Brevet FR2558970A1 — publié le 19850802

L'invention a pour objet un commutateur à fibres optiques multimodes. Le commutateur selon l'invention permet d'aiguiller un faisceau lumineux (faisceau laser ou autre) selon différentes directions définies pour permettre le couplage de ce faisceau avec plusieurs fibres optiques au choix. Le dispositif selon l'invention est beaucoup plus compact, la réalisation est nettement moins onéreuse et le fonctionnement est beaucoup plus sûr du fait de la compacité et de la simplicité. Pour défléchir le faisceau, une lame à faces parallèles est placée entre la lentille convergente et la ou les fibres optiques. a) Si la direction principale du faisceau est perpendiculaire à la face de la lame à faces parallèles, cette direction n'est pas modifiée, seule la position du point de focalisation est déplacée vers la lame à faces parallèles. b) Si cette direction principale fait un angle avec les faces (angle défini par rapport à la normale), elle ressort parallèle à elle-même mais elle est déportée d'une certaine distance. Cette distance augmente avec l'épaisseur de la lame, elle est également fonction de l'indice de réfraction n de la lame ou de la lame à faces parallèles. On peut donc, directement par le calcul, connaitre avec la plus grande précision la distance en fonction de l'angle, de l'épaisseur de la lame, de l'indice de réfraction. Du fait de la dispersion des milieux matériels (variation de l'indice n avec la longueur d'onde) la distance va varier avec la "couleur" de la lumière et le dispositif ne s'applique en toute rigueur qu a un faisceau monochromatique. En réalité, le montage peut être calculé pour une certaine largeur de bande. Le procédé selon l'invention consiste en ce que - la variation de l'angle est assurée par un moyen permettant la rotation de la lame à faces parallèles par exemple : par un moteur pas à pas (pas typique 7,50), l'erreur de position angulaire étant nettement inférieure à celle qui est tolérée sur la fibre optique. - un calcul préalable ayant fourni la distance de déplacement en fonction des paramètres, les fibres sont prépositionnées en les plaçant sur une matrice gravée, Cette matrice peut avoir été réalisée par exemple par photolithographie, les fibres étant maintenues ensuite par collage. Cette matrice peut présenter à l'avant une courbure pour compenser les variations de la position du point de focalisation avec l'angle. Les fibres peuvent être raccordées ensuite par un connecteur fibre où elles sont conservées à partir de la matrice sur la longueur désirée. Cette deuxième version est évidemment beaucoup plus économique. Le système proposé permet d'utiliser des fibres de diamètres différents, il convient alors d'adapter la gravure. Une version différente peut être proposée en couplant le faisceau avec des microguides dans la matrice aux lieus et places des fibres. Ce dispositif peut assurer entre autre le multiplexage. L'invention, selon un autre mode de réalisation, permet également de faciliter le couplage d'un faisceau lumineux dans une fibre optique. Le prodédé et le dispositif correspondant utilisent le déplacement relatif oscillatoire du faisceau et de la fibre optique au moyen d'un couplage même partiel, pendant le laps de temps où les deux objets sont alignés. Dans une version préférentielle, on utilise un faisceau plus grand (au moins sur une dimension transversale) que le coeur de la fibre optique. Les fibres peuvent également être juxtaposés ou à une distance constante. La fibre optique (on considère ici une fibre monomode mais cette technique n'est pas limitative à ce type de fibre) est illuminée par un faisceau incident ayant une largeur de l'ordre de dix fois le coeur et une hauteur de l'ordre de la dimension du coeur. Un moyen permettant le déplacement mécanique oscillatoire est réalisé dans la direction normale au grand axe du faisceau. Le déplacement relatif est approximativement orthogonal à cette dimension de manière à assurer ainsi le recouvrement, pour une partie du cycle d'oscillation, du faisceau avec le coeur de la fibre. Dans une version préférentielle, la fibre optique est traitée pour réaliser une protubérance dans le rayon du coeur, ce qui permet, grâce à une analyse du faisceau rétrodiffusé par la protubérance, de contrôler en temps réel, le moment du couplage et son efficacité. A chaque passage du faisceau devant le coeur, le signal rétrodiffusé par la protubérance indique le moment de passage par le coeur (et donc du couplage) et l'intensité rétrodiffusée donne une indication sur l'énergie couplée. Des moyens électroniques connus peuvent être associés pour réaliser d'abord un balayage important afin de -localiser le coeur, suivi par un balayage réduit qui augmenterait l'efficacité du couplage. Les dessins ci-joints donnés à titre d'exemple indicatif et non limitatif permettront aisément de comprendre l'invention, ils représentent un mode de réalisation préféré selon l'invention. La figure 1 met en évidence le déplacement du point de focalisation. La figure 2 met en évidence le déplacement de l'axe du faisceau. La figure 3 met en évidence une vue en coupe de fibres optiques prépositionnées sur une matrice. La figure 4 est une vue schématique d'une fibre optique et du mouvement oscillatoire d'un faisceau lumineux assurant le couplage dynamique (faisceau/fibre optique). Le commutateur selon l'invention permet d'aiguiller un faisceau lumineux 1 (faisceau laser ou autre) selon différentes directions définies pour permettre le couplage de ce faisceau 1 avec plusieurs fibres optiques 2 au choix. Le dispositif selon l'invention est beaucoup plus compact, la réalisation est nettement moins onéreuse et le fonctionnement est beaucoup plus sur du fait de la compacité et de la simplicité. Pour défléchir le faisceau 1, une lame à faces parallèles 3 est placée entre la lentille convergente et la ou les fibres optiques 2 cette lame à faces parallèles 3 a une épaisseur 7 entre sa face avant 5 et sa face arrière 10. a) Si la direction principale du faisceau 1 est perpendiculaire à la face de la lame à faces parallèles 3, cette direction n'est pas modifiée, seule la position du point de focalisation P1, P2 est déplacée vers la lame à faces parallèles 3. b) Si cette direction principale fait un angle 4 avec les fac-es (angle défini par rapport à la normale ), elle ressort parallèle à ellemême mais elle est déportée d'une certaine distance. Cette distance 6 augmente entre 01 et 02 avec l'angle 4, l'épaisseur 7 de la lame 3 ; elle est également fonction de l'indice de réfraction n de la lame ou de la lame à faces parallèles 3. On peut donc, directement par le calcul, connaître avec la plus grande précision la distance en fonction de l'angle 4, de l'épaisseur 7 de la lame, de l'indice de réfraction n. Du fait de la dispersion des milieux matériels (variation de l'indice n avec la longueur d'onde), la distance va varier avec la "couleur" de la lumière et le dispositif ne s'applique en toute rigueur qu a un faisceau monochromatique. En réalité, le montage peut être calculé pour une certaine largeur de bande. Le procédé selon l'invention consiste en ce que - la variation de l'angle 4 est assurée de façon discrète par un moteur pas à pas (pas typique 7,50), l'erreur de position angulaire étant nettement inférieure à celle qui est tolérée sur la fibre optique 2. Un calcul préalable ayant fourni la distance de déplacement 6 en fonction des paramètres, les fibres 2 sont prépositionnées en les plaçant sur une matrice gravée 8. Cette matrice 8 peut avoir été réalisée par exemple par photolithographie, les fibres étant maintenues ensuite par collage. Cette matrice 8 peut présenter à l'avant une courbure 9 pour compenser les variations de la position du point de focalisation avec l'angle 4. Les fibres 2 peuvent être raccordées ensuite par un connecteur fibre où elles sont conservées à partir de la matrice 8 sur la longueur désirée. Cette deuxième version est évidemment beaucoup plus économique. Le dispositif proposé permet d'utiliser des fibres 2 de diamètre différent, il convient alors d'adapter la gravure. Un autre mode de réalisation peut être proposé en couplant le faisceau 1 avec des microguides dans la matrice 8 aux lieux et places des fibres 2. Ce dispositif peut assurer entre autres le multiplexage. Un autre mode de réalisation peut venir également faciliter le couplage d'un faisceau lumineux et d'une fibre optique. Dans la figure 4, une fibre optique 11 est représentée avec sa gaine 12 et son coeur 13. De même, un faisceau incident 14 est représenté ainsi que le mouvement oscillatoire représenté par des flèches 15, 16, qui permet le couplage dynamique : faisceau 14, fibre optique 11. REVENDICATIONS 1. Procédé pour permettre le couplage d'un faisceau lumineux (1) avec plusieurs fibres optiques (2), caractérisé par le fait que pour défléchir ledit faisceau (1), une lame à faces parallèles (3), est placée entre la lentille convergente et la ou les fibres optiques (2), ladite lame déplace, soit le point de focalisation (Pl, P2), soit la direction dudit faisceau qui est déportée d'une certaine distance (6) et ce, en fonction de différents paramètres (angle (4), épaisseur (7), indice de réfraction n), la variation de l'angle (4) est assurée par un moyen permettant la rotation de ladite lame (3), l'erreur de position angulaire est nettement inférieure à celle qui est tolérée sur la fibre, un calcul préalable fournit la distance de déplacement (6), les fibres (2) sont donc prépositionnées sur une matrice gravée (8). 2. Procédé pour permettre le couplage d'un faisceau lumineux (1) avec plusieurs fibres optiques (2) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite matrice gravée (8) peut comporter à l'avant une courbure pour compenser les variations de la position du point de focalisation avec l'angle (4). 3. Procédé pour permettre le couplage d'un faisceau lumineux (1) avec plusieurs fibres optiques (2) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les fibres (2) peuvent être raccordées par un connecteur fibre où elles sont conservées à partir de la matrice (8) sur la longueur désirée. 4. Procédé pour permettre le couplage d'un faisceau lumineux (1) avec plusieurs fibres optiques (2) selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, caractérisé par le fait que le faisceau (1) peut être couplé avec des microguides dans la matrice (8) de manière à assurer notamment le multiplexage. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'il comporte - une lame à faces parallèles (3) qui est placée entre la lentille convergente et la ou les fibres optiques (2), - un moyen assurant la rotation de la lame à face parallèles qui fait varier l'angle (4). - une matrice (8) sur laquelle sont prépositionnées lesdites fibres optiques (2). 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'il comporte - une lame à faces parallèles (3) qui est placée entre la lentille convergente et la ou les fibres optiques (2), - un moteur pas à pas qui fait varier l'angle (4), - une matrice (8) sur laquelle sont prépositionnées lesdites fibres optiques (2).