Brevet FR2549243A1 — publié le 19850118

Coupleur directif à composants associés pour ondes lumineuses La présente invention concerne un coupleur directif à composants associes pour ondes lumineuses permettant une émission des informations bidirectionnelles sur une même fibre de liaison entre deux coupleurs avec une réception des mêmes informations sur chacun des coupleurs. Les applications peuvent être du domaine de la télédistribution par réseaux câblés utilisant des liaisons par fibres optiques et permettant à un abonné de faire, par exemple, le choix d'un canal entre plusieurs canaux de réception et de commander à distance ltémission qui l'intéresse. La liaison bidirectionnelle est effectuée à la même longueur d'onde et nécessite par conséquent un coupleur directif avec un récepteur et un émetteur associés. I1 est connu d'après le brevet français 2295 436 de réaliser un coupleur directif pour fibres optiques dans lequel le matériau de support des fibres optiques permet la propagation des ondes lumineuses, ledit support étant éventuellement taillé à 1150 à ses deux extrémités qui sont rendues totalement réfléchissantes par polissage ou recouvrement de métal. Dans cette réalisation les diodes émettrice et réceptrice sont disposées du même côté latéral du support, les fibres optiques non raccordées étant disposées dans le sens longitudinal du support.Les informations circulant dans les fibres sont prélevées au moyen de la diode réceptrice et éventuellement les informations complémentaires sont émises par la diode émettrice. il est prévu également de faire passer les informations lumineuses dans le coeur de la fibre, dans la gaine de la fibre et dans le support transparent aux ondes lumineuses. I1 s'ensuit que les pertes de transmission sont assez élevées dans le dispositif de l'art antérieur et que sur une grande distance le dispositif ne peut être opérant. Par ailleurs, le coupleur directif antérieur ne peut être disposé sur la ligne qu'en son milieu et non aux extrémités. Le coupleur directif selon la présente invention remédie à ces inconvénients. Dans celui-ci en effet la dispersion des rayons lumineux est réduite par rapport aux dispositifs antérieurs, le coupleur est disposé en terminaison de ligne et la fibre de ligne peut fonctionner en liaison bidirectionnelle. La présente invention a pour objet un coupleur directif à composants associés pour ondes lumineuses comportant un support dont l'axe longitudinal contient une fibre optique, caractérisé en ce que ledit support et ladite fibre sont sciés intérieurement à 450 par rapport audit axe longitudinal selon un plan, une diode réceptrice étant disposée sur le support perpendiculairement audit axe longitudinal à son point de rencontre avec le plan incliné à 1150 et une diode émettrice étant disposée face à l'extrémité de la fibre optique, les faces opposées des parties du support et des parties de fibre selon un plan incliné à 1150 étant recouvertes côté diode réceptrice de couches semi-transparentes et semi-réfléchissantes à lame quart d'onde et côté diode émettrice d'une couche antireflet. Selon une particularité de l'invention ledit support est opaque aux rayons lumineux et un espace vide est disposé dans le support devant la diode réceptrice et devant la diode émettrice. Selon une autre particularité de l'invention une contre-plaque de silice transparente aux rayons lumineux est disposée parallèlement à l'axe longitudinal entre la fibre optique, qui lui est tangente, et ledit espace vide de la diode réceptrice, cette contre-plaque étant sciée à 45 en même temps que ledit support et ladite fibre. Selon une autre particularité de l'invention ladite fibre côté opposé à ladite diode émettrice est le siège d'une liaison bidirectonnelle. Selon une autre particularité de l'invention ledit support est réalisé en un matériau compris dans le groupe polysulfure de phénylène, céramique, silicium, thermoplastique. Selon une autre particularité de l'invention lesdites couches seni-réfléchissantes et antireflet sont réalisées en un matériau compris dans le groupe oxyde de silicium, oxyde de titane, oxyde de zirconium. Selon une autre particularité de l'invention ledit axe longitudinal du support comporte une superposition des vés symétriques en creux dans lesquels est disposée la fibre optique. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication du coupleur directif, caractérisé en ce que lesdits supports forment un bloc unique de supports accolés parallèlement auxdits axes longitudinaux et contenant chacun la fibre optique et lesdits espaces vides, ledit sciage à 450 étant réalisé avec une scie à fil pour l'ensemble des supports et des sciages parallèles auxdits axes longitudinaux afin de séparer les différents supports pour créer les coupleurs directifs. En se référant aux figures schématiques 1 à 9 ci-jointes, on va décrire ci-après un exemple de mise en oeuvre de la présente invention, exemple donné à titre purement illustratif et nullement limitatif. Les mêmes éléments portent sur toutes ces figures les mêmes références. La figure 1 représente un schéma de principe d'une distribution d'abonnés de télédistribution utilisant deux coupleurs directifs selon l'invention. La figure 2 représente une vue schématique en coupe et écorchée d'un coupleur directif. La figure 3 représente une vue schématique en coupe selon III-III de la figure 2. La figure 4 représente une vue schématique en coupe selon IV-IV de la figure 2. La figure 5 représente une vue schématique en coupe d'une variante de la figure 3. La figure 6 représente une vue en perspective écorchée du coupleur avant un sciage. La figure 7 représente une vue de dessus du coupleur selon Vil-Vil de la figure 8. La figure 8 représente une vue latérale coupée du même coup leur selon VIII-VIII de la figure 7. La figure 9 représente une vue en perspective d'une étape de la fabrication des coupleurs directifs lorsqu'ils font partie d'un bloc prêt à être scié. Sur la figure 1 on voit deux coupleurs directifs tels que 1 en liaison par une fibre optique 2 bidirectionnelle transmettant les informations dans les deux sens sur la même longueur d'onde, comme il est indiqué par les flèches. Chaque coupleur directif est équipé d'une diode réceptrice 3 et d'une diode émettrice 4. Une lame semi-transparente 5 faisant un angle de 450 avec la fibre 2 et dont les coefficients de transmission et de réflexion sont prédéterminés permet la réflexion du signal sur la diode réceptrice 3 ou la transmisssion d'un signal au travers de la lame 5 venant de la diode émettrice 4. Des caractéristiques détaillées de cette lame seront explicitées ci-après. Un abonné 6 d'un réseau câblé de télédistribution pourra grâce à ces coupleurs choisir un programme de télévision en envoyant un signal à la diode émettrice 4 sur réception de signaux venant de la diode réceptrice 3. Sur la figure 2 on voit le coupleur 1 avec ses diodes réceptrice 3 et émettrice 4 ainsi que la fibre optique 2 disposées dans un support réalisé en matériau rigide non transparent à la lumière tel que le polysulfure de phénylène ou une céramique ou analogue. Ledit support est constitué de deux blocs superposés 7 et 8 parallélépipédiques ayant un axe longitudinal 9 emprunté par la fibre 2. Une contre-plaque 10 de silice par exemple est disposée dans une ouverture du bloc inférieur 8 du côté de la diode réceptrice 3. Lorsqu'un ensemble blocs 7 et 8, fibre 2 et contre-plaque 10 est réuni par exemple par collage des blocs 7 et 8, il est procédé à un sciage au moyen d'une soie à fil selon un angle de 450 par rapport à l'axe longitudinal 9 des deux blocs du support. Il s1 ensuit que la fibre 2 est sciée à 450 également.La face sciée des deux blocs 7 et 8 disposée côté diode réceptrice 3 est recouverte extérieurement de couches semi-transparentes dont le coefficient de réflexion peut varier de 5% à 50% et le coefficient de transmission de 95% à 50%. Les couches 4 ont une épaisseur pouvant être de l'ordre du quart d'onde ou un multiple impair et sont réalisées soit en oxyde de silicium soit en oxyde de titane soit en oxyde de zirconium soit en couches alternées de ces oxydes. La face sciée des deux blocs 7 et 8, disposée côté diode émettrice 11, est recouverte extérieurement d'une couche antireflet 12 réalisée, par exemple, avec les mêmes matériaux que précédemment mais dont l'épaisseur est d'une longueur d'onde par exemple. Pour des raisons de commodité les faces des fibres et des blocs 7 et 8 sont traitées d'une façon uniforme par dépôt sous vide- à une température de 2000C par exemple. Le faisceau optique traversant la fibre suit un parcours à l'intérieur du coeur de la fibre, la gaine empêchant toute propagation dans le cas de faisceaux sous faible incidence. Lorsque le faisceau atteint la face à 450 de la fibre il se réfléchit partiellement sur cette face et attaque la gaine sous un angle droit permettant la sortie du faisceau pour attaquer la contre-plaque de silice 10 transparente à la lumière et atteindre ainsi la diode réceptrice 3. La diode émettrice 4 émet un rayon lumineux qui peut traverser. la couche antireflet 12. Les deux faces sciées des deux blocs 7 et 8 sont ensuite réunies par collage par exemple avec une colle cyanoacrylate ou une colle dérivée d'époxy. Sur les figures 3 et 5 sont représentées deux variantes du maintien de la fibre optique 2. Dans -la figure 3 deux vés 13, 111 rainurés dans les blocs 7 et 8 sur toute la longueur du support contiennent les fibres optiques 2. Dans la figure 5 le bloc 7 supérieur ne comporte pas de rainure en Vé et présente une face plate en regard du bloc 8, et le bloc 8 compte une rainure en Vé 15 plus profonde permettant à la fibre optique 2 d'entre tangente à la face du bloc 7. Dans la figure 4 on voit une coupe de la contre-plaque 10 dont le rôle est de maintenir mécaniquement la fibre optique 2 et de transmettre les rayons lumineux venant de la fibre une fois qu'ils sont réfléchis par les couches 11 disposées sur la fibre 2 sciée à 450. Sur la figure 6 on voit une disposition de la contre-plaque 10 dans une échancrure 16-aménagée dans le bloc 8 du support et qui entame le Vé 111 creusé au préalable. Une échancrure 17 disposée sous l'axe longitudinal 9 et communiquant avec une échancrure 18 apte à contenir la diode réceptrice 3 permet la propagation du faisceau lumineux ayant traversé la contre-plaque de silice 10. De meme une échancrure 19 disposée à l'extrémité du support comportant une échancrure 20 prévue pour l'introduction de la diode émettrice 4 permet la propagation du faisceau lumineux de la diode émettrice 4 vers la fibre optique 2 qui débouche dans l'échancrure 19. Les alésages et les vés en particulier sont réalisés avec des tolérances à 2 microns près. Les réalisations peuvent être obtenues en moulage par injection de polysulfure de phénylène, par exemple. La fibre optique 2 est ensuite collée aux vés et le parallélépipède formant le support est obtenu avec collage des deux blocs 7 et 8. Les figures 7 et 8 illustrent le sciage du bloc et son collage selon le plan de sciage à 1150 représenté par les couches 11, 12. L'espace vide 17 compris entre la diode réceptrice 3 et la contre-plaque 10 permet la propagation des rayons lumineux ainsi que l'espace vide 19 entre fibre 2 et diode émettrice 11. La face de sortie de fibre 2 devant l'espace 19 est polie puis la diode émettrice 4 est positionnée et collée. La diode réceptrice est également scellée de la même manière. Des composants à lentilles peuvent etre avantageusement utilisés ; les réglages des profondeurs sont alors assurés par les positionnements sur les épaulements des alésages 18 et 20. La figure 9 illustre un procédé de fabrication d'un grand bloc à partir duquel on réalise d'abord le sciage à l'angle de 450 de l'ensemble des supports accolés 1 puis le tronçonnage des différents supports 1 selon les pointillés tels que 21. Les applications sont du domaine des coupleurs directifs disposés en extrémité des fibres optiques pour des réseaux locaux de vidéocommunication. REVENDICATIONS 1/ Coupleur directif à composants associés pour ondes lumineuses comportant un support (1) dont l'axe longitudinal (9) contient une fibre optique (2), caractérisé en ce que ledit support (1) et ladite fibre (2) sont sciés intérieurement à 1150 par rapport audit axe longitudinal (9) selon un plan, une diode réceptrice (3) étant disposée sur le support perpendiculairement audit axe longitùdinal (9) à son point de rencontre avec le plan incliné à 450 et une diode émettrice (4) étant disposée face à l'extrémité de la fibre optique (2) les faces opposées des parties du support et des parties de fibre selon un plan incliné à 450 étant recouvertes côté diode réceptrice (3) de couches semi-transparentes et semiréfléchissantes (11) à lame quart d'onde et côté diode émettrice d'une couche antireflet (12). 2/ Coupleur directif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit support (1) est opaque aux rayons lumineux et qu'un espace vide (17, 15) est disposé dans le support devant la diode réceptrice et devant la diode émettrice. 3/ Coupleur directif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une contre-plaque (10) de silice transparente aux rayons lumineux est disposée parallèlement à l'axe longitudinal entre la fibre optique (2), qui lui est tangente, et ledit espace vide (17) de la diode réceptrice, cette contre-plaque (10) étant sciée à 450 en même tempe que ledit support (11) et ladite fibre (2). 4/ Coupleur directif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite fibre (2) côté opposé à ladite diode émettrice (4) est le siège d'une liaison bidirectionnelle. 5/ Coupleur directif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit support (1) est réalisé en un matériau compris dans le groupe polysulfure de phénylène, céramique, silicium, thermoplastique. 6/ Coupleur directif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites couches (11, 12) semi-réfléchissantes et antireflet sont réalisées en un matériau compris dans le groupe oxyde de silicium, oxyde de titane, oxyde de zirconium. 7/ Coupleur directif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit axe longitudinal (9) du support comporte une superposition de vés (13, 14) symétriques en creux dans lesquels est disposée la fibre optique (2). 8/ Coupleur directif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit axe longitudinal (9) du support comporte un vé (15) sur une première moitié (8) du bloc support contenant complètement ladite fibre optique (2) collé à une deuxième moitié (7) du bloc support, tangent à ladite fibre optique (2). 9/ Procédé de fabrication du coupleur directif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits supports (1) forment un bloc unique de supports accolés parallèlement auxdits axes longitudinaux et contenant chacun la fibre optique (2) et lesdits espaces vides (17, 18, 19, 29), que ledit sciage à 450 est réalisé avec une scie à fil pour l'ensemble des support et que des sciages parallèles auxdits axes longitudinaux sont réalisés afin de séparer les différents supports (1) pour créer les coupleurs directifs.