constitutives du dispositif et le degré d'élasticité du ressort de compression 46. Pour réaliser la jonction de la fibre optique F1 avec une autre fibre optique, il suffit alors de présenter ladite seconde fibre optique F2 en face de la face frontale 25 du bouchon 24 et d'enfiler ladite fibre dans ledit bouchon, l'introduction étant facilitée par la portée tronconique 27. Dans la dernière partie du mouvement, l'extrémité 65 de ladite seconde fibre est guidée par les parties sphériques convergentes des billes 51 et cela jusqu'à ce que le contact soit pris entre la tranche frontale 66 de ladite seconde fibre F2 (figure 6) et la tranche frontale 64 de la première fibre F1, le maintien position d'alignement des fibres F1 et F2 étant assuré par l'action élastique qu'exercent les billes sur l'une et l'autre des extrémités 63 et 65 des fibres. Selon une variante, le moyen élastique sollicitant les billes contre la calotte sphérique est différent de celui qui a été décrit, par exemple constitué par un joint torique en élastomère. L'action du moyen élastique peut s'exercer directement sur les billes. Dans ce cas, la calotte sphérique est ménagée sur la face 29 du bouchon 24. Le dispositif selon l'invention se prete facilement à l'utilisation d'un liquide adaptateur d'indice. Celui-ci est présent dans toute la cavité intérieure 67 du manchon 21, qui joue le r81e de réservoir permanent de liquide. Dans une variante,non représentée, le nombre des billes est limité à trois. On se réfère maintenant à la figure 7. Le dispositif de maintien et de centrage 71, qu'on a décrit, est accolé à un embout 72 présentant un canal tronconique 73 allant en s'élargissant à partir de la face frontale 74 de l'embout et dans lequel est logée la fibre F2. Le canal 73 se prolonge par une chambre cylindrique 75, de plus grand diamètre, traversée par une tige transversale 76 dont l'axe est per pendiculaire à l'axe 78 commun à la chambre 75 et au conduit 73. La tige transversale 76 provoque le flambage de la fibre pour limiter la pression d'application de la tranche frontale de celle-ci contre la tranche frontale de la fibre F1 tout en assurant le contact des deux tranches frontales. Revendications. 1. Dispositif pour l'application l'une contre l'autre des tranches de deux fibres optiques dans le prolongement l'une de l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de centrage constitué par des billes (51) disposées périphériquement aux extrémités adjacentes (63, 65) des fibres (FI et F2) et sollicitées élastiquement contre celles-ci par l'appui qu'elles prennent sur une calotte sphérique (32)coaxiale aux fibres. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'action du moyen élastique s'exerce sur les billes par l'intermédiaire d'un disque monté à coulissement. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'action du moyen élastique s'exerce directement sur les billes. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen élastique est un ressort de compression (46). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la calotte sphérique (32) est présentée par un disque (33) en matériau dur. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le disque (33) est logé dans un manchon (21) dont une extrémité est obturée par un bouchon (24) qui présente un canal axial (28) pour le passage d'une première fibre (F1) et le disque un canal axial (34) pour le passage d'une seconde fibre (F2). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la cavité (67) intérieure au manchon est remplie de liquide adaptateur d'indice. 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ressort de compression (46) est interposé entre le disque mobile (33) et un second bouchon d'appui fixe (39). 9. Procédé pour le montage d'une première fibre optique dans le dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on met préalablement en place une tige cylindrique ou pige (61) dont le diamètre est celui d'une fibre optique, avec son extrémité frontale (62) dans le plan transversal diamétral commun aux billes (51) dans leur position d'équilibre sous -l'effet du moyen élastique, puis on met en place une fibre (F1) en l'introduisant par l'extrémité opposée à l'extrémité d'introduction de la pige jusqu'à contact de sa face frontale (64) avec la face frontale (62) de la pige (61) dans ledit plan transversal. 10. Connecteur entre deux fibres optiques, caractérisé en ce que la partie fixe du connecteur comprend un dispositif de centrage comme selon l'une des revendications 1 à 8. 11. Connecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'une fibre (F2) est, dans une partie éloignée de sa tranche frontale, montée de manière à pouvoir flamber sous l'effet d'une pression exercée sur ladite tranche frontale afin de limiter la valeur de ladite pression. 12. Connecteur suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ladite partie de fibre est logée dans une chambre (75) d'un diamètre suffisant pour permettre le flambage. 13. Connecteur suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la chambre est munie d'une pièce ou d'un mécanisme (76) déviant la fibre pour amorcer le flambage. 14. Disque à calotte sphérique faisant partie du dispositif selon l'une des revendications 1 à 8. 15. Dispositif pour le centrage d'une fibre optique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois billes sollicitées transversalement à l'axe de la fibre par la réaction qu'elles prennent sur une calotte sphérique centrée sur ledit axe et contre laquelle elles sont sollicitées parallèlement à l'axe.