Brevet FR2537808A1 — publié le 19840615

Composant optique à fonction partagée pour télétransmissions optiques La présente invention concerne un composant optique à fonction partagée pour télétransmissions optiques, plus particulièrement destine au mélange ou à la séparation de signaux optiques dans des systèmes de tél'é transmission ou télédistribution d'informations par fibres optiques. Les importants développements, réalisés ou en projet, de télétransmission par voie optique amènent à connecter chaque usager à un centre d'émission ou de relais par l'intermédiaire de fibres optiques de transmis- sion munies à chacune de leurs extrémités d'un composant optique destiné à relier l'émetteur de lumière modulée à la fibre pour y faire pénétrer la lu- mière, ou bien h l'autre extrémité à recueillir la lumière pour la diriger vers un détecteur qui décodera le signal optique pour le transformer en un signal électrique ou électronique utilisable dans un récepteur usuel Pour des raisons économiques, on cherche le plus souvent h faire passer simulta- nément plusieurs signaux dans une même fibre, ce qui oblige à un multiplexa- ge en amont et un démultiplexage en aval. C'est ainsi que, comme représenté schématiquement à la figure 1, si les trois occupants A, B, C d'un immeuble sont chacun reliés à un cen- tral téléphonique par une ligne optique LA, LB, LC, on pourra aussi utili- ser cette ligne pour les relier à un autre réseau, par exemple de télex, les signaux téléphoniques et de télex étant bien entendu portés par des lumières de longueurs d'onde différentes pour éviter les interférences pen- dant leur parcours commun dans la fibre La ligne LA aboutira donc à un dé- multiplexeur DA qui permettra de séparer les signaux téléphoniques TA et les signaux de télex XA vers les décodeurs et récepteurs de l'abonné A; il en sera de même pour les abonnés B et C de telle sorte qu'il faudra dans ce cas installer trois démultiplexeurs DA, DB et DC. On connait des appareils capables de réaliser de telles sépara- tions de lumières, et par exemple ceux décrits par le brevet français -07849 et ses deux additions 80-20710 et 80-26465, dans lesquels on asso- cie un miroir concave et un réseau de diffraction, ou encore les brevets français 81-24211, 82-12438 et 82-12439 utilisant des miroirs sélectifs à couches diélectriques Mais de tels composants sont d'un prix de revient re- lativement élevé, et leur multiplication dans des installations peut consti- tuer un handicap économique au développement d'une telle technique. On rencontre le même genre de problème dans le cas de réseaux de distribution optique câblée de programmes de télévision, comme représenté schématiquement à la figure 2, o les lignes T 1, T 2, T 3 porteuses chacune d'un programme doivent être distribuées à au moins deux abonnés A et C d'un même immeuble Ici encore il faudra, en bout de chaque ligne Tl, T 2, T 3 pré- lever pour chaque abonné une partie du signal transmis, et il faudra instal- ler trois composants distributeurs identiques. On connaît aussi des composants capables de remplir cette fonc- tion, et par exemple ceux décrits par les brevets français 81-08636 et 82-19284 utilisant des miroirs concaves, complets ou partiels, dont les cen- tres sont légèrement décalés Mais ici encore les miroirs qui doivent être d'une grande précision rendent relativement élevé le coût de tels compo- sants. La présente invention permet de réduire de façon notable le nom- bre de composants nécessaires à une installation, et par conséquent de ré- duire le coût global de l'installation. L'invention s'applique donc à un composant optique du type com- portant des fibres optiques en des positions relatives conjuguées objet-image pour regrouper ou séparer des lumières selon une fonction défi- nie par la structure du composant Selon l'invention le composant comporte simultanément plusieurs groupes de fibres conjuguées objet-image relative- ment à la même fonction, l'ensemble des groupes de fibres étant disposées dans la même zone de faibles aberrations. Selon une forme préférentielle de réalisation de l'invention les fibres optiques d'entrée et de sortie sont disposées en barettes rectili- gnes de fibres juxtaposées, plusieurs barettes pouvant elles-mêmes être jux- taposées entre elles. L'invention sera mieux comprise en se référant à des applications particulières données à titre d'exemples et représentées par les dessins annexés. Les figures 1 et 2, qui ont été évoquées plus haut, sont des rap- pels schématiques d'installations réalisées selon les techniques antérieu- res, respectivement pour le démultiplexage des informations multiples trans- mises par une ligne propre à un abonné, et pour la distribution simultanée à plusieurs abonnés d'informations portées par une ligne générale. Les figures 3 et 4, respectivement homologues aux figures 1 et 2, mettent en évidence la réduction du nombre de composants d'extrémités résul- tant de la mise en oeuvre de l'invention. La figure 5 est un rappel de la structure d'un composant de démul- ( 2537808 tiplexage de type connu. La figure 6 montre, pour ce même composant, une répartition de fibres selon l'invention permettant de tripler sa capacité. La figure 7 est un rappel de la structure d'un composant de répar- tition de type connu. Les figures 8 et 9 montrent, pour ce même composant, deux réparti- tions de fibres selon l'invention permettant de tripler sa capacité Selon la figure 8 les fibres sont juxtaposées en une seule barette rectiligne selon la figure 9 les fibres sont réparties en carré. On se référera tout d'abord aux figures 3, 5 et 6 pour une appli- cation de l'invention au démultiplexage de deux signaux T et X portés par des lumières de longueurs d'onde différentes mélangées dans la fibre de transmission L, la même opération devant être effectuée pour les trois abon- nés A, B et C Le composant usuel représenté à la figure 5, et utilisé trois fois en DA, DB et DC sur le schéma de la figure 1 comporte, comme décrit plus en détail dans le brevet français 80-26465, un réseau de dif- fraction par réflexion 10 formé sur un bloc 11 et collé à un bloc 12 dont l'autre extrémité forme un miroir concave sphérique ou parabolique 13 La fibre de transmission L traverse le bloc 11 et son extrémité vient, dans une zone réservée du réseau, au voisinage immédiat du foyer du miroir 13. Le faisceau émis par l'extrémité de la fibre L est réfléchi en un faisceau parallèle vers le réseau 10 qui le disperse en plusieurs faisceaux parallè- les selon les longueurs d'onde qui sont eux-mêmes focalisés par le miroir 13 par exemple sur les extrémités des fibres T et X Les caractéristiques et l'orientation du réseau 10 sont déterminées pour recueillir les lon- gueurs d'onde recherchées au voisinage de l'axe principal du miroir 13, et les fibres d'entrée L et de sortie T et X sont regroupées au voisinage de cet axe o les aberrations sont minimales. Selon l'invention on peut maintenant utiliser ce même composant pour traiter, par la même fonction de séparation, en même temps les trois fibres de transmission LA, LB et LC Le composant unique DL (figure 3) sera le mime que celui de la figure 5 mais comportera maintenant neuf fibres dont les extrémités seront noyées dans le bloc 11 (trois fibres d'entrée et six de sortie) La position relative des diverses fibres est donnée à la figure 6 o l'on voit que les neuf fibres sont alignées de façon jointive en une barette rectiligne qui est disposée au voisinage immédiat du foyer du miroir 13 et perpendiculairement à la direction des traits du réseau 10. Cette disposition résulte de l'utilisation de fibres d'un diamètre exté- rieur de gaine de 0,125 mm, les longueurs d'onde des signaux X et T étant respectivement de 840 et 820 nm. On voit qu'en utilisant le même composant, dans sa même fonction, pour trois groupes de fibres conjuguées objet-image on a pu économiser deux composants sans pratiquement augmenter le prix de revient du composant amé- lioré On notera encore que la longueur totale de la barette de neuf fibres n'est que de l'ordre de 1,1 mm, c'est à dire que l'on pourrait facilement, sans sortir de la zone o les aberrations restent acceptables, utiliser des barrettes encore plus longues, à environ vingt fibres, ce qui permet de mul- tiplier encore les capacités d'un tel composant. On aboutira à des résultats analogues dans une application de l'invention à la distribution simultanée d'informations à plusieurs destina- taires comme on le verra en se référant maintenant aux figures 4, 7, 8 et 9 Le composant usuel représenté à la figure 7, et utilisé trois fois en D 1, D 2 et D 3 sur le schéma de la figure 2, permet de répartir partiellement sur TA et partiellement sur TB la lumière amenée par la fibre de transmis- sion T Comme décrit plus en détail dans le brevet français 82-19284, le composant comporte un premier bloc 15 sur lequel est formé un miroir sphéri- que partiel 16 collé à un deuxième bloc 17 sur lequel est formé un deuxième miroir sphérique 18 - Les centres C 1 du miroir 16 et C 2 du miroir 18 sont situés dans le même plan que les extrémités des fibres T, TA et TB et légèrement déca- lés l'un par rapport à l'autre Les rayons issus de l'extrémité de T qui rencontrent les zones réfléchissantes du miroir 16 forment l'image de T sur la fibre TA symétrique de T par rapport à C 1 Les rayons qui passent dans les zones transparentes de 16 forment une autre image de T sur la fibre TB symétrique de T par rapport à C 2. Selon l'invention on peut maintenant utiliser ce même composant pour traiter, par la même fonction de distribution, en même temps les trois fibres de transmission T 1, T 2 et T 3 Le composant unique DT (figure 3) sera le même que celui de la figure 6, mais comportera maintenant neuf fibres (trois d'entrée et six de sortie) Une possibilité de positions relatives des fibres est donnée à la figure 8 o l'on utilise comme précédemment une barrette rectiligne de neuf fibres juxtaposées Une autre possibilité de ré- partition de fibres est donnée à la figure 9 avec une disposition en carré. Ici encore en utilisant le même composant, dans sa même fonction, pour trois groupes de fibres conjuguées objet-image, on économise deux com- posants sur trois, et l'économie peut encore être plus importante en utili- sant un nombre accru de fibres. Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemples, mais elle s'applique aussi aux réalisations qui N 1 en différeraient que par des détails, par des variantes d'exécution ou par l'utilisation de moyens équivalents - C'est ainsi qu'elle s'applique dans les mêmes conditions à tous les composants optiques dans lesquels on utilise des fibres optiques en des positions relatives conjuguées objet-image pour regrouper ou séparer des lu- mières selon une fonction définie par la structure du composant On pourra dans tous les cas utiliser simultanément plusieurs groupes de fibres conju- guées objet-image relativement à la même fonction, la seule limitation étant de ne pas dépasser, pour les extrémités de fibres, la zone o les aberrations restent à un niveau acceptable. Tous les exemples décrits ci-dessus l'ont été dans des utilisa- tions en vue de séparer des lumières, mais il est bien évident que les ap- plications sont identiques lorsqu'il s'agit de regrouper une ou plusieurs lumières dans des fibres de transmission Les composants à fonction-parta- gée objet de l'invention peuvent aussi comporter à la fois des groupes de fibres utilisées dans le sens d'une séparation de lumières et des groupes en sens inverse pour regrouper des lumières. REVENDICATIONS 1 Composant optique à fonction partagée, pour télécommunications optiques, du type comportant des fibres optiques (L, T, X) en des positions relatives conjuguées objet-image pour regrouper ou séparer des lumières selon une fonction définie par la structure du composant, caractérisé par le fait qu'il comporte simultanément plusieurs groupes de fibres conjuguées objet-image (LA, TA, XA; LB, TB, XB; LC) relative- ment à la même fonction, l'ensemble des groupes de fibres étant disposés dans la même zone de faibles aberrations. 2 Composant optique selon revendication 1, îa caractérisé par le fait que l'ensemble des fibres optiques d'entrée et de sortie sont disposées en une barrette rectiligne de fibres juxtaposées. 3 Composant optique selon revendication 1, caractérisé par le fait que l'ensemble des fibres optiques d'entrée et de sortie sont disposées en plusieurs barrettes rectilignes juxtaposées, chaque barrette étant elle-même constituée d'une juxtaposition de fibres.