Brevet FR2567654A1 — publié le 19860117

a i - 2567654 La présente invention concerne les fibres optiques et en particulier les dispositifs et les méthodes de prélèvement sélectif de l'énergie optique sur une fibre optique. Selon l'un des aspects de la présente invention, il est prévu un dispositif pour le prélèvement sélectif d'énergie optique sur une fibre optique, comprenant des moyens pour causer une déforma- tion périodique dans l'espace de la fibre et pour coupler l'énergie optique entre des modes de la fibre optique à une fréquence optique prédéterminée ou dans une bande étroite de fréquences optiques, et des moyens pour préleverde la fibre optique l'énergie optique à une fré- quence optique prédéterminée ou dans une bande étroite de fréquences optiques. Selon un autre aspect de la présente invention, il est prévu une méthode de prélèvement sélectif d'énergie optique sur une fibre optique consistant à causer une déformation périodique dans l'espace d'une portion de la fibre et à coupler l'énergie opti- que entre des modes de la fibre optique à une fréquence optique pré- déterminée ou dans une bande étroite de fréquences optiques, et à préleverl'énergie optique de la fibre à une fréquence optique prédé- terminée oudans une bande étroite de fréquences optiques. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures anne- xées, qui représentent - la figure 1, un schéma d'une réalisation d'un dispositif syntonisable pour la dérivation d'énergie optique sur une fibre opti- que, et - la figure 2, un diagramme de la puissance couplée en fonc- tion de la longueur d'onde pour différents pas de réseau. Dans les demandes de brevet britannique n 82/22371 et 84/05853 sont décrites les utilisations de portione de fibres optiques comme éléments capteurs. Une perturbation à capter, par exemple des variations de pression dues à une onde acoustique, est utilisée pour provoquer un couplage entre des modes différents d'une portion de fibre grâce à une structure de transducteur adéquate. Comme le décrivent les demandes de brevet britanniques ci- dessus pour des réalisations de capteurs la fibre optique est dispo- -2- 2567654 sée par rapport à un support, par exemple un réseau ou un élément cylindrique dont le diamètre varie de manière périodique, et la per- turbation à capter fait que la fibre est comprimée contre le support et déformée, l'importance de la déformation obtenue étant fonction de l'importance de la perturbation. Il est maintenant proposé d'utiliser une déformation contrô- lée d'une fibre optique afin de prélever sélectivement (à une fré- quence optique) de l'énergie optique sur une fibre optique. Par exem- ple, une bande de fréquence étroite d'énergie optique peut être pré- levée sur une fibre à mode unique. Comme l'illustre la figure 1, ce but est atteint en déformant une fibre 1 à mode unique en la comprimant contre un réseau mécanique solide 2. Le dispositif de compression est illustré sous la forme d'une plaque de pression 3 sur laquelle une charge L est appliquée. La déformation périodique de la fibre optique 1 ainsi obtenue provoque un fort couplage entre le mode guidé (mode de coeur) et les modes de gaine non guidés uniquement lorsque la période spatiale ou pas de la déformation correspond à la longueur de battement entre le mode guidé et les modes de gaine. Le couplage se produit entre le mode guidé et les modes de gaine uniquement à la fréquence optique à laquelle la longueur inter-mod escorrespond au pas de la déformation de la fibre. Cette fréquence peut être sélectionnée en utilisant différents réseaux de différents pas ou en changeant l'orientation du réseau par rapport à la fibre, c'est-à-dire en modi- fiant l'angle 0. La figure 2 illustre la valeur de la puissance cou- plée à la gaine par un réseau court en fonction de la longueur d'onde pour différents pas de réseau. La lumière de la gaine peut être ex- traite par un branchement adéquat du mode de gaine 4 et détectée par un photodétecteur 5. Des exemples de branchements de mode de gaine sont décrits dans les brevets britanniques n0 1590082 et n 1596869. Si un fitre d'arrêt est nécessaire, le branchement 4 est remplacé par une région de matériau de prélèvement du mode de gaine. Dans le cas d'une fibre optique multimodes,la déformation contr8ôlée de la fibre peut être employée pour obtenir un couplage à bande étroite entre modes guidés. L'emploi d'une fibre à maintien de polarisation permet un couplage sélectif de longueur d'onde entre les états de polarisation et la sélection ultérieure de la bande souhai- 3- 2567654 tée peut être obtenue à l'aide d'un branchement sélectif en polarisa- tion. En faisant varier la pression entre la fibre et le réseau, le couplage (couplage filtré) peut être modifié ou coupé. De la même manière, le niveau de filtrage peut être modifié en faisant varier la pression sur le réseau. L'invention propose donc un démultiplexeur de longueur d'on- de syntonisable pour fibre optique. Il convient pour l'extraction de canal dans les systèmes à mode unique. L'extraction de canaux mul- tiples neécessite plusieurs de ces dispositifs. Un arrangement com- prenant une série de tels dispositifs de branchement sélectif peut être envisagé, pour former un multiplexeur/démultiplexeur de longueurs d'ondes multicanaux,chaque dispositif étant associé à une fréquence optique donnée ou à une bande étroite de fréquences optiques. La fibre elle-même n'est pas affectée en permanence et elle n'a pas à être couple pour l'installation du dispositif. Le dispositif peut être du type à encliqueter, afin de servir de dispositif temporaire de surveillance pendant l'installation des fibres optiques. Des si- gnaux d'une largeur de bande très étroite peuvent être prélevés en soumettant la fibre à une déformation périodique sur une très grande longueur en l'enroulant simplement sur un mandrin cannelé. Des exem- ples de tels arrangements à mandrin cannelé sont décrits dans la de- mande de brevet britannique no 82/22371. Revendications 1. Dispositif pour le prélèvement sélectif d'énergie optique sur une fibre optique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (2, 3) pour causer une déformation périodique dans l'espace de la fibre et pour coupler l'énergie optique entre des modes de la fibre optique à une fréquence optique prédéterminée oudans une bande étroite de fré- quences optiques, et des moyens (4) pour prélever de la fibre optique l'énergie optique à une fréquence optique prédéterminée ou dans une bande étroite de fréquences optiques. 2. Dispositif selon la revendication 1 destiné à être uti- lisé avec une fibre optique à mode unique possédant un coeur et une gaine autour de ce dernier, caractérisé en ce que ledit moyen de déformation sert à coupler l'énergie optique entre le mode guidé dans le coeur et un ou plusieurs modes dans la gaine, et en ce que ledit moyen de dérivation de l'énergie optique sert à prélever l'énergie optique dans la gaine. 3. Dispositif selon la revendication 2 constitué comme un filtre d'arrêt, caractérisé en ce que le dispositif de prélèvement de l'énergie optique comprend une région de matériau de prélèvement du mode de gaine dans laquelle passe la fibre optique. 4. Dispositif selon la revendication 2 constitué comme un démultiplexeur de longueurs d'ondes caractérisé en ce que le disposi- tif de prélèvement de l'énergie optique comprend un branchement de mode de gaine. - 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen de déformation périodique dans l'espace de la fibre optique comprend un réseau mécanique (2) et un moyen (3) pour comprimer la fibre contre celui-ci. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pression par laquelle la fibre optique est comprimée contre le réseau est variable de manière contrôlée. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la fréquence optique ou bande de fréquences optique prédéter- minée est déterminée par l'orientation relative entre le réseau et la fibre, le dispositif étant syntonisable en ajustant ladite orienta- tion relative. 2567654 8. Dispositif selon la revendication 1 et destiné à être employé avec une fibre multimode, caractérisé en ce que ledit moyen de déformation sert à coupler l'énergie optique entre des modes gui- dés de la fibre. 9. Dispositif selon la revendication 8 et destiné à être employé avec une fibre à maintien de la polarisatfon caractérisé en ce que le couplage est réalisé entre états de polarisation et en ce que le dispositif de prélèvement de l'énergie optique comprend un branchement sélectif de polarisation. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé comme un dispositif encliquetable destiné à être utilisé pour la surveillance d'une fibre optique pendant son installation. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 ou 8 à 9, caractérisé en ce que ledit moyen de déformation périodique dans l'espace de la fibre comprend un mandrin cannelé autour duquel la fibre est enroulée. 12. Méthode de prélèvement sélectif d'énergie optique sur une fibre optique caractérisée en ce qu'elle consiste à causer une déformation périodique dans l'espace d'une portion de la fibre, à coupler de l'énergie optique entre des modes de la fibre optique à une fréquence optique prédéterminée ou dans une bande étroite de fréquences optiques, et à prélever de la fibre l'6ner- gie optique à une fréquence optique prédéterminée oudans une bande étroite de fréquences optiques. 13. Méthode selon la revendication 12 caractérisée en ce que la fibre optique est une fibre optique à mode unique possédant un coeur et une gaine l'entourant, en ce que ladite étape de déformation sert à coupler l'énergie optique entre le mode guidé dans le coeur et la gaine, et en ce que ladite étape de prélèyement de l'énergie opti- que sert à prélever l'énergie optique dans la gaine. 14. Méthode selon la revendication 12 caractérisée en ce que ladite fibre optique est une fibre multimode et en ce que l'étape de déformation sert à coupler l'énergie optique entre des modes guidés de la fibre. - 6 - 2567654 15. Multiplexeur/démultiplexeur de longueur d'ondes multi- canauxcaract4risé en ce qu'il comprend une série de dispositifs selon les revendications 1 à 11 ou 15, chaque dispositif étant associé à sa fréquence optique ou sa bande étroite de fréquences optiques respec- tive.