Brevet FR2526961A1 — publié le 19831118

Dispositif pour connecter un générateur de rayonnement optique et un guide d'onde optique La présente invention concerne un dispositif pour connecter un générateur de rayonnement optique et un guide d'onde optique. On connait un dispositif de ce type, comportant, alignés sur un même axe, un émetteur d'un faisceau laser et un système optique conver- gent apte à concentrer le faisceau sur l'entrée d'une fibre optique. Ce dispositif présente des inconvénients En effet, il nécessite un réglage précis de la distance entre le système optique et l'entrée de la fibre D'autre part, la répartition d'énergie laser dans la zone de concentration du faisceau dépend de ce réglage. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a pour objet un dispositif pour connecter un générateur de rayonnement optique et un guide d'onde optique, comportant le générateur de rayonnement optique, des moyens pour concentrer le rayonnement et le guide d'onde optique disposé pour recevoir à une de-ses extré- mités le rayonnement concentré, caractérisé en ce que lesdits moyens pour concentrer le rayonnement sont constitués par un bloc transparent audit rayonnement, la surface extérieure de ce bloc comportant une première et une deuxième faces courbes opposées, respectivement convexe et concave, la première face, plus grande que la deuxième face, étant disposée pour recevoir le rayonnement optique suivant un faisceau d'entrée parallèle, la courbure de la première face étant déterminée pour que le faisceau d'entrée réfracté dans le bloc soit concentré sur la deuxième face, la courbure de la deuxième face étant déterminée pour que le faisceau concentré sorte du bloc à travers la deuxième face suivant un faisceau de sortie parallèle, la section du faisceau de sortie étant plus faible que celle du faisceau d'entrée, de façon que le faisceau de sortie puisse entrer en totalité dans le guide d'onde à travers ladite extré- mité du guide. Des formes particulières d'exécution de l'objet de la présente invention sont décrites ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels -2- la figure 1 représente en coupe longitudinale un mode de réalisation du dispositif selon l'invention et la figure 2 est une vue dans l'espace d'un autre mode de réalisa- tion du dispositif selon l'invention. Sur la figure 1, un émetteur laser 1 émet un faisceau parallèle 2 suivant un axe 3 Un bloc t transparent au rayonnement laser, cylindrique, centré sur l'axe 3, est disposé sur le trajet du faisceau 2 Le bloc 4 comporte deux éléments 5 et-6 constitués respec- tivement de deux matériaux ayant des propriétés optiques différentes: par exemple, ces matériaux peuvent avoir des indices de réfraction différents, des dispersions différentes ou, à la fois, des indices de réfraction et des dispersions différentes Les éléments 5 et 6 sont collés l'un sur l'autre suivant une surface de jonction 7 Une base de la surface extérieure du bloc 4 comporte une face courbe convexe 8, par exemple sphérique, centrée sur l'axe 3 à travers laquelle le faisceau 2 pénètre dans le bloc L'autre base de la surface extérieure du bloc 4 comporte une face courbe concave 9, également sphérique, opposée à la face 8 et centrée sur l'axe 3 Le faisceau 2 est réfracté dans le bloc 4 suivant un faisceau convergent 10 qui concentre l'énergie laser sur la face 9, de dimension plus petite que la face 8. La courbure de la face 9 est déterminée de façon que le faisceau 10 sorte du bloc 4 suivant un faisceau parallèle 11 de section plus faible que le faisceau 2 La face d'entrée 13 d'une fibre optique 12 est centrée sur l'axe 3 de façon à recevoir le faisceau 11 Le diamètre du faisceau 11 est inférieur ou égal à celui de la fibre 12, de sorte que celle-ci transmet la totalité de l'énergie laser. Le bloc 4 constitue donc un système optique afocal, compact La réalisation de ce bloc en deux éléments de propriétés différentes adhérant entre eux permet de corriger les éventuelles aberrations chromatiques ou géométriques. Il est clair que le fonctionnement du dispositif n'est pas affecté par un déplacement du bloc 4 le long de l'axe 3 entre l'émetteur 1 et la fibre 2 De plus un tel déplacement n'entraîne aucune variation de la répartition transversale d'énergie laser dans le faisceau 11. Sur la figure 2, un émetteur laser à semi-conducteur 14 comporte une surface d'émission 15 en forme de rectangle allongé Dans ce cas, le bloc transparent a la forme d'un parallélépipède 16 de faible épaisseur Le rayonnement laser (non représenté) de l'émetteur 14 entre dans le bloc 16 par une face convexe 17 disposée en regard de la surface d'émission 15 du laser 14 La face de sortie 18 du rayonnement est concave Comme il est visible sur le dessin, les faces 17 et 18 sont disposées suivant deux côtés opposés de la grande section du bloc 16 Le faisceau de rayonnement sortant du bloc 16 a une forme générale parallélépipédique de façon à entrer en totalité à travers la section extrême d'un guide d'onde aplati 19, également de forme paral- lélépipédique. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple En particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention, remplacer certains moyens techniques par des moyens équi- valents C'est ainsi que le bloc transparent peut être formé d'un seul verre ou comporter plus de deux verres de propriétés optiques différentes De plus les surfaces courbes 8 et 9 peuvent être asphéri- ques. -4- REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour connecter un générateur de rayonnement optique et un guide d'onde optique, comportant le générateur de rayonnement optique, des moyens pour concentrer le rayonnement et le guide d'onde optique disposé pour recevoir à une de ses extré- mités le rayonnement concentré, caractérisé en ce que lesdits moyens pour concentrer le rayonnement sont constitués par un bloc ( 4) transparent audit rayonnement, la surface extérieure de ce bloc comportant une première ( 8) et une deuxième ( 9) faces courbes opposées, respectivement convexe et concave, la première face ( 8), plus grande que la deuxième face, étant disposée pour recevoir le rayonnement optique suivant un faisceau d'entrée ( 2) parallèle, la courbure de la première face étant déter- minée pour que le faisceau d'entrée réfracté ( 10) dans le bloc ( 4) soit concentré sur la deuxième face ( 9), la courbure de la deuxième face étant déterminée pour que le faisceau concentré sorte du bloc à travers la deuxième face suivant un faisceau de sortie parallèle ( 11), la section de ce faisceau étant plus faible que celle du faisceau d'entrée, de façon que le faisceau de sortie puisse entrer en totalité dans le guide d'onde ( 12) à travers ladite extrémité ( 13) du guide. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc transparent ( 4) comporte plusieurs éléments ( 5, 6) adhérant entre eux, ces éléments étant formés de matériaux ayant des propriétés optiques différentes. 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc est de forme générale cylindrique, les première et deuxième faces courbes ( 8, 9) étant disposées sur les bases du bloc cylindrique ( 4). 4/ Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc ( 16) est parallélépipédique et de faible épaisseur, les première et deuxième faces courbes ( 17, 18) étant disposées suivant deux côtés opposés de la grande section du bloc. / Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau d'entrée ( 2), les premiere et deuxième faces ( 8, 9) et ladite extrémité ( 13) du guide d'onde sont centrés sur un même axe ( 3). 6/ Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les première et deuxième races courbes ( 8, 9) sont sphériques. 7/ Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur ( 1) est un émetteur laser, le guide d'onde étant une fibre optique ( 12) 1