Brevet FR2528985A1 — publié le 19831223

EMBOUT DE CENTRAGE POUR FIBRE OPTIQUE La présente invention a pour objet un embout de centrage pour fibre optique. La qualité d'une connexion optique, c'est-à-dire de la mise en vis-à-vis de deux fibres optiques dépend de trois facteurs géomé- triques: la distance entre les deux faces optiques des fibres,, le mésalignement axial; et le mésalignement angulaire. On connaît déjà des embouts à rappel axial élastique permet- tant d'obtenir constamment un contact entre les deux faces opti- ques. D'autre parti on connaît également des techniques de transfert de précision assurant un positionnement très précis de l'axe de la fibre par rapport aux faces de référence de l'embout. Pour obtenir des connecteurs de bonne performance, il est également nécessaire d'assurer la troisième condition étant donné. que l'atténuation causée par un mésalignement angulaire est un paramètre très sensible Par exemple, pour une, fibre 50/125 microns, 1 ' d'angle de mésalignement angulaire entraîne une perte à la connexion de 0,25 décibel. La présente invention a pour objet un embout de centrage pour fibre optique de structure telle qu'elle permet de minimiser le mésalignement angulaire de la fibre dans L'embout. L'invention concerne ainsi un embout de centrage pour fibre optique présentant à sa face avant un trou de centrage susceptible de recevoir avec un jeu donné une fibre nue, et communiquant vers l'arrière avec une cavité de diamètre supérieur et destinée au collage de la fibre, et dans laquelle débouche un trou d'amenée de colle pour fixer la fibre en position, caractérisé en ce qu'il comporte à sa partie arrière un manchon fixe présentant un alésage longi- 2- tudinal de positionnement, aligné aux tolérances près avec le trou de centrage, et tel que la fibre peut être introduite avec jeu dans l'alésage du manchon, celui-ci s'étendant jusqu'au voisinage du trou de centrage de la fibre, de telle sorte que, d'une part la fibre est alignée angulairement par l'alésage du manchon, et d'autre part que la cavité ait une dimension telle que la fibre ne soit collée que sur une distance suffisamment faible pour ne pas provoquer d'atté- nuation. Selon un mode de réalisation, l'embout comporte un V d'ali- gnement. Le trou de centrage peut avoir un diamètre égal à environ 2,5 fois le diamètre de la fibre nue. L'alésage du manchon fixe a de préférence un diamètre égal à celui de la fibre gainée augmenté au moins de la tolérance d'excen- trement entre l'axe du trou de centrage et l'axe de l'alésage du manchon, augmenté de la tolérance d'excentrement de la gaine Par exemple, l'alésage du manchon fixe a un diamètre égal à environ 1,5 fois le diamètre de la fibre gainée. Le manchon fixe peut avoir une longueur de l'ordre de 10 à 15 mm et la cavité une longueur de l'ordre de 5 mm Le manchon fixe peut être une pièce métallique montée à force dans un corps d'embout en matière plastique. La partie arrière du manchon fixe est de préférence positior, née par rapport au trou de centrage de manière à correspondre à un mésalignement angulaire nominal nettement inférieur à 1 d'angle, par exemple 0,3 ( 0,005 radian). L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en se reportant aux dessins ci-annexés o: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un embout selon l'invention; les figures 2 et 3 illustrent l'influence du jeu de la fibre dans l'alésage du manchon fixe sur l'alignement angulaire de la fibre; la figure 4 est une coupe longitudinale de l'embout de la- figure I monté selon l'invention. Selon la figure 1, l'embout comporte une partie cylindrique avant 1, une collerette 2 de montage de l'embout à l'extrémité d'un corps de fiche, et une partie cylindrique arrière 3 A sa partie avant, le corps d'embout comporte une portion arrondie 4 au centre de laquelle débouche un trou calibré 5 Ce trou a un diamètre supérieur à celui d'une fibre nue, de manière à ce que celle-ci puisse être centrée à l'extrémité de l'embout avec précision grâce à un outillage approprié Ce trou prolonge vers l'arrière du corps d'embout par un chanfrein conique 8 destiné à faciliter l'introduction de la fibre dans le trou calibré 5, ce chanfrein conique 8 s'évasant jusqu'à une cavité cylindrique 7 dans laquelle sera réalisé le maintien de la fibre par collage Un alésage transversal 6 débouche dans la cavité cylin- drique 7 de manière à permettre l'introduction de colle dans celle-ci une fois que la fibre aura été positionnée par un appareillage approprié La cavité cylindrique 7 se prolonge vers l'arrière par un alésage 13 de diamètre plus grand que celui de la cavité et qui s'étend jusqu'à l'arrière de l'embout Cet alésage 13 est destiné à recevoir un manchon cylindrique 10 présentant axialement un alé- sage calibré Il s'étendant d'une extrémité à l'autre du manchon 10. La partie avant du manchon 10 se termine par un plan 15 qui-vient en butée dans un décrochement 9 raccordant la cavité cylindrique et i l'alésage 13 A sa partie arrière, le manchon 10 comporte une portion tronconique 12 s'étendant depuis son diamètre extérieur jusqu'à son alésage axial 11 et destiné à faciliter l'introduction de la fibre dans le manchon. L'alésage Il du manchon 10 permet un alignement angulaire de la fibre optique par rapport au trou calibré 5, qui est d'autant plus efficace que le manchon 10 est plus long Toutefois, pour que cet alignement angulaire soit obtenu dans de bonnes conditions, il faut tenir compte des tolérances de concentricité qui interviennent lors de la réalisation des pièces. Comme le montre la figure 2, si la fibre optique 20 est introduite avec coulissement mais sans jeu dans l'alésage 11 du manchon 10, celle-ci va être positionnée avec précision dans le manchon jusqu'à sa sortie en 21 de celui-ci Si on suppose que le manchon 10 a un axe longitudinal XX', et le trou calibré 5 a un axe longitudinal YY' décalé par rapport à celui-ci, on voit que, étant donné que la fibre a une position très précise à la sortie du manchon 10, celui-ci non seulement ne corrige pas le mésalignement angu- laire mais au contraire le provoque de manière systématique. Selon la figure 3, l'alésage 11 est plus grand que la fibre 20, ce qui permet à celle-ci de se positionner par elle-même suivant une droite, la flèche que pourrait prendre la fibre étant limitée par l'alésage Il et le mésalignement angulaire étant quant à lui limité en valeur absolue par le débattement que peut prendre la fibre à larrière du manchon 10 Les meilleurs résultats seront obtenus en choisissant le diamètre de l'alésage du manchon fixe égal à celui de la fibre gainée augmenté d'une quantité égale ou légèrement supé- rieure à la tolérance d'excentrement entre l'axe XX' du trou 5 de centrage et l'axe YY' de l'alésage Il du manchon, ainsi que de la tolérance d'excentrement de la gaine Ainsi le manchon permet, à sa partie arrière le rattrapage de l'alignement de la fibre (avec un mésalignement angulaire de préférence nettement inférieur à 1 ), alors que sa longueur permet d'une part de limiter la flèche de la fibre et d'autre part de diminuer le volume de la cavité et donc de limiter le volume de colle En effet, le retrait de la colle lors de sa polymérisation engendre une contrainte au niveau de la fibre, qui est susceptible de produire une atténuation En pratique, cette atté- nuation peut être en première approximation considérée comme proportionnelle au volume de colle utilisé Pour une colle du type époxy, on utilisera en pratique un volume inférieur ou égal à 3 mm 3. Pour déterminer, dans le cas général, les volumes de colle conve- nable, il suffit de mesurer l'atténuation produite et son évolution lors de la polymérisation de la colle Le volume de colle sera acceptable quand pratiquement plus de changement d'atténuation n'interviendra lors de la polymérisation. A titre d'exemple, pour une fibre nue de diamètre extérieur microns, la fibre gainée ayant un diamètre extérieur d'environ microns, le manchon a une longueur dè 14 mm et son alésage 11 un diamètre de 0,3 mm, pour une longueur totale de Pembout de 20 mm La cavité 6 a une longueur de 5 mm et un diamètre de 0,7 mm. Le trou de centrage 5 a une longueur d'environ 0,5 mm ( 1 mm avec le chanfrein 8) et un diamètre de 0,3 mm Un tel embout et plus particulièrement la partie arrière du manchon 10 permet d'aligner la fibre dans un cône d'angle au sommet 10-2 radians (soit un débat- tement angulaire de + 0,30 environ. Selon la figure 4, la fibre optique comporte une région 25 dans laquelle elle conserve sa gaine de protection (de diamètre 180 à 200 microns, pour une fibre 50/125 microns), et une région 27 o la fibre optique est nue, c'est-à-dire qu'elle ne conserve le cas échéant que sa gaine optique L'extrémité 26 de la gaine de protection de la fibre optique dépasse vers l'avant du manchon 10 de telle sorte que la colle qui remplit le trou 6 et la cavité 7 entoure la portion -27 de la fibre nue et une partie de la portion 25 Ceci permet d'obtenir d'une part une meilleure fixation de la fibre dans l'embout et d'autre part de ne pas laisser de région o la fibre reste nue. Pour réaliser le centrage de la fibre dans l'embout, celle-ci est préalablement dénudée sur une partie de sa longueur puis introduite dans l'alésage Il du manchon 10 de telle sorte que l'extrémité 26 de la gaine de protection dépasse du pan coupé 15 du manchon 10 et que la région 27 de fibre nue dépasse du trou calibré 5 L'embout, qui est cylindrique ou de préférence muni à sa partie inférieure d'un V de positionnement, est positionné sur un premier V (V 1) au niveau de sa partie cylindrique 1 Ce premier V (V 1) est ménagé dans une pièce de précision qui comporte également un second V (V 2 > parallèle au premier, mais décalé axialement d'une quantité donnée de telle sorte que, lorsque l'embout est positionné dans le premier V (V 1), la position de centrage de la fibre est donnée par le second V (V 2) dont l'axe -est situé dans un même plan vertical que celui du premier V (V 1) On introduit ensuite la colle par le trou 6 dans la cavité 7, l'extrémité de la fibre 5 étant ensuite coupée après séchage ou polymérisation de la colle et polie. REVENDICATIONS 1 Embout de centrage pour fibre optique, présentant à sa face avant un trou de centrage susceptible de recevoir avec un jeu donné une fibre nue, et communiquant vers l'arrière avec une cavité de diamètre supérieur et destinée au collage de la fibre, et dans laquelle débouche un trou d'amenée de colle pour fixer la fibre en position, caractérisé en ce qu'il comporte à sa partie arrière un manchon fixe ( 10) présentant un alésage longitudinal de position- nement ( 11), aligné avec le trou de centrage ( 5), et tel que la fibre peut être introduite avec jeu dans l'alésage ( 11) du manchon ( 10) qui s'étend jusqu'à la cavité ( 7) au voisinage du trou de centrage ( 5) de la fibre, de telle sorte que d'une part la fibre est alignée angulairement par Palésage ( 11) du manchon ( 10) et d'autre part que la cavité ( 7) ait une dimension telle que la fibre ne soit collée que sur une distance suffisamment faible pour ne pas provoquer d'atténuation. 2 Embout selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un V d'alignement. 3 Embout selon l'une des revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le trou de centrage ( 5) a un diamètre égal à environ 2,5 fois le diamètre de la fibre nue. 4 Embout selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que l'alésage ( 11) du manchon fixe ( 10) a un diamètre égal à celui de la fibre gainée ( 25) augmenté au moins de la tolérance d'excentrement entre l'axe (YY') du trou de centrage ( 5) et l'axe (XX') de l'alésage du manchon, ainsi que de la tolérance d'excentrement de la gaine. Embout selon la revendication 4, caractérisé en oe que l'alésage ( 11) du manchon fixe ( 10) a un diamètre égal à environ 1,5 fois le diamètre de la fibre gainée. 6 Embout selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que le manchon fixe ( 10) a une longueur de l'ordre de 10 à 15 mm. 7 Embout selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que la partie arrière du manchon fixe -( 10) est positionnée par rapport au trou de centrage ( 5) de manière à correspondre à un mésalignement angulaire nominal nettement infé- rieur à 1 ' d'angle. 8 Embout selon la revendication 7, caractérisé en ce que ce mésalignement angulaire est de l'ordre de 0,3 ( 0,005 radian). 9 Embout selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que la cavité ( 7) a une longueur de l'ordre de 5 mm. 10 Embout selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que le rÀanchon fixe ( 10) est une pièce métallique montée à force dans un corps d'embout ( 1, 2, 3) en matière plastique.