Brevet FR2567656A1 — publié le 19860117

Procédé de raccordement de fibres optiques par collage sur une pièce de liaison, et épissure optique ainsi obtenue. La présente invention concerne le raccordement des fibres optiques. Elle se rapporte plus particulièrement à un procédé de raccordement de fibres optiques par collage sur une pièce de liaison, et l'épissure optique ainsi obtenue. Dans sa Demande de brevet français en cours 83 13 058, la Demanderesse a déjà proposé un tel procédé de raccordement qui réalise une interconnexion définitive entre des fibres optiques par collage sur une pièce de liaison, comme par exemple une plaque de verre, au moyen dRun milieu liquide durcissable transparent. La présente invention vise à améliorer ce procédé connu et spécialement à améliorer la stabilité thermique du raccordement; La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de raccordement de fibres optiques dans lequel au moins deux fibres optiques préparées en vue de leur raccordement sont collées face à face sur une pièce de liaison au moyen d'un milieu liquide durcissabie transparent. Le procédé conforme à l'invention prévoit que, lors du collage, la pièce de liaison est sollicitée d'une manière propre à créer une extension de la pièce le long des fibres optiques, cette sollicitation étant interrompue après durcissement du milieu liquide, d'où il résulte une précontrainte. Dans unmmode de réalisation préféré de l'invention, la sollicitation créant l'extension de la pièce de liaison consiste enuncintrage de la pièce de liaison Ce cintrage est avantageusement réalisé en maintenant une surface de la pièce de liaison, qui est destinée à recevoir les fibres optiques, en appui sur une surface concave d'un bloc-support. I1 est particulièrement; avantageux que, lors du collage, un espace libre empli du milieu liquide soit ménagé entre les extrémités des fibres à raccorder. fl en résulte en effet, après durcissement du milieu liquide, un coussin de colle susceptible d'absorber les légères compressions ou tractions subies par les fibres sous lteffet des variations thermiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa rairont à l'examen de la description détaillée qui va suivre, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 montre schématiquement deux fibres optiques en cours de collage face à face sur une pièce de liaison qui est sollicitée d'une manière propre à créer son extension le long des fibres optiques; - la figure 2 montre l'assemblage de la figure I après que la sollicitation de la pièce de liaison a été interrompue; - la: figure 3 est une vue en pewspective schématique montrant un bloc-support et une pièce de liaison pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention; la la figure 4 est une vue latérale montrant le cintrage de la pièce de liaison de la figure 3 sur le bloc-support de la figure 3; - la figure 5 est une vue en perspective montrant une tablette réunissant les différents éléments nécessaires à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, ainsi quJun microscope permettant de surveiller l'opération de raccordement; - la figure 6 est une vue en perspective montrant S échelle agrandie, la tablette de la figure 5; - la figure 7 montre une épissure optique conforme à l'inven- tien, qui a été disposée sur une barrette de support. ta 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 B la définition de l'invention et à la suffisance de la description de celle-ci. Sur l'ensemble des figures, Ses deux -fibres optiques raccordées portent les références générales 201 et 202 et leurs extrémités préparées en vue du raccordement sont désignées par 211 et 221. Le procédé de l'invention commence par une étape préliminaire consistant à préparer les extrémités des deux fibres. Pour cela on enlève la gaine plastique de protection des fibres à leurs extrémités,et on facture les extrémités des fibres pour obtenir des faces frontales raccordées qui soient planes, perpendiculaires à l'axe de la fibre et à surface du type brillant miroir. L'enlèvement de la; gaine d1une fibre. optique est considéré comme connu de l'homme de l'art.L'obtention de faces frontales planes perpendiculaires et à surface brillant miroir peut se faire par application des enseignements de la Demande de brevet français 78 09 703 de la Deman deresse, publiée sous le N 2 422 604. Les caractéristiques fondamentales du procédé de l'invention seront d'abord expliquées en référence aux figures 1 et 2. Les extrémités 211 et 221 des fibres optiques préalablement préparées en vue de leur raccordement sont collées face à face sur une pièce de liaison 208 au moyen d'un milieu liquide durcissable transparent. De préférence, la pièce de liaison est constituée par une plaque en verre et le milieu - li- quide durcissable est une colle durcissable sous l'effet d'un rayonnement auquel la pièce de liaison est transparente, de préférence d'un rayonnement ultra-violet. Comme représenté sur 2a figure 1, lors du collage, la pièce de liaison 208 est sollicitée d'une manière propre à créer une extension de cette pièce le long. des fibres optiques. Cette sollictation en extension est représentée schématiquement par les flèches F Après durcissement du milieu liquide et collage des extrémités des fibres sur la pièce de liaison 208, la sollicitation est interrompue, d2où- il résulte une précontrainte comme représenté par les flèches G. Il est particulièrement avantageux que, lors du collage, un espace libre 203 empli du milieu liquide polit ménagé entre les extrémités des fibres à raccorder. Cet espace libre doit avoir une longueur choisie qui est de préférence inférieure au diamètre des fibres optiques. A titre d'exemple, on pourra choisir une longueur comprise entre le dixième et la moitié du diamètre des fibres optiques. Ainsi, une fois le collage terminé et a sollicitation interrompue, la précontrainte s'exercera sur un coussin de colle qui sera à même d'absorber les légères compressions ou tractions subies par les fibres opsiques, par exemple sous l'effet de variations de température La sollicitation propre à créer l'extension de la pièce de liaison 208 est avantageusement réalisée sous la forme d'un cintrage de cette pièce de liaison comme représenté plus particulièrement sur les figures 3 et 4. ta pièce de liaison 208 est constituée par une plaque de verre, de forme générale rectangulaire, dont la face infé- rieure 281 est destinée à recevoir par collage les extrémités 211 et 221 des fibres optiques 201 et 202. On realise le cintrage de la pièce de liaison 208 en maintenant la surface 281 de cette pièce en appui sur une surface concave 240 d'un bloc-support 204. Ce support est réalisé en un matériau mou par rapport aux fibres, et déformable élastiquement, par exemple réalisé en élastomère.ta surface 240 est munie dBau moins une rainure 205 (figure 3). Le bloc-support 204 est réalisé de la manière générale décrite dans la Demande de brevet français encours 83 13 058 de la Demanderesse, mas la surface 240 est ici rendue concave par déformation du bloc-support Le contenu de cette Demande antérieure est à considérée comme incorporé à la présente description pour contribuer si nécessaire à une meilleure compréhension de la présente invention. On rappellera brièvement que la partie centrale de la rainure 205 possède une section droite en forme de V, en vue du logement de l'extrémité préparée dune fibre optique.Lors- que cette partie centrale est fermée par la pièce de liaison 208, qui est maintenue en appui contre la surface 240 (figure 4),la section droite de la rainure affecte approxi- mativement la forme d'un triangle éguilatéral.Bien entendu, d'autres formes de la partie centrale de la rainure peuvent convenir.Ainsi, sa section droite peut présenter une forme polygonale, symétrique ou assymétrique par rapport à une perpendiculaire à la surface supérieure 240. De plus, tout ou partie des segements 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 l'effort radial dû à l'appui de ira pièce de liaison 208. ta partie centrale 205 se prolonge de part et d'autre par deux parties latérales 261 et 262 de section droite plus importante, adaptée aux-dimensions d-'ensemble de la fibre avec sa gaine. Enfin, aux extrémités du support en matériau mou 204, la rainure se termine par des embouchures évasées 271 et 272 possédant une forme pyramidale et une section droite en V. Avant de mettre la pièce de liaison 208 en appui sur le support 204, on dépose dans la ou les rainures de celui-ci une quantité suffisante. d'un milieu liquide durcissable transparent. Ensuite, on applique la surface280 de la pièce de liaison 208 contre la surface supérieure 240 du blocsupport 204. Pour ce faire, on exerce le maintien en appui sur une région centrale de la pièce de liaison, comme représeaté schématiquement par la flèche P sur la figure 4. Les extrémités préparées 211 et 22t des fibres optiques 201 et 202 sont alors insérées dans la rainure, à partir des deux extrémités de celies-ci, de sorte que les faces frontales des fibres viennent au contact face à face.Même si l'onddésire ménager un espace libre de longueur choisie entre les faces frontales des fibres, il est préférable de mettre d'abord les extrémités des fibres en contact puis de les écarter pour obtenir l'espace libre de longueur choisie. t' étape suivante du procédé consiste à produire le durcissement dummilieu liquide qui, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, s'effectue au moyen d'un rayonnement ultra-violet à l'aide d'une lampe UT appropriée. Lorsque le durcissement est achevé, on interrompt la sollicitation exer cée sur la pièce de liaison 208, c'est-à-dire qu'on supprime la force P produisant le cintrage de la pièce de liaison. Il en résulte que la surface 280 de la pièce de liaison, qui avait adopté une forme convexe, tend à revenir vers sa forme plane initiale. Il en résulte ainsi une précontrainte qui tend à améliorer le contact entre les faces frontales des fibres par l'intermédiaire du coussin de colle durcie. Pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, on utilise avantageusement, comme représenté sur la figure 5, une tablette 209 sur laquelle est fixé le bloc-support 204. La tablette 209 est disposée sur la platine 301 d'un microscope 300 destiné à permettre de surveiller l'opération de raccor-dement. A cet effet, le bloc-support est réalisé en un matériau transparent et est éclairé par une source d'éclairage, qui est ici la source d'éclairage du microscope 300. L'éclairage est commandé par un interrupteur 302 prévu sur la platine du microscope. Le microscope 300 est muni d'un oculaire 303 avec réticule gradué, ce qui permet de choisir à volonté la longueur de l'espace libre compris entre les extrémités respectives des deux fibres à raccorider. La tablette 209 est par ailleurs pourvue de deux dispositifs de serrage à ressort ou à genouillère 290 qui sont destinés à appliquer la région centrale de la pièce de liaison 208 contre la surface supérieure 240 du bloc-support 204. La surface 240 est rendue concave par déformation du blocsupport contre une surface d'appui 291 de la tablette lors du maintien en appui de la pièce de liaison 208 (figure 4). Une fois que les fibres à raccorder ont été introduites dans la ou les rainures du blec-support et que la longueur de l'espace libre entre les extrémités respectives des deux fibres a été réglée sous surveillance du microscope, on procàde au durcissement du milien liquide transparent au moyen d'une lampe UV. Pour ce faire, on enlève ou on fait tourner le corps du miorscope par rapport à la platine et on dispose au-dessus du bloc-support la lampe UV destinée à réaliser le durcissement. Une fois le durcissement terminé, on libre les dispositifs de serrage 290 et on sépare la pièce de liaison 208 du support 204, la pièce 208 emmenant avec elle les deux fibres interconnectées opérativement. ta pièce de liaison 208 et les fibres optiques 201 et 202 peuvent être mises en place dans une barrette 310 telle que représentée sur la figure 7. Cette barrette présente un corps métallique allongé ayant une section droite en forme générale de U qui se termine à chacune de ses extrémités par une griffe 312 susceptible de maintenir la fibre optique 201 ou 202 par l'intermédiaire d1un manchon en caoutchouc 313. La pièce de liaison 208 est collée par:sa face 280 dans le fond de la barrette 310 tandis que les fibres optiques 201 et 202 sont insérées dans les manchons 313, lesquels sont maintenus par-despinces de serrage 312. La tablette 209 est munie de moyens aptes à permettre la mise en place de la pièce de liaison et des deux fibres optiques dans la barrette 310 précitée. Ces moyens sont constitués par une rainure horizontale 292, dont la section transversale intérieure correspond à la section transversale extérieure de la barrette 310 et par deux pinces de serrage 294, lesquelles sont destinées à maintenir les deux fibres optiques pendant le collage de ia pièce de liaison 208 dans le fond de la barrette 310. On donnera maintenant un exemple particulier d'application de l'invention. Deux fibres optiques d'un diamètre de 125 microns ont été préparées comme décrit dans la demande de brevet français 78 09 703 déjà citée. On@utilise un bloc-support réalisé en un matériau mou, tel qu'un élastomère de silicone transparant. La rainure menagée dans le bloc 204 possède dans sa partie centrale 205 les dimensions suivantes : rainure en V à angle au sommet de 60 et de 0,17 mm de hauteur. Dans l'ensemble de la rainure, on a disposé quelques gouttes d'une colle liquide polymérisable au rayonnement ultraviolet comme la colle Glass Bond de la société Loctite. On a ensuite appliqué une plaque de verre de 25 mm de long, 5 mm delargeur et 1 mm d'épaisseur. ta plaque de verre a été maintenue dans sa partie centrale contre la surface supérieure concave du bloc-support, au moyen de dispositifs de serrage aptes à exercer une pression de 300 à 400 grammes. On a ensuite inséré les deux fibres à raccorder par les deux extrémités de la rainure jusqu'à à ce que leurs faces fontales viennent en contact. On a ensuite écarté les deu faces frontales de manière à obtenir un espace libre d'une longueur choisie entre t2 et 40 microns, en surveillant avec le microscope. Après durcissement, la pièce de liaison a été désolidarisée du support et il s'est avéré qu'elle emmenait avec elle les deux fibres optiques ainsi que le milieu liquide durci. L'en- semble a été ensuite collé et fixé sur une barrette comme représenté à la figure 7. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation parti culièrement décrit et représenté et s étend également à d'autres variantes de réalisation. Ainsi, une autre variante consisterait à réaliser plusieurs épissures sur une même pièce de liaison à l'aide d'un blocsupport à plusieurs rainures. Une autre variante consisterait d colorer latéralement les parties d'extrémités dénudées des fibres, comme décrit dans la Demande de certificat d'addition français N 83 06 499, de manière à suivre aisément le cheminement des fibres colorées à l'intérieur de la rainure 205. Revendications. 1. Procédé de raccordement de vibres optiques dans lequel les extrémités d'au moins deux fibres optiques préalablement préparées en vue de leur raccordement sont collées face à face sur une pièce de liaison au moyen d'un milieu liquide durcissable transparent, caractérisé en ce que,lors du collage, la pièce de liaison (208) est sollicitée d'une manière propre à créer une extension de la pièce le long des fibres optiques (201, 202), cette sollicitation étant interrompue après durcissement du milieu liquide, d'où il résulte une précontrainte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sollicitation-créant l'extension de la pièce de liaison t208) consiste en un cintrage de ladite pièce de liaison. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cintrage de la pièce de liaison (208) est réalisé en maintenant une surface (280) de la pièce de liaison (208), qui est destinée à recevoir les fibres optiques (201, 202) en appui sur une surface concave (240) d'un bloc-support (204). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bloc-support (204) est réalisé en un matériau mou par rapport aux fibres optiques (20t, 202 et déformable élas tiquement, et en ce que la surface concave (240) est obtenue par déformation du bloc-support (204) lors du maintien en appui de la pièce de liaison (208). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le maintien en appui est exercé sur une région centrale de la pièce de liaison (208). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la surface concave (240) du blocsupport (204) est munie d'une rainure (205) propre à être emplie du milieu liquide durcissable transparent et à recevoir les deux fibres (201,202) à raccorder. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractéisé en ce que le bloc-support (204) est réalisé en un matériau transparent et est éclairé par une source d'éclairage. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, lors du collage, un espace libre (203) empli du milieu liquide est ménagé entre les extrémités (211,212) des fibres (201,202). 9. Procédé selon l'une revendication 8, caractérisé en ce que l'espace libre a une longueur choisie entre le dixième et la moitié du diamètre des fibres optiquce (201, 202). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les extrémités 211, 212) des fibres optiques (201, 202) à raccorder sont d'abord mises en contact puis écartées pour obtenir l'espace libre (203) de longueur choisie. 11. Epissure optique, caractéisée en ce qu'elle comprend une pièce de liaison (208) et au moins deux fibres optiques (201,202) interconnectées opérativement par collage à l'aide d'un milieu liquide transparent durci sur la pièce de liaison, la pièce de liaison ayant été soumise à une sollicitation en extension le long des fibres (201, 202) et cette sollicitation ayant été ensuite interrompue après durcissemant, pour entraîner une précontrainte.