Brevet FR2526959A1 — publié le 19831118

-1 - "Lentille en forme de barre à gradient d'indice munie de guides d'ondes lumineuses" - L'invention concerne une lentille en forme de barre à gra- dient d'indice, dite lentille GRIN, à laquelle sont couplés plusieurs guides d'ondes lumineuses et qui est destinée à des systèmes optiques de transmission d'informations Des lentilles GRIN munies de guides d'ondes lumineuses sont utilisées, par exemple, dans des dispositifs de multiplexage pour la transmission optique en large bande. Il est connu d'utiliser dans un multiplexeur optique des lentilles GRIN aux faces terminales desquelles sont couplés au moins deux guides d'ondes lumineuses (DE-AS 27 45 940) Les emplacements de couplage peuvent être déduits des propriétés d'image de la lentille GRIN Toutefois, la position calculée d'un emplacement de couplage est difficile à repérer, de sorte qu'il est nécessaire d'effectuer des mesures coûteuses par des moyens de positionnement appartenant à la mécanique de précision. L'invention vise à simplifier le repérage d'emplacements calculables pour le couplage de guides d'ondes lumineuses à la face terminale d'une lentille GRIN pour permettre de réaliser rapidement et de façon sûre des couplages de grande précision de positionnement. Dans une lentille GRIN du genre décrit dans le préambule, ce but est atteint du fait que sur une face terminale de cette len- tille, est prévu un profil dans lequel sont pratiqués des emplace- ments de couplage des guides d'ondes lumineuses. L'invention se base entre autres sur l'idée qu'étant donné le fait que les propriétés d'image de lentilles GRIN sont fonction de la longueur d'onde, des emplacements de couplage peuvent être situés dans des plans différents par rapport au plan d'une face termina- le. Dans un mode de réalisation avantageux du dispositif con- forme à l'invention, les emplacements de couplage calculables sont fixés par des évidements en forme d'entonnoir On obtient un autre mode de réalisation avantageux en collant plusieurs disques de len- tille cylindrique GRIN d'épaisseurs différentes sur la face terminale de la lentille GRIN devant être raccordée aux guides d'ondes lumineu- -2- ses. La description suivante, en regard du dessin annexé, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux com- prendre comment l'invention est réalisée. La figure 1 est une coupe d'une lentille GRIN dont la face terminale a une structure en forme d'entonnoir, La figure 2 est une coupe d'une seconde version d'une len- tille GRIN dont la face terminale a une structure en gradins. La figure 3 est une coupe d'une autre version d'une lentil- le GRIN sur la face terminale de laquelle sont fixés des disques. La lentille GRIN représentée sur la figure 1 fait partie d'un système optique de transmission Des lignes interrompues, poin- tillées et mixtes partant de la face terminale 2 représentent diffé- rentes trajectoires de faisceaux de rayonnement qui peuvent être is- sus d'un système optique non représenté, couplé à cette face termina- le 2, ou qui peuvent se produire lors de la réflexion sur la face terminale 2 si cette face est recouverte de couches réflectrices cor- respondantes. Il est à remarquer que, abstraction faite de la précision d'échelle, plusieurs faisceaux de rayonnement ont des points d'inter- section communs à des distances différentes de la face terminale op- posée 3. La face terminale de la lentille GRIN 1 a un profil formé par des évidements 10, 11, 12 en forme d'entonnoir Les pointes des entonnoirs coïncident avec les points d'intersection 4, 5, 6 des faisceaux de rayonnement représentés, points auxquels sont couplés les guides 7, 8 et 9 d'ondes lumineuses Pour coupler les guides d'ondes lumineuses, on les introduit dans les entonnoirs correspon- dants pour les y fixer ensuite par collage Avec des lentilles GRIN ainsi réalisées, le couplage des guides d'ondes lumineuses aux tra- jectoires de faisceau correspondantes constitue une opération simple qui peut être effectué avec précision. En utilisant des procédés de photogravure ou de forage de précision par vibration on peut former des évidements en entonnoir de ce genre de telle façon que la pointe de l'entonnoir coïncide avec le point d'intersection correspondant des faisceaux de rayonnement Les guides 7, 8 et 9, d'ondes lumineuses à coupler à la face terminale 3 -3- sont introduits dans ces évidements 10 à 12 jusqu'aux emplacements de couplage précalculés, auxquels ils sont fixés par collage. D'autres formes, non représentées, des évidements sont éga- lement possibles et peuvent être déterminées par le procédé de réali- sation en question Ainsi, les faces terminales peuvent également être munies de configurations régulières de profilage dans lesquelles les différents évidements conviennent pour être utilisés comme empla- cements de couplage. Sur la figure 2, on a représenté un autre profil d'une len- tille GRIN 20, les parties correspondant à des parties de la figure 1 étant indiquées par les mêmes références La face terminale 23 de la lentille GRIN 20 a un profil en gradins qui est obtenu par l'applica- tion sur la face terminale 23 de disquesde lentille GRIN de diamè- tres différents. Les plans des différents points d'intersection calculés sont parfaitement accessibles aux guides d'ondes lumineuses Pour aider au repérage des emplacements de couplage, on a dimensionné le diamètre des disques 24 et 25 à appliquer sur la face terminale 23 suivant la distance comprise entre le point d'intersection des fais- ceaux de rayonnement d'une part et le centre d'autre part Les empla- cements de couplage des guides 7 et 9 d'ondes lumineuses sont situés sur des cercles concentriques. Sur la figure 3 est représentée une autre version d'un pro- fil A cet effet, on a collé sur des lentilles cylindriques GRIN des disques 24, 25 et 27 dont le diamètre extérieur correspond au diamè- tre de la lentille GRIN et qui sont percés de trous pour les diffé- rents emplacements de couplage des guides d'ondes lumineuses Pour le calcul de la position des emplacements de couplage, on fait également entrer en ligne de compte le matériau des disques qui, de préférence, est du verre ou un autre matériau laissant passer le rayonnement, une résine synthétique par exemple De toute évidence, on peut utiliser aussi des disques prismatiques ayant des surfaces inclinées percées de trous qui fixent les emplacements de couplage. -4- REVENDICATIONS: 1 Lentille GRIN à laquelle sont couplés plusieurs guides d'ondes lumineuses et qui est destinée à des systèmes optiques de transmission d'informations, caractérisée en ce que sur une face ter- minale ( 3) de la lentille GRIN ( 1) est prévu un profil dans lequel sont pratiqués des emplacements ( 4, 5, 6) de couplage des guides ( 7, 8, 9) d'ondes lumineuses. 2 Lentille GRIN selon la revendication 1, caractérisée en ce que le profil est formé par des évidements ( 10, 11, 12) en entonnoir. 3 Lentille GRIN selon la revendication 1, caractérisée en ce que le profil est formé par des disques ( 24, 25, 26) de lentille GRIN qui, superposés et liés les uns aux autres, sont fixés sur une face terminale. 4 Lentille GRIN selon la revendication 3, caractérisée en ce que les disques superposés ( 24, 25) de lentille GRIN ont des diamé- tres extérieurs différents. Lentille GRIN selon la revendication 4, caractérisée en ce que les disques ( 24, 25, 26) de lentille GRIN sont collés ensemble. 6 Lentille GRIN selon la revendication 3, caractérisée en ce que les disques ( 24, 25, 26) de lentille GRIN sont percés de trous. 7 Lentille GRIN selon la revendication 6, caractérisée en ce que les disques percés ( 24, 25, 26) de lentille GRIN ont le même dia- métre extérieur. 8 Lentille GRIN selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce qu'au moins une surface d'un disque de lentille GRIN est inclinée vers la face terminale ( 3) de la lentille GRIN ( 1). 9 Lentille GRIN selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que des évidements ( 10, 11, 12) sont prati- qués par photogravure. 10 Lentille cylindrique GRIN selon l'une quelconque des reven- dications 2 à 8, caractérisée en ce que des évidements ( 10, 11, 12) ou des trous sont pratiqués par forage par vibration.