Brevet FR2547661A1 — publié le 19841221

La présente invention concerne les transmissions par fibre optique et plus particulièrement le raccordement de telles fibres à des détecteurs photosensibles par exemple des photodiodes. On sait que, aux extrêmités, les fibres sont généralement raccordées à des récepteurs photosensibles, par exemple des photodiodes, susceptibles de transformer le flux lumineux en un signal électrique La qualité du signal électrique dépend donc en grande partie de la qualité du raccordement de la fi10 bre optique à la photodiode. Des dispositifs connus consistent à mettre en regard l'extrémité de la fibre avec la face photosensible du détecteur. Toutefois, la fragilité et les faibles dimensions des détecteurs aussi bien que des fibres rendent un tel raccordement 15 délicat à réaliser D'autre part, un tel raccordement doit etre stable dans le temps et insensible à toutesperturbati Tohs extérieures, chocs mécaniques, thermiques. La plupart des dispositifs de raccordement connus consistent à concevoir des dispositifs de connexion formés d'un con20 necteur mâle et d'un connecteur femelle et à coller la fibre sur l'un des deux connecteurs De tels connecteurs ne sont pas satisfaisants car ils n'assurent pas un raccordement stable et précis de la fibre en regard de la photodiode Un bon réglage exige, en effet, une tolérance de l'ordre du micron. La présente invention vise à réaliser un connecteur présentant toutes les qualités mécaniques de fixation et permettant un réglage de la fibre très aisé par toute personne même peu qualifiée. Le procédé de raccordement d'unefibre optique avec un dé30 tecteur photosensible de l'invention consiste essentiellement à recevoir chacun desdits éléments sur les faces d'un dièdre droit. Le dispositif de raccordement d'une fibre optique avec un détecteur photosensible de l'invention est essentiellement for35 mé d'un dièdre droit taillé dans un matériau rigide, ledit photodétecteur étant collé contre l'une des faces dudit dièdre, la fibre étant positionnée sur l'autre face dudit dièdre perpendiculairement à son arête. Le dispositif de l'invention prévoit d'interposer entre la fibre et la face du dièdre qui la reçoit, un bloc de support également taillé dans un matériau rigide En outre, on applique selon l'invention, sur ce bloc de support, un manche collé de part et d'autre de l'extrémité de fibre. Selon une variante de l'invention, le dièdre droit peut être remplacé par la carte d'un circuit électrique pour l'une des faces, un bloc rigide étant alors collé orthogonalement à ladite carte, de façon à réaliser ledit dièdre droit. L'invention prévoit également un procédé de centrage de 10 la fibre optique en regard du détecteur photosensible consistant essentiellement à repérer, dans une direction formant un angle rapport aux bords dudit détecteur photosensible. Le dispositif de raccordement diode-fibre de l'invention facilite en particulier une insertion sur circuit hybride et le positionnement du circuit dans un boitier, chaque élément de l'ensemble conférant des garanties de stabilité et de fiabilité du système. Le dispositif de raccordement diode-fibre de l'invention facilite des fabrications en série et une exploitation en chantier. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivante illustrée par des dessins. 25 Les figures la et lb représentent le dispositif de raccordement fibre-diode selon l'invention au cours des différentes étapes opératoires de montage. La figure 2 représente le dispositif des figures 1 8 'i: lb après montage. Les figures 3 a et 3 c représentent des schémas du procédé d'alignement du centre de la diode avec l'axe de la fibre. En se référant à la figure la, le dispositif de l'invention comporte essentiellement, taillé dans un matériau rigide, un dièdre 1 comportant deux faces planes 11 et 12 L'angle formé 35 par les deux faces 11 et 12 du dièdre 1 est choisi égal à l'angle droit La face 12 est par exemple placée dans le plan vertical tandis que la face 11 est alors dans le plan horizontal La photodiode 5, réalisée dans un substrat 31 a une face photosensible, se présentant comme un disque circulaire, en- tourée par un contour (C) métallisé permettant la réalisation d'un contact électrique Ce substrat 31 est porté par un portediode 2, par exemple en céramique, les bords 21 du porte-diode 2 ayant été métallisés afin de faciliter la réalisation des connexions électriques Ce porte- diode 2 est ensuite collé sur la plateforme verticale 12 du dièdre 1 On notera que la position du porte-diode 2 sur la plateforme 12 n'est pas prise au hasard mais déjà choisie au voisinage d'une position y o suivant la direction Oy convenable afin de ne nécessiter qu'un 10 réglage fin de la fibre suivant cette direction On verra d'ailleurs que ce réglage fin est réalisé par un simple choix de l'épaisseur de colle. La plateforme 11 horizontale du dièdre 1 est destinée, selon l'invention, à servir de support au centrage de la fi15 bre En effet, la fibre 4, comme représenté sur la figure lb, doit être amenée en regard de la photodiode 3 et être maintenue avec sécurité pour obtenir un bon ajustement Or, une fibre 4 présente au voisinage d E son extrémité une élasticité peu compatible avec un ajustement précis La présente inven20 tion préconise une rigidification de l'extrémité de fibre par un renforcement de cette extrémité au moyen d'un porte-fibre 5 en céramique par exemple, supportant l'extr 9 mité de fibre La figure lb représente l'étape opératoire de renforcement de l'extrémité de fibre A cet effet, un porte-fibre 5 est recou25 vert de colle et la fibre 4 est posée au voisinage du centre de ce porte-fibre 5 Une ferrule remplirait la même fonction et permettrait également de saisir et fixer la fibre 4 au voisinage de son extrémité. Puis un manche 6 est collé sur le porte-fibre 5 de part et 30 d'autre de la fibre 4 Le manche 6 peut alors être saisi au moyen de pinces et permet de positionner l'extrémité de fibre 4 dans l'espace libre du dièdre 1 et plus particulièrement suivant les trois directions Ox, Oy, Oz, le plan z Ox étant le plan horizontal et le plan z Oy étant le plan vertical jusqu'à 35 une position (x, Yo, z) la plus adaptée en regard de la photodiode 3. Le dispositif de l'invention facilite également la mise en oeuvre du positionnement (xo, y, z) le plus favorable En effet, la photodiode a une structure circulaire repérable à -4 l'oeil nu Il est alors aisé de repérer le contour (C) de cette photodiode 3 dans une direction faisant un angle ( avec le plan z O y En plaçant un binoculaire dans cette direction 00, le cercle (C) est vu comme une ellipse Il suffit alors de faire passer de la lumière blanche à travers la fibre 4 pour repérer le spot (S) lumineux de lumière blanche par rapport à la position du contour (C) En se référant à la figure 3 a, une observation dans la direction de la fibre 4 sont bien alignés avec les bords de son image 4 ', 20 comme représenté sur la figure 3 c. L'invention permet également une mesure réelle de la position de la fibre En effet, les distances réelles fibre 4 diode 3 se déduisent d'un petit calcul simple Si AC est le diamètre du cercle (C) mesuré au binoculaire, la distance d r fibre diode réelle pour des-fibres coupées à angle droit sont alors liées au diamètre AF de la fibre, à l'angle) de visée et aux distances d B, d C ou d H de la fibre à l'un des bords ou au grand diamètre de l'ellipse, les distances étant mesurées au réticule du binoculaire La figure 2 e représente les distan30 ces d B, d C et d H. d B est la plus courte distance du bord de la fibre au premier bord de l'ellipse si d H est la plus grande distance de la fibre à l'ellipse et d C est la distance de la fibre au grand diamètre de l'ellipse, alors la distance d réelle s'exr prime par: d B AF + ACd = + tg ( r Cos Il serait également aisé de repérer deux points homologues des bords de la fibre et de son image et de mesurer ainsi la distance fibre diode Une telle méthode est applicable à des fibres lentillées ou cassées. Lorsque le positionnement (X, y, z) est trouvé, le porte-fibre est fixé sur le dièdre 1 de façon rigide dans cette position En effet, la plateforme 11 du dièdre 1 est alors enduite de colle et le porte-fibre 5, maintenu au moyen du manchon 6, est amené à nouveau dans la position (x, yo, z) idéale. Le porte-fibre 5 peut etre réalisé en céramique, en alumine, en cuivre, en laiton De tels matériaux ne subissent pas de déformations pendant la polymérisation de la colle ou pendant le soudage. Un tel boitier monobloc présente toutes les qualités de résistance aux contraintes thermiques ou mécaniques et reste compatible avec une industrialisation aisée. Le dièdre 1 peut également 9 tre remplacé par la surface d'un circuit hybride, le porte-diode 2 étant alors collé di- -6 rectement sur ladite surface, le dièdre étant alors reconstitué La fibre est rigidifiée de la même manière par un portefibre 5 et positionnée au moyen du manchon 6 La position idéale x, y, z peut alors ttre déterminée par une mesure o Yo o électrique d'un maximum du signal fourni par la diode en sortie d'un préamplificateur. _ 7 REVENDICATIONS 1 Procédé de raccordement d'une fibre optique avec un détecteur photosensible caractérisé par le fait qu'on dispose d'un dièdre droit pour recevoir chacun desdits élémentsl'une des faces dudit dièdre servant de support à ladite fibre, l'au5 tre face servant de support audit photodétecteur. 2 Dispositif de raccordement d'une fibre optique avec un détecteur photosensible caractérisé par le fait qu'il comporte un dièdre droit taillé dans un matériau rigide, ledit photodétecteur étant collé contre une des faces dudit dièdre, 10 la fibre étant positionnée sur l'autre face du dièdre perpendiculairement à l'arête dudit dièdre. 3 Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'on interpose entre la fibre et l'autre face dudit dièdre un bloc de support également taillé dans un matériau 15 rigide. 4 Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que sur ledit bloc de support on dispose un manche collé de part et d'autre de la fibre. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 ca20 ractérisé par le fait que l'une des faces dudit dièdre est une carte d'un circuit électrique, un bloc rigide étant alors collé orthogonalement à ladite carte, de façon à réaliser ledit dièdre droit. 6 Procédé de centrage d'une fibre optique en regard d'un détecteur photosensible, raccordés par un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait qu'on repère, dans une direction formant un angle O ( avec l'une des faces dudit dièdre, la position du spot lumineux transmis par ladite fibre, en lumière blanche, par rapport aux bords 30 dudit détecteur photosensible.