Brevet FR2550630A1 — publié le 19850215

Procédé de raccordement de fibres Optiques, et épissure optique obtenue. L'invention concerne le raccordement de fibres optiques. On connait déjà, pour réaliser cette fonction, les connecteurs de fibres optiques. La présente invention concerne un dispositif d'un genre différent qui a pour but non pas de permettre la connexion amovible a volonté de fibres optiques entre elles mais, au contraire, de réaliser leur interconnexion définitive. Par analogie avec le domaine électrique, on peut considérer que la présente invention vient offrir une sorte d'épissure pour fibres optiques, alors que les connecteurs correspondraient au contraire a la famille des prises de courant. A cet égard, un premier but de la présente invention est de fournir des moyens de raccordement å cet réduit et à mise en oeuvre simplifiée, qui sont particulièrement intéressants dans l'installation d'un réseau complet de télédistribution par fibres optiques, par exemple. On sait que dans un tel réseau il est nécessaire de raccorder ou de diviser des câbles multi-fibres, dans des boites ou armoires de jonction ou de dérivation, ce qui permet à l'exploitant du réseau d'établir ou de modifier des connexions vers différents abonnés. L'invention a également pour but de résoudre les délicats problèmes de raccordement des fibres bout à bout d'une manière simple, ces problèmes étant essentiellement dus à la fragilité et à la dimension très réduite des fibres. On sait que la tendance actuelle va vers une réduction constante du diamètre de la partie centrale ou "coeur" des fibres optiques. Une autre difficulté que la présente invention vise à résoudre est le fait que les fibres à raccorder peuvent avoir des diamètres légèrement différents du fait des tolérances de fabrication, de provenance, ou de lots différents. Le raccordement doit demeurer de qualité sensiblement constante, en dépit de ces variations. Pour résoudre les problèmes ci-dessus, l'invention propose un procédé de raccordement de fibres optiques, comprenant une étape préliminaire de préparation d'au moins deux fibres optiques pour ce raccordement. Le procédé comporte, selon l'invention, les étapes suivantes: a) insérer les extrémités d'au moins deux fibres a raccorder, face à face, dans une rainure emplie d'un milieu liquide durcissable transparent formant adaptateur d'indice, et ménagée sur une surface d'un support qui, au moins au niveau de ladite surface, est en matériau mou par rapport aux fibres et déformable élastiquement, tout en maintenant une pièce rigide surfacée en appui sur ladite surface du support, ce qui exerce une action de pression sur lesdites fibres, faisant naître une réaction radiale de la paroi de la rainure sur les fibres, assurant l'alignement de cellesci ; b) produire le durcissement dudit milieu liquide ; et c) séparer la plaque du support, la plaque emmenant avec elle les deux fibres interconnectées opérativement. On s'est aperçu en effet qu'il existe des colles capables d'adhérer sélectivement sur les fibres optiques et sur la plaque rigide, mais non sur le support en matériau mou. C'est la raison pour laquelle la plaque emmène avec elle les fibres, qui ont été interconnectées par l'agent de collage durci. Le support en matériau mou a servi de moule pour ces opérations. Il peut être réutilise par la suite. L'invention concerne aussi une épissure optique, qui peut être obtenue par le procédé ci-dessus, et qui comprend essentiellement une pièce rigide, et deux fibres optiques interconnectées opérativement par collage à l'aide d'un milieu adaptateur d'indice sur la pièce rigide. -D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à l'examen de la description détaillée qui va suivre, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels La figure 1 est une vue en perspective schématique montrant le bloc-support avec sa rainure et la plaque transparente. La figure 2 est une vue schématique montrant la plaque assemblée avec le support, la rainure remplie de colle transparente et les deux extrémités de fibres prêtes à être introduites dans la rainure. La figure 3 est une vue schématique montrant le dispositif avec les deux fibres introduites dans la rainure. La figure 4 est une vue de dessus schématique montrant l'assemblage des deux fibres dans le dispositif. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale verticale montrant la jonction, entre les deux fibres, obtenue suivant l'invention. La figure 6 est une coupe transversale du dispositif montrant une fibre enfoncée dans la rainure élastique par la plaque supérieure. La figure 7 illustre sous la forme d'une vue en perspective le moule ou support en matériau mou servant à la mise en oeuvre de l'invention. La figure 8 est une vue en perspective schématique montrant une tablette réunissant les différents éléments nécessaires pour la mise en oeuvre du procédé. La figure 9 montre une épissure sur la plaque retournée après démoulage obtenue par le procédé suivant l'invention. La figure 10 montre une épissure terminée protégée par un cordon de colle. La figure 11 montre un assemblage par empilage et collage de plusieurs épissures suivant l'invention ; et La figure 12 montre une variante de la figure 9 formant épissure pour plusieurs paires de fibres optiques. La technique des fibres optiques fait à de nombreux titres intervenir des formes. A cet égard, les dessins annexés sont à considérer comme faisant partie intégrante de la présente description, pour contribuer autant que nécessaire à la définition de l'invention et à la suffisance de la description de celle-ci. Sur l'ensemble des figures, on utilise des notations communes pour définir les deux fibres optiques à interconnecter, et la rainure qui les associe. Les deux fibres portent les références générales 1 et 2 et leurs extrémités préparées en vue du raccordement sont désignées par 11 et 21. En principe, le point de contact des deux extrémités des fibres n'est pas représenté, étant observé qu'il n'est d'ailleurs pas visible en pratique. Comme précédemment indiqué, le procédé de l'invention commence par l'étape préliminaire consistant à préparer les extrémités de deux fibres. Pour cela, on enlève la gaine plastique de protection des fibres à leurs extrémités, et on fracture les extrémités des fibres pour obtenir des faces frontales à raccorder qui soient planes, perpendiculaires à l'axe de la fibre, et à surface du type brillant miroir. L'enlèvement de la gaine d'une fibre optique est considéré comme connu de l'homme de l'art. L'obtention de faces frontales planes perpendiculaires et a surface brillant miroir peut se faire par application des enseignements de la Demande de Brevet français 78 09703 de la Demanderesse, publiée sous le NO 2 422 604. Le procédé selon l'invention fait usage d'un support en matériau mou par rapport aux fibres, et déformable élastiquement, désigné généralement par 4. Ce support 4 comporte une surface supérieure désignée par 40, dans laquelle est pratiquée au moins une rainure notée 5 (figure l). Par des moyens tels que des dispositifs de serrage à ressort ou à genouillère notés 80 sur la figure 8, une piece rigide surfacée notée 8 est maintenue en appui sur la surface 40 du support 4. La rainure 5 du support 4 possède une forme complexe, que l'on voit mieux sur les figures 1, 5 et 7. La partie centrale de la rainure possède une section droite en forme de V, en vue du logement de l'extrémité préparée d'une fibre optique. Dans la suite, la référence numerique 5 ne désigne que cette partie centrale. Sur les figures 1 et 7, la partie centrale de la rainure droite est visible en partie. Lorsqu'elle est fermée par la plaque plane 8, cette partie centrale 5 peut être considérée comme une surface prismatique, dont la section droite est approximativement un triangle équilatéral. D'autres formes de la partie centrale de la rainure peuvent convenir. Sa section droite peut présenter une forme polygonale, symétrique ou asymétrique par rapport à une perpendiculaire à la surface supérieure 40 ; tout ou partie des segments du polygone ou du V peuvent être curvilignes, concaves ou convexes. La section droite de la rainure peut encore être entièrement curviligne. Il est simplement nécessaire que les réactions radiales sur la fibre, du fait de la rainure, s'équilibrent avec effort radial dft à l'appui de la pièce 8. La partie centrale 5 se prolonge de part et d'autre, et en alignement sur son axe, selon deux parties latérales de section droite plus importante, adaptée aux dimensions d'ensemble de la fibre avec sa gaine. On voit en 61, sur les figures 1 et 7, l'une de ces parties latérales, ainsi que la transition 51 entre la rainure 5 et sa partie latérale 61. L'autre partie latérale est visible en 62 sur les figures 1 et 4. Enfin, aux extrémités du support en matériau mou 4, la rainure se termine par des embouchures évasées 71 et 72 (figures I et 3) possédant une forme pyramidale et une section droite en V, définie par deux flancs 74 et 75. Les embouchures peuvent également présenter une forme conique. Avant la mise en place de la plaque 8 sur le support 4, on dépose dans la ou les rainures de celui-ci une quantité suffisante d'un milieu liquide durcissable transparent formant adaptateur d'indice Les extrémités préparées Il et 21 des fibres optiques 1 et 2 sont alors insérées dans la rainure, à partir des deux extrémités de celles-ci, de sorte que les faces frontales 12 et 22 des fibres viennent au contact face à face. Le liquide durcis sable contenu dans la rainure baigne les deux extrémités des fibres, son indice de réfraction proche de celui de la silice des fibres améliore la transmission lumineuse entre les deux fibres en atténuant les sauts d'indice des dioptres de séparation. On a remarqué par ailleurs que le milieu liquide adaptateur d'indice réalise également un auto-nettoyage de la zone comprise entre les deux faces frontales des fibres, à savoir 12 et 22 (figure 3) compte tenu de l'effet de piston produit par les deux fibres dans la rainure 5 fermée par la plaque 8 pendant leur mouvement relatif d'introduction. On observe que la coopération de la plaque rigide 8 et du support en matériau mou 4 avec l'extrémité des fibres consiste. en l'exercice d'une action de pression sur les extrémités des fibres, perpendiculairement à la surface 40 du support 4, ce qui fait naître une réaction, radialement de la fibre, de la paroi de la rainure 5 sur les extrémités des fibres, et assure l'alignement de celles-ci. L'étape suivante du procédé selon l'invention consiste à produire le durcissement du milieu liquide. De préférence, la plaque 8 est en verre, et le milieu liquide adaptateur d'indice est une colle durcissable sous l'effet d'un rayonnement auquel la plaque rigide est transparente, de préférence d'un rayonnement ultraviolet. Comme le montre la figure 8, l'étape de durcissement du milieu liquide s'effectue alors par une simple application d'un rayonnement ultraviolet à la rainure 5, ainsi qu'à ses parties latérales, à travers la plaque de verre 8, à l'aide d'une lampe U.V. notée 90, placée au-dessus de l'ensemble avec abat-jour protecteur 91. On peut alors séparer la plaque de verre 8 du support 4, et la plaque emmène avec elle les deux fibres interconnectées opérativement. Il a été observé en effet qu'un choix conve nable des matériaux permet d'éviter toute adhésion du milieu liquide durci avec le support en matériau mou 4. La figure 5 montre l'étant final de la plaque 8 supportant les extrémités il et 21 des fibres, qui lui sont collées par le milieu adaptateur d'indice durci illustré en 59. Elle montre également l'excellent alignement entre les axes optiques 19 et 29 des deux fibres. On a illustré en 53 le sommet de la forme de collage laissée par le fond de la rainure 5 ménagée dans le moule 4. Bien que différentes formes du support ou moule 4 puissent étre envisagées, il est actuellement considéré comme préférable que ce support possède une forme générale prismatique, avec une génératrice sensiblement parallèle à la direction de la rainure. Le mode de réalisation le plus avantageux du support est une forme générale de parallélépipède rectangle. On donnera maintenant un exemple particulier d'application de l'invention. EXEMPLE. Deux fibres de diamètre de 125 pm ont été préparées comme décrit dans la Demande de Brevet français 78 09703 déjà citée. Un bloc 4 de matériau mou, parallélépipédique, a été construit dans un élastomère de silicone. La préparation de ce bloc s'effectue par moulage. La rainure ménagée dans ce bloc 4 possédait la forme de la figure 7, avec en sa partie centrale 5--, les dimensions suivantes : rainure en V à angle au sommet de 600, et de 0,17 mm de hauteur. Dans l'ensemble de la rainure, parties latérales 61 et 62 et embouchures 71 et 72 comprises, on a disposé quelques gouttes d'une colle liquide polymérisable aux rayonnements ultraviolets ; comme la colle Glass Bond de la Société LOCTITE. On a ensuite appliqué une plaque de verre d'épaisseur 1 mm sur le support 40. Les fibres ont alors été insérées de part et d'autre dans la rainure pour venir en contact étroit l'une avec l'autre. La qualité de ce contact peut être contrôlée in situ par observation visuelle sous loupe binoculaire à travers la plaque de verre. Après contrôle, un rayonnement ultraviolet a été appliqué au milieu liquide adaptateur d'indice, travers la plaque de verre 8 par la lampe 90 (figure 8). Après durcissement, la plaque de verre a été désolidarisée du support ou moule 4. Il s'est avéré qu'elle emmenait avec elle les deux fibres optiques ainsi que le milieu adaptateur d'indice durci. De son côté, la rainure 5 ménagée dans le moule 4 et ses parties latérales se sont avérées parfaitement propres, donc susceptibles de servir à nouveau pour.l'inter- connexion de deux fibres optiques avec une autre plaque de verre. La forme générale du dispositif ou épissure optique obtenu par la mise en oeuvre du procédé est illustré sur la figure 9. On y voit la plaque de verre 8, surmontée par les deux fibres I et 2, noyées dans une forme prismatique 28 à section droite triangulaire reproduisant celle de la rainure. Une telle épissure optique peut être utilisée de différentes manières. On peut par exemple noyer la forme 28 dans une résine 80 (figure 10), assurant la protection de l'assemblage. L'ensemble peut être alors gainé par des capuchons protecteurs de divers matériaux plastique ou métalliques. wien d'autres variantes peuvent être envisagées, notamment la réalisation de "sandwichs" de plaques 8-1 à 8-n, collées les unesúr les autres par-des résines telles que 80, et interconnectant entre elles des fibres optiques 1-1 à l-n d'une part, et 2-1 à 2-n d'autre part. Cela est illustré schématiquement sur la figure 11. Une autre variante serait la réalisation de plusieurs épissures sur une même plaque à l'aide d'un moule à plusieurs rainures, comme montré sur la figure 1, Pour tester le bon positionnement relatif des deux fibres à interconnecter, avant de provoquer le durcissement du milieu adaptateur d'indice, on peut appliquer des rayonnements lumineux aux deux fibres, par injection en bout, ou latérale, à travers leur enveloppe. Une telle injection de lumière permet en effet de produire un point lumineux sur les faces frontales respectives 12 et 22 de deux fibres. Lorsqu'elles sont bien en contact, le point lumineux s'atténue sensiblement, ou disparatt. Une variante consiste à colorer latéralement les parties d'extrémités dénudées des fibres, comme décrit dans la Demande de Certificat d'Addition français NO 83 06499. On peut alors suivre aisément le cheminement de an fibre ainsi colorée à l'intérieur de la rainure 5. Dans ce qui précède, on a décrit le durcissement de la colle par application d'un rayonnement ultraviolet à travers la plaque de verre 8. Une variante simple de l'invention consisterait à prévoir un, support mou, ou moule 4, qui soit de lui-même transparent au rayonnement ultraviolet, tirant parti ici de la transparence de certaines résines silicones aux rayonnements ultraviolets. En pareil cas, le rayonnement ultraviolet pourrait autre appliqué à travers le support 4, et la plaque 8 pourrait être non transparente, et réalisée en un matériau autre que le verre, métallique par exemple D'autres variantes de l'invention consisteraient à choisir un milieu adaptateur d'indice qui soit durcissable en réponse à d'autres agents que le rayonnement ultraviolet. Revendications 1. Procédé de raccordement de fibres optiques, comprenant une étape préliminaire de préparation d'au moins deux fibres optiques pour leur raccordement, caractérisé par les étapes suivantes a) insérer les extrémités (11, 12) d'au moins deux fibres à raccorder (1, 2), face à face, dans une rainure (5) emplie d'un milieu liquide durcissable transparent formant adaptateur d'indice, et ménagée sur une surface (40) d'un support (4) qui, au moins au niveau de ladite surface, est en matériau mou par rapport aux fibres et déformable élastiquement, tout en maintenant une pièce rigide surfacée (8) en appui sur ladite surface t40) du support, ce qui exerce une action de pression sur lesdites fibres, faisant naître une réaction radiale de la paroi de la rainure sur les fibres, assurant l'alignement de celles-ci b) produire le durcissement dudit milieu liquide ; et c) séparer la plaque (8) du support, la plaque (8) emmenant avec elle les deux fibres interconnectées opérativement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu adaptateur d'indice est durcissable sous l'effet d'un rayonnement à l'égard duquel le support mou ou la plaque rigide est transparent. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rayonnement est un rayonnement ultraviolet. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (4) est de forme générale prismatique avec une génératrice sensiblement parallèle à la direction de la rainure. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la rainure (5) comporte une partie centrale de section droite propre à loger une fibre optique préparée, et, de part et d'autre et en alignement sur celle-ci, deux parties latérales (61, 62) de section droite plus importante, adaptée aux dimensions d'ensemble de la fibre avec sa gaine. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité libre (71, 72) des parties latérales de la rainure est conformée en embouchure évasée. 7. Procédé selon l';me des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la rainure est à section transversale en V. 8. Procédé selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que le bloc support comprend une multiplicité de rainures. 9. Epissure optique, caractérisée en ce qu'elle comprend une pièce rigide (8) et au moins deux fibres optiques (1, 2) interconnectées opérativement par collage à l'aide d'un milieu adaptateur d'indice sur la pièce rigide. 10. Epissure optique selon la revendication 9, caractérisée en ce que la pièce rigide (8) est une plaque transparente. 11. Epissure optique selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'au moins les parties collées des fibres optiques (1, 2) sont colorées.