Brevet FR2586824A1 — publié le 19870306

ELEMENT DE CONNEXION OPTIQUE, CONNECTEUR OPTIQUE UTILISANT CET ELEMENT ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN MOULE POUR L'OBTENTION DE L'ELEMENT La présente invention concerne un élément de connexion optique, un connecteur optique utilisant cet élément et un procédé de fabrication d'un moule pour l'obtention de l'élément. Elle s'applique notamment au domaine des Télécommunications et en particulier aux réseaux de vidéo-communication. On connait déjà divers types de connecteurs optiques (connecteurs constitués de deux éléments dont l'un se visse dans l'autre, connecteurs comportant un vé dans lequel sont fixées deux fibres optiques en regard l'une de l'autre, connecteurs comportant un manchon calibré dans lequel sont insérés deux embouts munis chacun d'une fibre optique ...) mais chacun de ces connecteurs présente au moins l'un des inconvénients suivants : long temps de montage, complexité due au grand nombre de pièces, coût important et démontage malaisé voire impossible. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents en proposant un élément de connexion optique et un connecteur optique réalisé par assemblage de deux éléments de ce type, ce connecteur étant montable en peu de temps, très simple car constitué de très peu de pièces, peu coûteux et facile à démonter. De façon précise, la présente invention a tout d'abord pour objet un élément de connexion optique, caractérisé en ce qu'il comprend un embout comportant deux cavités longitudinales parallèles qui débouchent d'un même côté de l'embout et dont au moins l'une a des parois formant un vé et débouche de l'autre côté de l'embout, au moins la cavité à parois formant un vé étant destinée à recevoir une fibre optique maintenue au fond du vé et chaque cavité étant destinée à recevoir une tige de taille adaptée à cette cavité, de façon à pouvoir fixer, par les tiges, l'é- lément à un élément comparable et positionner les fibres optiques de ces éléments L'une par rapport à L'autre, pour permettre un passage de lumière de l'une à l'autre. Un tel élément est réalisable avec une grande précision, par moulage de précision par exemple, ce qui permet un positionnement précis de la fibre optique, t'intérêt de L'invention tenant notamment au fait qu'un tel élément peut être aligné avec précision et de façon très simple avec un élément du même type, grâce aux deux cavités permettant à la fois la fixation des éléments et le positionnement de leurs fibres optiques. Dans un mode de réalisation préféré de l'élément objet de l'invention, chaque cavité débouche à l'extérieur de l'embout par une fente parallèle aux cavités, les tiges etant insérables à force dans leurs cavités respectives. Ceci permet de positionner très précisément l'élément par rapport à un élément du même type, en utilisant des tiges calibrées de précision moyenne, commercialement disposibles et peu coûteuses qui sont insérables à force dans les~cavités rendues élastiquement déformables par les fentes. Dans une réalisation préférentielle de l'invention, chaque cavité a des parois formant un vé et les plans bissecteurs intérieurs des vés sont confondus. Ceci permet d'accroître encore la précision de l'alignement de deux éléments du même type. De préférence, les tiges sont cylindriques de révolution et les droites de tangence des tiges dans leurs vés respectifs sont sur un même cylindre de révolution dont l'axe est celui d'une fibre optique supposée tylindrique de révolution, maintenue au fond du vé destiné à la recevoir. Ceci permet de minimiser les pertes de lumière qui risquent d'être induites par une torsion exercée sur un ensemble de deux éléments raccordés. De préférence également, ledit même côté de l'embout comporte un méplat dans lequel est réalisé un prolongement du vé destiné à recevoir la fibre optique, ce prolongement étant également destiné à contenir une portion de la fibre optique. On peut ainsi observer la jonction entre deux éléments raccordés par leurs côtés pourvus de méplats. Dans une réalisation particulière de l'invention, la fibre optique est maintenue au fond du vé destiné à la recevoir par une lame élastique fixée audit même côté et appuyant sur la portion de fibre optique contenue dans ledit prolongement. De préférence, les tiges ont des tailles différentes, afin qu'il n'y ait qu'une façon de raccorder deux éléments du même type. Dans une autre réalisation particulière de L'invention, la fibre étant pourvue d'une gaine, une partie de la fibre étant privée de gaine et s'étendant, à partir d'une extrémité de cette gaine, dudit autre côté audit même côté de l'embout, dans La cavité destinée à recevoir la fibre, l'embout comporte un logement qui est réalisé dudit autre côté, et communique avec ladite cavité, ce logement étant prévu pour maintenir ladite extrémité. L'élément objet de l'invention est réalisable par moulage par injection d'une matière plastique, par exemple une résine à base de polyarylamide, char gee de fibres de verre. La présente invention concerne également un connecteur optique, caractérisé en ce qu'iL comprend au moins deux éléments selon l'invention, fixés l'un à l'autre par les tiges de l'un d'entre eux, et deux fibres optiques respectivement terminées par deux extrémités, et en ce que les fibres sont respectivement placées dans les éléments, Les extrémités des fibres étant en regard l'une de L'autre. De préférence, un liquide adaptateur d'indice est placé entre les extrémités des fibres. De préférence également, le connecteur objet de L'invention comporte en outre un cache de protection de La jonction des éléments fixés L'un à l'autre. La présente invention concerne enfin un procédé de fabrication d'un moule pour l'obtention d'un élément selon l'invention, par moulage par injection d'une matière plastique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - réalisation d'une première pièce de forme allongée, comportant une première, une seconde et une troisième faces rectangulaires longitudinales;La première et la seconde faces étant de part et d'autre de la troisième et formant respectivement avec celleci un premier et un deuxième dièdres d'arêtes parallèles, ces dièdres délimitant des angles obtus sur la section tranverse de ta première pièce, - réalisation d'une deuxième et d'une troi- sième pièces de forme allongée, comportant chacune une paire de faces adjacentes, rectangulaires et longitudinales, ces paires délimitant respectivement, sur les sections tranverses de la deuxième et de La troisième pièces, un premier et un deuxième angles respective ment égaux au double des supplémentaires des angles relatifs au premier et au deuxième diédres, - découpage transverse de la première pièce en quatre pièces élémentaires, - mise l'une contre L'autre des troisièmes faces correspondant à deux piéces éLémentaires, ce qui fait apparaître deux vés, respectivement relatifs au premier et au deuxième dièdres, et des troisièmes faces correspondant aux deux autres pièces élémentai- res, ce qui fait apparaitre deux vés respectivement égaux aux deux vés précédents, et - mise en contact des faces des extrémités de la deuxième piéce avec les deux vès relatifs au premier dièdre et des faces des extrémités de la troisième pièce avec les deux autres vés. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de La description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue de face schématique d'un mode de réalisation particulier de l'élément objet de l'invention, - la figure 2 est une vue éclatée d'un connecteur optique selon l'invention, - la figure 3 est une vue schématique de ce connecteur une fois assemblé, - la figure 4 est une vue schématique de la jonction entre deux éléments que comporte ce connec tueur, - la figure 5 est une vue de côté de cette jonction, - la figure 6 est une vue schématique d'un connecteur multiple selon l'invention, - la figure 7 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation particulier de l'élément objet de l'invention, - la figure 8 est une vue d'une pièce destinée à la réalisation d'un moule pour l'obtention d'un élément selon l'invention, et - la figure 9 est une vue schématique de ce moule. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un mode de réalisation particulier d'un ensemble de connexion optique 2 selon l'invention. Cet ensemble 2 comprend essentieLlement un embout 4 de forme allongée et cylindrique de révolution (figure 2). Cet embout 4 est pourvu d'une premiére cavité 6 et d'une seconde cavité 8 qui sont parallèles à l'axe de l'embout et débouchent sur la face avant 10 et sur la face arrière 12 de cet embout. La première cavité 6 a, vue en coupe transversale, la forme d'un vé dont la pointe est tournée vers l'intérieur de l'embout et dont les branches ont des extrémités raccordées par un arc de cercle centré sur la pointe du vé. Le plan bissecteur intérieur de la première cavité en forme de vé contient L'axe de l'embout et cette première cavité est construite, pour une fibre optique 14 de diamètre donné, 125 pm par exempLe, de façon que l'axe de la fibre supposée cylindrique de révolution et maintenue au fond du vé soit confondu avec l'axe de L'embout. La seconde cavité 8 a, vue en coupe transversale, la même forme que la première 6 mais une section transverse de surface plus faible. Les plans bissecteurs intérieurs respectifs des deux cavités sont confondus, les pointes respectives des vés étant tournées l'une vers l'autre. En outre, les deux cavités 6, 8 débouchent respectivement par des fentes 16, 18, à l'extérieur de l'embout 4, chaque fente étant parallèle à l'axe de l'embout et débouchant dans la cavité correspondante par la partie de celle-ci à sec tion en forme d'arc de cercle. De plus, chaque fente est traversée par le plan de symétri-e de l'embout, plan constitué par les plans bissecteurs intérieurs confondus. Une première tige 20 (respectivement une seconde tige 22) cylindrique de révolution et calibrée, a un diamètre tel qu'elle soit insérable à force dans la première cavité 6 (respectivement la seconde cavité 8), devenant alors tangente aux parois en vé de cette cavité. Ces tiges sont par exemple du type H7~o 01. La distance séparant les deux cavités est telle que, l'embout étant vu en coupe transversale, les quatre points de tangence 24, 26, 28, 30 des tiges avec les parois en vé de leurs cavités respectives soient sur un même cercle ayant pour centre le centre de la fibre 14 de diamètre donné, vue en coupe transversale. Un méplat 32 est réalisé du côté de la face avant 10 de l'embout, perpendiculairement audit plan de symétrie, au voisinage de L'axe de l'embout et entre cet axe et la fente 16 vus en coupe tranversale, de sorte que le vé relatif à la première cavité se prolonge dans ce méplat et que la fibre 14 maintenue dans ce vé émerge Légèrement à la surface du méplat. Une lame élastique 34 par exemple métallique ou en matière plastique, et de largeur inférieure à celle du méplat, comptée parallèlement à l'axe de l'embout, vient appuyer contre La portion de fibre placée dans le prolongement du vé, situé dans le méplat. La lame 34 est fixée au méplat, par exemple grâce à une fente 36 réalisée dans l'embout, paralle- lement à L'axe de cetui-ci, et débouchant à l'avant de l'embout ainsi qu'à la surface du méplat par rapport auquel elle est inclinée, de façon à pouvoir accueillir un côté de la lame courbée à cet effet. La fente 36 présente un léger évasement vers la périphérie de l'embout et L'extrémité de la lame relative audit côté est recourbée dans cet évasement de façon à maintenir la lame en place.La longueur de cette lame est en outre choisie de façon que l'autre extrémité de la lame soit en retrait de la périphérie de L'embout. Le montage de la fibre 14 dans L'embout est effectué de la façon suivante : une extrémité de la fibre est introduite dans L'embout par la face arrière 12 de celui-ci (figure 2) en soulevant la lame 34 de façon que la fibre dépasse de La face avant 10 de L'embout. a fibre est alors privée, à partir de son extrémité, de sa gaine de protection 38 généralement en matière plastique, par exemple par dénudage chimique, sur une longueur au moins egale à la largeur du méplat, puis L'extrémité de la fibre est clivée de façon à obtenir, pour la fibre, une face d'extrémité 40 plane et perpendiculaire à l'axe de la fibre. Enfin, La fibre est tirée par L'arrière de l'embout, de façon à amener la face d'extrémité 40 très légèrement en retrait de la face avant 10 de L'embout. Un tel montage s'effectue très rapidement (en moins de 5 minutes). Un logement cylindrique 42 de même axe que l'embout, peut etre realisé dans celui-ci à partir de la face arriere dudit embout, le diamètre du logement étant légèrement supérieur au diamètre de la gaine 38 afin de pouvoir placer et maintenir celle-ci dans le Logement (qui communique avec la première cavité 6), lorsque le montage de la fibre est terminé. Dans une réalisation particulière de l'in- vention, la gaine 38 est sertie ou collée dans un manchon 44 (figure 7) de diamètre intérieur adapté au diamètre de la gaine et ce manchon est inséré puis fixé, par collage par exemple, dans le logement 42 dont la taille est, dans le cas présent, adaptée au diamètre extérieur du manchon. La fibre est dans ce cas dénudée avant d'être introduite dans L'embout et L'insertion du manchon dans Le Logement a Lieu Lors de l'introduction de la fibre dans L'embout. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement, en vue éclatée, un connecteur optique selon l'invention,comprenant l'élément 2 et un autre élément 46 identique à l'élément 2 et également pourvu d'une fibre optique 48, montée comme on l'a expliqué plus haut. La face avant 10 de l'embout de chaque élément est plane et perpendiculaire à l'axe de L'embout. Sur la figure 3, le connecteur est représenté monté : pour ce- faire, les tiges 20, 22 sont insérées à force dans leurs cavités respectives, par l'avant de L'embout 4 jusqu'à ce qu'une moitié des tiges subsiste à l'extérieur de cet embout, puis les moitiés restantes des tiges sont également insérées à force dans les cavités correspondantes de l'autre élément 46, par L'avant de celui-ci dont la face avant est alors placée contre la face avant de L'élément 2. Sur les figures 4 et 5, la jonction entre les deux éléments 2, 46 est représentée de façon plus détaillée. La présence des deux méplats permet l'observation des deux faces d'extrémité des fibres en regard l'une de L'autre. Une goutte de liquide adaptateur d'indice 50 relie ces faces d'extrémité. Le connecteur ainsi réalisé permet de faire passer, par exemple de la fibre 14 à la fibre 46, de la lumière émise par une source lumineuse 52 et injectée dans la fibre 14. Les pertes d'insertion lumineuse (au passage d'une fibre à l'autre) obtenues avec ce connecteur peuvent être inférieures à 1 dB, et même inférieures à 0,5 dB par exemple pour des fibres multimodes à gradient d'indice ayant un coeur de 50 pm de diamètre et un diamètre extérieur de 125 pm. La protection des faces d'extrémité des fi bres et de la goutte 50 peut être assurée par un cache 54 par exemple en forme de manchon ouvert, dont les bords sont recourbés et prévus pour être insérés dans des rainures appropriées 56, réalisées sur les embouts des éléments 2, 46. Sur la figure 6, on a représenté schématiquement un connecteur multiple, comportant plusieurs connecteurs optiques élémentaires 58, chaque connecteur élémentaire étant du genre de celui qui a été décrit en référence à la figure 3. Les connecteurs élémentaires sont respectivement fixés, par l'inter- médiaire de clips 60 par exemple, sur une même barrette 62. Les embouts utilisés dans la présente invention peuvent être fabriqués par moulage par injection d'une matière plastique injectable, et 'de préférence dure, de faible retrait et apte à offrir un bon état de surface (pour Les parois en vé des cavités des éléments). A cet effet, on peut utiliser une résine du genre de celle qui est commercialisée par la société SOLVAY sous le nom de IXEF, chargée à environ 30X de fibres de verre. Des indications sur La réalisation d'un moule pour l'obtention d'embouts utilisés dans I'in- vention, par moulage par injection d'une matière plastique, vont maintenant être données en référence aux figures 8 et 9. Sur la figure 8, on a représenté une première pièce 64 de forme allongée et parallélépipédique, par exemple en acier trempé, sur laquelle on a formé, par rectification et polissage, trois faces rectangulaires et adjacentes 66, 68 et 70, se coupant mutuellement suivant des droites parallèles aux arêtes longitudinales de la pièce 64. La face 66 est parallèle à une face longitudinale de la pièce 64 et les faces 68 et 70, qui sont situées de part et d'autre de la face 66, forment respectivement avec celle-ci un angle de 180 -&alpha; et un angle de 180 -ss, et p étant des angles aigus qui peuvent être de même valeur et égaux à 300 par exemple. La pièce 64 est découpée perpendiculairement auxdites arêtes, par électro-erosion, en quatre pièces élémentaires 721, 722, 723, 724, les pièces 721 et 722 ayant une même largeur (comptée parallèlement auxdites arêtes) et les pièces 723 et 724 ayant une même largeur, inférieure à celle des pièces 721 et 722. Les faces 66 des pièces 721 et 722 sont mises L'une contre L'autre et l'on fait de même pour les faces 66 des pièces 723 et 724, ce qui fait apparaitre pour chaque paire 721-722 et 723-724, un vé d'angle 2 et un vé d'angle 2ss. On forme par rectification, sur une deuxième pièce de forme allongée 74 (respectivement une troisième pièce de forme allongée 76 de même longueur que la pièce 74), en acier trempé, deux faces longitudinales formant un autre vé d'angle 2a (respectivement d'angle 2p) dont les branches ont La me me Longueur que celles dudit vé d'angle 2x (respectivement d'angle 2p). Enfin, les vés d'angle 2a (respectivement 2p) sont emboités sur l'autre vé d'angle 2a (respectivement 2ss), respectivement aux deux extrémités de la pièce 74 (respectivement 76). On ajoute que la troisième face de la pièce 74 (respectivement 76) a, vue en coupe transversale, la forme d'un arc de cercle centré sur la pointe du vé correspondant. On peut obtenir, par moulage d'une matière plastique entre les paires 721-722 et 723-724 du moule ainsi formé, un embout du même genre que celui qui a été décrit plus haut en référence aux figures 1 et 2. Il faut bien entendu prévoir une enveloppe cylindrique (non représentée) pour le mou Le, cette enveloppe étant fendue longitudinalement en regard des pièces 74 et 76 et le méplat 32 (figure 1) est obtenu en prévoyant un méplat 78, "complémentaire" du méplat 32, sur les pièces 721 et 722 avant qu'elles ne soient assemblées comme on l'a indiqué. Au lieu d'être maintenue par la lame élastique 34 (figure 1), la fibre optique 14 pourrait être collée dans son ve. De plus, au lieu d'être relié à un ensemble 46 du même type, contenant également une fibre optique, l'ensemble 4 pourrait être relié à un ensemble comparable dans lequel la fibre optique serait remplacée par un dispositif photo-émetteur et/ou récepteur en vue de réaliser un couplage fibre-dispositif. Enfin, l'ensemble 4 pourrait contenir deux fibres optiques au lieu d'une, la seconde fibre optique étant maintenue dans le vé de la seconde cavité 8, ce ve se prolongeant de préférence dans un méplat parallèle au méplat 32 et réalisé à l'avant de l'ensemble 4. La présente invention permet de réaliser des connecteurs optiques dont les performances, du point de vue des pertes d'insertion, sont comparables à celles des meilleurs connecteurs connus mais dont le coût est très inférieur à celui de ces connecteurs connus. REVENDICATIONS 1. Elément de connexion optique, caractérisé en ce qu'il comprend un embout (4) comportant deux cavités (6, 8) longitudinales parallèles qui débouchent d'un même côte (10) de l'embout et dont au moins l'une (6) a des parois formant un vé et débouche de L'autre côté (12) de l'embout, au moins la cavité à parois formant un vé étant destinée à recevoir une fibre optique (14) maintenue au fond du vé et chaque cavité étant destinée à recevoir une tige (20, 22) de taille adaptée à cette cavité, de façon à pouvoir fixer, par les tiges, L'élément (2) à un élément comparable (46) et positionner les fibres optiques (14, 48) de ces éléments l'une par rapport à l'autre, pour permettre un passage de lumière de L'une à l'autre. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque cavité (6, 8) débouche à l'ex- térieur de l'embout par une fente (16, 18) parallèle aux cavités, les tiges (20, 22) étant insérables à force dans leurs cavités respectives. 3. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque cavité (6, 8) a des parois formant un vé et en ce que les plans bissecteurs intérieurs des vés sont confondus. 4. Elément selon la revendication 3, carac térisé en ce que les tiges (20, 22) sont cylindriques de révolution et en ce que les droites de tangence des tiges dans leurs vés respectifs sont sur un même cylindre de révolution dont l'axe est celui d'une fibre optique (14) supposée cylindrique de révolution, maintenue au fond du vé destiné à la recevoir. 5. Elément selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit même côté (10) de l'embout (4) comporte un méplat (32) dans lequel est réalisé un prolongement du vé destiné à recevoir la fibre optique (14), ce prolongement étant également destiné à contenir une portion de la fibre optique. 6. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fibre optique (14) est maintenue au fond du vé destiné à la recevoir par une lame élastique (34) fixée audit même côté (10) et appuyant sur la portion de fibre optique contenue dans ledit prolongement. 7. Elément selon L'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les tiges (20, 22) ont des tailles différentes. 8. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, la fibre (14) etant pourvue d'une gaine (38), une partie de la fibre étant privée de gaine et s'étendant, à partir d'une extrémité de cette gaine, dudit autre côté (12)audit même côté(10) de l'embout (4), dans la cavité (6) destinée à recevoir la fibre, l'embout comporte un logement (42) qui est réalisé dudit autre côté, et communique avec ladite cavité, ce logement étant prévu pour maintenir ladite extrémité. 9. Elément selon la revendication 3, carac térisé en ce qu'il est obtenu par moulage par injection d'une matière plastique. 10. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est fait d'une résine à base de polyarylamide, chargée de fibres de verre. 11. Connecteur optique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux éléments (2, 46) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, fixés l'un à l'autre par les tiges (20, 22) de l'un d'entre eux, et deux fibres optiques (14, 48) respectivement termi nées par deux extrémités, et en ce que les fibres sont respectivement placées dans les éléments, les extrémités des fibres étant en regard l'une de l'autre. 12. Connecteur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un liquide adaptateur d'indice (50) est placé entre les extrémités des fibres. 13. Connecteur selon l'une quelconque des revendication-s 11 et 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un cache de protection (54) de la jonction des éléments (2, 46) fixés l'un à l'autre. 14. Procédé de fabrication d'un moule pour l'obtention de l'élément selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - réalisation d'une première pièce (64) de forme allongée, comportant une première (68), une seconde (70) et une troisième (66) faces rectangulaires longitudinales, la première et la seconde faces étant de part et d'autre de la troisième et formant respectivement avec celle-ci un premier et un deuxième dièdres d'arêtes parallèles, ces dièdres délimitant des angles obtus sur la section transverse de la pre mièvre pièce, - réalisation d'une deuxième (74) et d'une troisième (76) pièces de forme allongée, comportant chacune une paire de faces adjacentes, rectangulaires et longitudinales, ces paires délimitant respectivement, sur les sections transverses de la deuxième (74) et de la troisième (76) pièces, un premier et un deu xième angles respectivement égaux au double des supplémentaires des angles relatifs au premier et au deuxième dièdres, - découpage transverse de la première pièce en quatre pièces élémentaires (72î, 722, 723, 724), - mise l'une contre l'autre des troisièmes faces (66) correspondant à deux pièces élémentaires (721 722), ce qui fait apparartre deux vés, respectivement relatifs au premier et au deuxième dièdres, et des troisièmes faces (66) correspondant aux deux autres pièces élémentaires (723, 724), ce qui fait apparaître deux vés respectivement égaux aux deux vés précédents, et - mise en contact des faces des extrémités de la deuxième piéce (74) avec les deux vés relatifs au premier diedre et des faces des extrémités de la troisième pièce (76) avec les deux autres vés.