Brevet FR2585140A1 — publié le 19870123

l 2585140 La présente invention est relative à une embase de connexion pour fibre optique et à sa mise en oeuvre pour la réalisation d'une connexion d'une fibre optique à un composant optoélectronique ou d'une connexion de deux fibres optiques. Plus précisément, la présente invention est relative à un embout agencé pour recevoir une fibre optique positionnée et centrée dans un embout présentant une protubérance tubulaire axiale pourvue d'un conduit dans lequel la fibre optique peut 9tre introduite avec jeu et immobilisée de manière que son extrémité coïncide avec l'extrémité de la protubérance et, entourant la partie arrière de celle-ci, un évidement annulaire présentant une paroi de forme conique. La Société déposante a déjà décrit dans ses demandes de brevet francais 81 07 144 et 83 05 422 l'utilisation de tels embouts pour la réalisation de connexions optiques et les différentes phases de leur préparation en vue de positionner et centrer la fibre dans l'embout, notamment par rapport à la paroi de forme conique située en retrait de l'extrémité de la fibre. Pour la réalisation de connexions optiques, il était prévu dans les documents antérieurs d'utiliser un corps de butée, notamment sphérique, présentant un orifice axial pour recevoir la protubérance axiale de l'embout, le corps de butée définissant une portée de contact avec la paroi conique de l'évidement annulaire de l'embout, de manière telle que, lors de tout mouvement relatif des portées en contact, l'extrémité d'une fibre au niveau de la face d'extrémité de la protubérance d'un embout soit maintenue à une distance constante prédéterminée du centre du corps de butée. Le corps de butée, sous forme de sphère pour la connexion de deux fibres optiques ou de demi-sphère pour la connection d'une fibre optique à un composant optoélectronique tel qu'une diode électroluminescente, doit présenter une grande précision de dimensionnement, généralement de l'ordre de + 3 pm. La réalisation de telles sphères ou demi-sphères de précision est coûteuse. La Société déposante a maintenant découvert que, de manière surprenante, l'on pouvait réaliser des connexions en utilisant un principe similaire à celui mentionné dans les documents antérieurs cités précédemment, en évitant d'avoir à usiner un corps sphérique de précision et donc en réduisant notablement le coût de fabrication. A cet effet, selon l'invention, on utilise pour la réception d'un embout tel que défini ci-dessus et comportant une fibre optique, une embase monobloc constituée d'un corps tubulaire présentant à une extrémité un flasque frontal, ledit- flasque étant pourvu sur sa face arrière, à l'intérieur de l'alésage du corps tubulaire, d'une saillie présentant, au moins une portée convexe, ledit flasque pourvu de ladite saillie étant muni d'un orifice axial traversant, apte à recevoir la protubérance axiale d'un embout mis en place de l'arrière dans l'alésage du corps d'embase et amené en appui, par sa portée conique, sur la portée convexe de ladite saillie selon une ligne de contact circulaire en position prédéterminée par rapport à la face avant dudit flasque. On comprend que, selon l'invention, on reconstitue les conditions de if fonctionnement prévues dans les connecteurs antérieurs de la Société déposante, notamment celui décrit dans la demande de brevet français 81 07 144, le contact entre les portées en regard de l'embout et de la saillie de l'embase s'effectuant selon une ligne circulaire de position parfaitement définie par rapport à l'extrémité de la fibre. Contrairement à la technique antérieure, il n'est pas nécessaire de prévoir des tolérances importantes. Ainsi, l'embase peut être réalisée par usinage à l'aide d'un outil de forme, sa saillie intérieure pouvant être réalisée avec des tolérances de, environ, + 0,1 mm. En variante, l'embase selon l'invention peut être réalisée par moulage avec des tolérances du même ordre. L'embase, selon la présente invention, peut être réalisée en tout matériau, notamment métallique, approprié tel que par exemple un alliage zinc-aluminium, connu sous la dénomination de "Zamac". La saillie intérieure de l'embase peut être constituée sous la forme d'une calotte sphérique. En variante, la saillie peut comporter à partir de la face arrière du flasque frontal, une portée cylindrique raccordée à une portée torique à faible rayon, se raccordant elle-même à une face transversale plane. Dans la pratique, et pour obtenir une position parfaitement précise de l'extrémité de la fibre par rapport au plan frontal de l'embase, c'est-àdire la face avant de son flasque frontal, on réalise une ébauche d'embase avec une surépaisseur de son flasque frontal, l'on met en place à l'intérieur de ladite embase un calibre de précision reproduisant la forme d'un embout, l'on détecte, notamment par palpage, la position de la protubérance axiale du calibre dans l'orifice axial du flasque de l'embase et l'on usine la face frontale dudit flasque de manière à l'amener à coincider avec la face frontale de la protubérance du calibre. On retire alors le calibre et l'on met en place l'embout contenant la fibre optique que l'on immobilise dans l'embase, notamment par l'intermédiaire d'une bague vissée à la partie arrière de l'embase et exerçant un appui axial, notamment par l'intermédiaire d'un ressort, sur ledit embout. Lorsque l'on désire réaliser la connexion d'une fibre optique sur un bottier de composant optoélectronique tel qu'une diode, on fixe alors l'équipage ainsi réalisé sur la face avant du bottier comportant le composant. Lorsque l'on désire réaliser la connexion de deux fibres optiques, on réalise deux embases de la manière définie précédemment, on aligne celles-ci à l'aide de deux calibres reproduisant chacun sensiblement la forme d'un embout, l'un des calibres présentant une protubérance axiale notablement allongée et l'autre calibre présentant un alésage axial pour recevoir le prolongement de la protubérance axiale du premier calibre. On immobilise alors les deux embases dans la position alignée ainsi réalisée grace aux calibres en engagement mutuel, à l'aide de moyens de fixation traversant les flasques frontaux des deux embases en appui l'un sur l'autre. Après avoir retiré les deux calibres, on met en place les deux embouts contenant chacun une fibre optique que l'on immobilise notamment de la manière indiquée ci-dessus. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant en décrire des exemples de réalisation nullement limitatifs en se référant au dessin annexé dans lequel: - La figure 1 illustre la connexion d'une fibre optique et d'une diode électroluminescente utilisant une embase selon un premier mode de réalisation de la présente invention, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 mettant en oeuvre une embase selon un second mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 illustre la connexion de deux fibres optiques mettant en oeuvre deux embases selon le premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 illustre une phase de préparation à l'aide d'un calibre de l'embase selon le premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 4a illustre le calibre utilisé dans la figure 4 positionné par rapport à une sphère de référence. - et, la figure 5 illustre la phase d'alignement de deux embases selon l'invention pour la réalisation d'une connexion selon la figure 3. L'embase illustrée sur la figure 1 comporte un corps tubulaire 1 muni d'un alésage 2 et se terminant par un flasque frontal 3 présentant des orifices 4 pour le passage de vis de fixation 5 de l'embase sur la face frontale d'un bottier 6 comportant un composant octoélectronique tel qu'une diode électroluminescente 7. La face arrière 8 du flasque comporte à l'intérieur de l'alésage 2 une saillie en forme de calotte sphérique 9, le flasque 3 pourvu de la saillie 9 étant traversé par un orifice axial 10. Sa partie arrière, le corps tubulaire 1 de l'embase présente un filetage extérieur 11 pour l'engagement d'une bague vissée 12 destinée à appliquer par l'intermédiaire d'un ressort 13 un embout désigné globalement par 14 et contenant une fibre optique 15 par une portée conique 16 contre la portée sphérique de la saillie 9 intérieure dans l'embase. La structure d'un tel embout 14 ainsi que les différentes phases de montage de positionnement et d'alignement de la fibre optique à l'intérieur ont déjà été décrites dans la demande de brevet français 83 05 422 à laquelle on pourra se référer pour de plus amples détails. L'embase a été réalisée de la façon suivante. On fabrique d'abord par usinage ou par moulage une ébauche telle qu'illustrée à la figure 4, cette ébauche présentant un flasque frontal 3 muni d'une surépaisseur. La saillie 9 sous forme de calotte sphérique dans l'exemple illustré n'est pas fabriquée avec une grande précision. Une tolérance de + 0,05 mm sur le rayon est suffisante dans la pratique. On introduit à l'intérieur de l'alésage de l'ébauche d'embase un calibre 17 réalisé avec une grande précision, ce calibre présentant une protubérance 18 engagée dans l'orifice axial du flasque 3 et de la saillie 9 de l'embase. On a au préalable déterminé sur le calibre 17, comme illustré sur la figure 4a une référence mécanique sous la forme d'une ligne circulaire C constituant la ligne de contact entre la portée conique du calibre et une sphère de référence S. Cette ligne de contact C se trouve à une distance prédéterminée d de l'extrémité de la protubérance 18 située dans le plan axial de la sphère, la position de la ligne de contact étant déterminée par le diamètre de la sphère et l'angle de cone O qui dans la pratique est avantageusement de 90 + 0,5 . Une fois le calibre 17 engagé dans l'ébauche d'embase, à l'aide d'un dispositif de palpage (non représenté), on détermine la position de la face d'extrémité de la protubérance 18 du calibre par rapport à la face frontale 19 de l'ébauche d'embase et l'on élimine par usinage la surépaisseur au niveau de la face frontale du flasque de manière à amener celle-ci en coïncidence avec la face d'extrémité de la protubérance 18, comme schématisé par le trait mixte 20 sur la figure 4. Cet usinage se fait facilement avec une précision de pm. Du fait de la précision du positionnement, sur le calibre, de la portée conique 21 par rapport à l'extrémité de la protubérance 18, on est ainsi assuré du bon positionnement de la ligne circulaire de contact C de la portée conique avec la portée sphérique de la saillie 9 par rapport au centre de l'orifice 10 du flasque au niveau de sa face extérieure d'extrémité schématisée par la ligne 20, la distance d entre la ligne C et la face extérieure du flasque étant la même que celle illustrée à la figure 4a. Lorsque ensuite,.on retire le calibre et l'on met en place un embout 14 comme illustré à la figure 1, celui-ci se trouve parfaitement positionné par sa portée conique contre la saillie 9 de l'embase réalisant le positionnement et le centrage voulus de l'extrémité de la fibre optique 15. Le mode de réalisation de la figure 2 diffère de celui de la figure 1, par la forme de la saillie 22 qui, à partir de la face arrière 8 du flasque 3, présente, dans l'alésage 2 de l'embase 1, en succession une portée cylindrique 23 une portée torique 24 et une portée transversale plane 25. Les portées 23, 24, 25 peuvent être réalisées sans grande précision. Par exemple, des tolérances de + 0,05 mm à * 0,1 mm suffisent dans la pratique. La portée torique 24 présente un rayon réduit par rapport à celui de la calotte de la saillie 9 de la figure 1 et c'est dans cette portée sphérique que l'on réalise le contact selon une ligne circulaire avec la portée conique 16 de l'embout 14. La réalisation de l'embase du mode de réalisation de la figure 2 s'effectue naturellement de la même manière que celle décrite en référence à la figure 4 pour l'embase du mode de réalisation de la figure 1. A la figure 3, on a illustré la connexion de deux fibres optiques utilisant deux embases 1 identiques à celles de la figure 1, en appui par leur face frontale, chacune des embases ayant reçu un embout 14 comme illustré dans le mode de réalisation de la figure 1. Les deux embases sont reliées par des organes de fixation, de type vis et écrou, traversant des orifices 4 prévus à cet effet dans les flasques 3 des embases. Pour réaliser l'alignement des deux embases, on procède comme indiqué à la figure 5. On met en place dans l'une des embases préparées comme indiqué en référence à la figure 4, un calibre 26 reproduisant la forme d'un calibre 17 et donc d'un embout, pourvu d'une longue protubérance formant pion de centrage 27 en s'engageant dans un orifice de réception 28 d'un second calibre 29 engagé dans la seconde embase, également préparée comme indiqué à la figure 4. Une fois l'alignement des deux embases réalisé, on fixe celles-ci par des AL/JD/DCP - CDE 33448 6 2585140 moyens de fixation de type vis et écrou 30, engagés dans les orifices 4 des flasques 3, des embases en appui l'une sur l'autre. Une fois les embases ainsi alignées, on retire les calibres 26 et 29 et l'on met en place les deux embouts 14 contenant chacun une fibre optfque 15 de manière à obtenir la structure illustrée à la figure 3. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre, ni de son esprit. 7 2585140 REVENDICATIONS 1 - Embase de connexion pour fibre optique, apte à recevoir une fibre optique positionnée et centrée dans un embout présentant une protubérance tubulaire axiale pourvue d'un conduit dans lequel la fibre optique peut être introduite avec jeu et immobilisée de manière que son extrémité coïncide avec l'extrémité de la protubérance et entourant la partie arrière de celle-ci un évidement annulaire présentant une paroi de forme conique, caractérisée par le fait que ladite embase est monobloc et constituée d'un corps tubulaire (1) présentant à une extrémité un flasque frontal (3), ledit flasque étant pourvu sur sa face arrière (8) à l'intérieur de l'alésage (2) du corps tubulaire (1), d'une saillie (9, 22) présentant au moins une portée convexe (9, 24), ledit flasque pourvu de ladite saillie présentant un orifice axial traversant (10), apte à recevoir la protubérance axiale d'un embout (14) mis en place à l'arrière de l'alésage du corps d'embase et amené en appui par sa portée conique (16) sur la portée convexe (9, 24) de ladite saillie selon une ligne de contact circulaire (C) en position prédéterminée par rapport à la face avant dudit flasque (3). 2 - Embase selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée par usinage. 3 - Embase selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée par moulage. 4 - Embase selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que sa saillie intérieure est constituée sous la forme d'une calotte sphérique (9). - Embase selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la saillie (22) comporte à partir de la face arrière (8) du flasque frontal (3) une portée cylindrique (23) raccordée à une portée torique (24) à faible rayon, se raccordant elle-même à une face transversale plane (25). 6 - Procédé pour réaliser l'embase selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on réalise une ébauche d'embase avec une surépaisseur de son flasque frontal (3), l'on met en place à l'intérieur de ladite embase un calibre de précision (17) reproduisant la forme d'un embout, l'on détecte, notamment par palpage, la position de la protubérance axiale (18) du calibre dans l'orifice axial (10) du flasque (3) de l'embase et l'on usine la face frontale dudit flasque de la manière à l'emmener à coïncider avec la face frontale de la protubérance du calibre. 7 - Procédé pour réaliser la connexion d'une fibre optique et d'un composant optoélectronique, notamment une diode électroluminescente contenue dans un bottier, caractérisé par le fait que l'on réalise une embase selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 par mise en oeuvre du procédé selon la revendication 6, qu'après avoir retiré le calibre, on met en place dans l'embase, un embout (14) contenant une fibre optique (15) que l'on immobilise, notamment par l'intermédiaire d'une bague (12), vissée à la partie arrière (11) de l'embase, et exerçant un appui axial, notamment par l'intermédiaire d'un ressort (13) sur ledit embout, et l'on fixe l'embase contenant l'embout sur la face avant du bottier (6) comportant le composant optoélectronique (7) au moyen d'organes de fixation (5) engagés dans des orifices (4) du flasque (3) de l'embase. 8 - Procédé pour réaliser la connexion de fibres optiques contenue chacune dans un embout, caractérisé par le fait que l'on réalise par le procédé de la revendication 6 deux embases selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, on aligne celles-ci à l'aide de deux calibres (26, 29) reproduisant chacun sensiblement la forme d'un embout, l'un des calibres représentant une protubérance axiale (27) notablement allongée et l'autre calibre représentant un alésage (28) pour recevoir le prolongement de la protubérance axiale du premier calibre, l'on immobilise les deux embases dans la position alignée à l'aide de moyens de fixation (30) traversant les flasques frontaux (3) des deux embases (1) en appui l'un sur l'autre, l'on retire les calibres et l'on met en place les embouts contenant chacun une fibre optique que l'on immobilise de préférence chacun par l'intermédiaire d'une bague (12) vissée à la partie arrière de l'embase et exerçant un appui axial, notamment par l'intermédiaire d'un ressort, sur l'embout correspondant.