Brevet FR2586305A1 — publié le 19870220

Coupleur bidirectionnel pour liaison par fibres optiques La présente invention est relative à un coupleur bidirectionnel pour liaison par fibres optiques. On connaît un coupleur bidirectionnel actif comportant une fibre optique biseautée à l'une de ses extrémités à laquelle sont couplées optiquement une diode photoémettrice émettant un signal lumineux d'une longueur d'onde dite d'aller destiné à être transmis dans un sens par la fibre et une diode photodétectrice d'un signal lumineux d'une longueur d'onde dite de retour transmis dans l'autre sens par la fibre, la diode photoémettrice étant positionnée spatialement par rapport à l'extrémité biseautée de la fibre de telle sorte que le signal lumineux à la longueur d'onde d'aller soit couplé au maximum à la fibre. Un but de la présente invention est de définir les valeurs des angles entre l'axe de la fibre et l'axe des diodes photoémettrice et photoréceptrice pour obtenir les meilleurs conditions de couplage. Un autre but est de réaliser un boîtier de couplage pour permettre la mise en place rapide et selon les angles optimaux des diodes émettrice et réceptrice. L'invention a pour objet un coupleur bidirectionnel pour liaison par fibre optique comprenant une fibre optique dont l'extrémité est coupée selon une face plane biseautée, une diode photoémettrice et une diode photoréceptrice, caractérisé en ce que dans un plan contenant l'axe de la fibre et la normale à la face plane biseautée, l'angle (a) formé par la trace dans ledit plan de ladite face plane biseautée avec l'axe de la fibre est compris entre 35 degrés 12 minutes et 35 degrés 48 minutes, l'angle formé par l'axe d'émission de la diode photoémettrice avec l'axe de la fibre est compris entre 19 et 23 degrés, l'axe d'émission étant situé dans l'angle aigu formé par l'axe de la fibre et la trace de la face plane du biseau, l'angle formé par l'axe de réception de la diode photoréceptrice étant compris entre 3 et 7 degrés, l'axe de réception et l'axe d'émission étant situés dans la même quadrant constitué par l'axe de la fibre et sa normale. L'invention a également pour objet un coupleur bidirectionnel pour liaison par fibre optique, comprenant une fibre dont l'extrémité est coupée selon une face plane biseautée, une diode photoémettrlce et une diode photoréceptrice caractérisé en ce que, dans un plan contenant l'axe de la fibre et la normale à la face plane biseautée, - l'angle formé par la trace dans ledit plan de la face plane biseautée avec l'axe de la fibre est compris entre 311 degrés 30 minutes et 35 degrés 6 minutes, - l'angle formé par l'axe d'émission de la diode photoémettrice avec la normale à la fibre est compris entre 26 et 30 degrés, cet angle étant compté par rapport à la normale à la fibre de sorte que l'axe d'émission soit du côté de la fibre par rapport la face plane biseautée, - l'angle formé par l'axe de réception de la diode photoréceptrice est compris entre 26 et 30 degrés, la diode réceptrice étant placée dans l'angle aigu formé par l'axe de la fibre et la trace de la face plane biseautée. L'invention concerne aussi un coupleur bidirectionnel pour liaison par fibre optique, comprenant une fibre optique, une diode photoémettrice et une diode photoréceptrice, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier parallélépipédique ayant une face supérieure, une face inférieure et quatre faces latérales, ledit boîtier ayant une cavité débouchant sur la face supérieure et en communication par trois passages avec respectivement trois faces latérales, le premier passage recevant un élément traversé par une fibre optique dont l'extrémité biseautée est dans la cavité? le second passage, de section circulaire, recevant une diode photoémettrice enserrée dans une pièce partiellement sphérique, le troisième passage étant de section circulaire et débouchant sur une face latérale adjacente à celle où débouche le deuxième passage, et recevant une diode photoréceptrice enserrée dans une pièce partiellement sphérique, la face supérieure du boîtier étant munie d'une rainure communiquant, par des trous, avec les deux passages à sections circulaires et s'étendant jusqu'à l'élément porte-fibre, la fibre étant orientée parallèlement aux faces supérieure et inférieure du boîtier et à deux de ses faces latérales, l'angle formé par l'axe du second passage avec l'axe de la fibre étant voisin de 21 degrés, l'angle formé par l'axe du troisième passage avec la normale à la fibre étant voisin de 5 degrés, les angles étant comptés de manière que les axes fassent entre eux un angle de 64 degrés et que les diodes soient de part et d'autre du plan du biseau de la fibre. L'invention s'applique également à un coupleur bidirectionnel pour liaison par fibre optique, comprenant une fibre optique, une diode photoémettrice et une diode photoréceptrice, caractérisé en ce qu'il comprend un bottier parallélépipédique ayant une face supérieure, une face inférieure et quatre faces latérales, ledit boîtier ayant une cavité débouchant sur la face supérieure et en communication par trois passages avec trois des faces latérales, le premier passage recevant un élément traversé par une fibre optique dont l'extrémité biseautée est dans la cavité, le second passage, de section circulaire, recevant une diode photoémettrice enserrée dans une pièce partiellement sphérique, le troisième passage étant de section circulaire et débouchant sur une face latérale adjacente à celle où débouche le deuxième passage, et recevant une diode photoréceptrice enserrée dans une pièce partiellement sphérique, la face supérieure du bottier étant munie d'une rainure communiquant par des trous avec les deux passages à sections circulaires et s'étendant jusqu'à l'élément porte fibre, la fibre étant orientée parallèlement aux faces supérieure et inférieure du bottier et à deux de ses faces latérales, l'angle formé par l'axe du second passage avec l'axe de la fibre étant voisin de 28 degrés, l'angle formé par l'axe du troisième passage avec la normale à la fibre étant voisin de 28 degrés, les angles étant comptés de manière que les axes fassent entre eux un angle de 90 degrés et que les diodes soient de part et d'autre du plan du biseau de la fibre. L'invention sera bien comprise par la description ci-après faite avec référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique d'un coupleur selon l'invention privilégiant l'émission, - la figure 2 est une vue schématique d'un coupleur selon l'invention, privilégiant la réception, - la figure 3 est une vue en perspective d'un boîtier pour coupleur selon l'invention, du type privilégiant l'émission, - la figure 4 est une vue de dessus du boîtier de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe du coupleur des figures 3 et 4 muni de ses diodes, - la figure 6 est une vue de dessus d'un boîtier pour coupleur privilégiant la réception, - le figure 7 est une vue en coupe du boîtier de la figure 6, montrant les diodes dont il est muni. Pour obtenir le meilleur couplage, les angles entre l'axe de la fibre optique et les diodes émettrices doivent avoir une valeur précise, dans une fourchette donnée de réglage. Il est possible de privilégier soit l'émission soit la réception. Lorsqu'un coupleur est utilisé pour équiper un poste d'usager, on favorise la réception. Si on contraire le coupleur équipe un central, on favorise l'émission. La figure 1 est un schéma de coupleur pour un central, dans lequel l'émission est considérée comme prépondérante par rapport à la réception. Dans la figure, la référence 2 désigne une fibre optique comprenant un ensemble coeur-gaine 2A et une gaine de protection2B. L'extrémité de la fibre est dénudée et taillée en biseau selon un angle a avec la normale NN' à l'axe XX' de la fibre. Le plan du dessin de la figure 1 est un plan passant par l'axe de la fibre et contenant la normale No au plan de coupe de la fibre. L'émission est assurée a moyen d'une diode photoémettrice 4 émettant selon une direction, qui dans le plan du dessin, fait un angle b avec l'axe XX'. La réception est assurée par une diode photoréceptrice dont l'axe fait dans le plan du dessin , un angle c avec la normale à l'axe de la fibre. Selon la présente invention, l'angle a vaut 350 30' + 18' b vaut 210 + 20 c vaut 50 + 20 L'angle b est compté de telle manière que la direction d'émission soit située dans l'angle aigu formé par la direction XX' et la trace du biseau. L'angle c est choisi pour que la direction R de réception soit dans le même quadrant formé par les droites NN' et XX' que la direction E. La figure 2 est un schéma de principe d'un coupleur utilisé dans une installation d'abonné où la réception est privilégiée par rapport à l'émission. Les mêmes éléments ont recu les mêmes numéros de références. Le biseau fait avec la normale NN' à l'axe XX' de la fibre, un angle a' égal à 340 48' t 18' . L'axe E' de la diode émettrice fait un angle b' avec la normale NN' à l'axe XX' de la fibre, égal à 280 - 2'. L'angle b' est compté par rapport à la droite NN' normale à l'axe du biseau et passant par le centre du biseau de manière que la diode émettrice soit du côté de la fibre par rapport au plan du biseau. L'axe R' de la diode réceptrice 5A fait avec l'axe XX' un angle c' égal à 280 + 20. L'angle c' est mesuré de sorte que la diode réceptrice soit dans l'angle aigu formé par la trace du biseau et l'axe XX'. Pour mettre en oeuvre aisément les schémas précités et notamment pour positionner simplement mais avec précision les divers éléments constitutifs, l'on utilise un boîtier tel que celui représenté dans les figures 3 à 5. Le boitier représenté dans les figures 3 à 5 est un boftier destiné à l'équipement d'un central. Le boitier est un bloc parallélépipédique moulé (soit en métal tel qu'aluminium, soit dans une matière plastique). Le boîtier 1 possède une face supérieure 2, un fond 3, deux grandes faces latérales 4 et 5 et deux petites faces latérales 6 et 7. Un couvercle 7 est prévu pour recouvrir la face supérieure 1 et y etre fixé par vissage ou collage. Le boîtier possède une cavité 10 qui s'ouvre sur la face supérieure 2. Cette cavité 10 s'ouvre également sur la face 6 par un passage 9 recevant une pièce cubique 11 percée de part en part pour permettre la passage d'une fibre optique 12 tenue par l'intermédiaire d'un manchon de protection 13. La fibre traverse le bloc selon une droite joignant le centre de deux faces opposées du cube. Le passage a une section carrée bien dressée pour que, après mise en place de l'élément cubique 11, la fibre soit rigoureusement pependiculaire à la face 6 du boîtier. Un passage 14, de section circulaire, fait communiquer la face 7 du bottier avec la cavité 10. Ce passage sert de logement à une diode photoémettrice 15 dont l'émission est reçue sur l'extrémité biseautée de la fibre. Le passage possède un axe E parallèle à la face 1 et faisant avec l'axe de la fibre un angle b à 210 (comme indiqué en référence à la figure 1). La diode est partiellement enrobée dans une pièce 15A en forme de portion de sphère ou rotule, de diamètre égal à celui du passage. Un réglage aisé du positionnement angulaire de la diode par rapport à la fibre est ainsi possible, dans la fourchette-indiquée plus haut. Un second passage 16, d'axe R1, de section circulaire, débouche d'un côté dans la cavité 10 de l'autre sur la face 4 du boîtier 1. Ce passage est destiné à recevoir une diode réceptrice 17 munie également d'une rotule 17A. L'angle que fait l'axe R1 avec la normale à l'axe de la fibre est égal à 5 degrés. La rotule permet un débattement de t 2 degrés autour de cette valeur. Les axes E et R1 font ainsi entre eux un angle voisin de 64 degrés, les axes d'émission et de réception étant de part et d'autre de la trace du plan du biseau. La face 2 du boîtier est munie d'une rainure 20. Le cube est muni également de rainures sur ses faces non traversées par la fibre optique. Ces rainures sont référencées 11A, 11B, 11C. La rainure 20 communique par un passage 21 avec le passage 14 et par un passage 22 avec le passage 16. Le boitier est utilisé de la manière ci-après - après avoir placé la fibre, convenablement biseautée et orientée dans le cube 11, on insère le cube dans l'échancrure du bolier, - on place les diodes dans les passages respectifs et on les oriente pour obtenir le meilleur couplage, - on place le couvercle 8 sur la face 2 du boîtier, - on immobilise en position le cube et les diodes en faisant couler, par le trou 8A du couvercle dans la rainure 20, une colle très fluide telle qu'un cyanoacrylate dont la prise est rapide et sans retrait. La colle chemine le long de la rainure 20 et va immobiliser la diode 15 en passant par le passage 21, la diode 17 en traversant le passage 22 et le cube 11 en coulant le long des rainures 11B et 11C. Le trop plein de colle peut être éliminé en passant par le trou 24 reliant la cavité 10 à la face 3 du boîtier. L'opération de collage se fait soit sous vide, soit dans une atmosphère de gaz neutre tel qu'azote. Les figures 6 et 7 concernent un boîtier de couplage pour usager. Les éléments communs à ces figures et aux figures 3 à 5 ont reçu les mêmes numéros de référence. Dans ces boîtiers, un passage 24 contient une diode réceptrice 25 munie d'une rotule 25A. L'axe R'1 du passage 24 est fait avec l'axe de la fibre'un angle égal à 28 degrés. Le boîtier contient un autre passage 26 pour recevoir une diode émettrice 27 munie d'une rotule. L'axe de ce passage fait avec la normale à l'axe de la fibre un angle égal à 28 degrés. Les axes E' et R'1 font ainsi entre eux un angle voisin de 90 degrés. La mode d'utilisation du boîtier est le même que précédemment. Le coupleur de l'invention est de construction simple et économique, le réglage des éléments est très aisé et très sûr. L'étanchéité du boitier garantit une longue durée de vie du coupleur. REVENDICATIONS 1/ Coupleur bidirectionnel pour liaison par fibre optique comprenant une fibre optique dont l'extrémité est coupée selon une face plane biseautée, une diode photoémettrice (4) et une diode photoréceptrice (5), caractérisé en ce que dans un plan contenant l'axe (XX') de la fibre et la normale (NN') à la face plane biseautée, l'angle (a) formé par la trace dans ledit plan de ladite face plane biseautée avec l'axe (XX') de la fibre est compris entre 35 degrés 12 minutes et 35 degrés 48 minutes, l'angle (b) formé par l'axe d'émission (E) de la diode photoémettrice (4) avec l'axe de la fibre est compris entre 19 et 23 degrés, l'axe d'émission (E') étant situé dans l'angle aigu fermé par l'axe de la fibre et la trace de la face plane du biseau, l'angle (c) formé par l'axe de réception (R) de la diode photoréceptrice (5) étant compris entre 3 et 7 degrés, l'axe de réception (R) et l'axe d'émission (E) étant situés dans la meme quadrant constitué par l'axe (XX') de la fibre et sa normale (NN'). 2/ Coupleur bidirectionnel pour liaison par fibre optique, comprenant une fibre dont l'extrémité est coupée selon une face plane biseautée, une diode photoémettrice (4A) et une diode photoréceptrice (5A) caractérisé en ce que, dans un plan contenant l'axe (XX') de la fibre et la normale (NN') à la face plane biseautée, - l'angle (a') formé par la trace dans ledit plan de la face plane biseautée avec l'axe (XX') de la fibre est compris entre 34 degrés 30 minutes et 35 degrés 6 minutes, - l'angle (b') formé par l'axe (E') d'émission de la diode photoémettrice (4A) avec la normale (NN') à la fibre est compris entre 26 et 30 degrés, cet angle étant compté par rapport à la normale (NN') à la fibre de sorte que l'axe d'émission soit du côté de la fibre par rapport la face plane biseautée, - l'angle (c') formé par l'axe (R')-de réception de la dipode photoréceptrice (SA) est compris entre 26 et 30 degrés, la diode réceptrice étant placée dans l'angle aigu formé par l'axe de la fibre et la trace de la face plane biseautée. 3/ Coupleur bidirectionnel pour liaison par fibre optique, comprenant une fibre optique, une diode photoémettrice et une diode photoréceptrice, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (1) parallélépipédique ayant une face supérieure (2), une face inférieure (3) et quatre faces latérales (4, 5, 6, 7), ledit boitier ayant une cavité (10) débouchant sur la face supérieure et en communication par trois passages avec respectivement trois faces latérales, le premier passage (9) recevant un élément traversé par une fibre optique (12) dont l'extrémité biseautée est dans la cavité (10), le second passage (14), de section circulaire, recevant une diode photoémettrice (15) enserrée dans une pièce (15A) partiellement sphérique, le troisième passage (16) étant de section circulaire et débouchant sur une face latérale (4) adjacente à celle (7) où débouche le deuxième passage, et recevant une diode photoréceptrice (17) enserrée dans une pièce (17A) partiellement sphérique, la face supérieure (2) du bottier étant munie d'une rainure (20) communiquant, par des trous (21, 22), avec les deux passages à sections circulaires et s'étendant jusqu'à l'élément porte-fibre, la fibre étant orientée parallèlement aux faces supérieure (2) et inférieure (3) du boîtier et à deux (4, 5) de ses faces latérales l'angle formé par l'axe (E) du second passage (14) avec l'axe de la fibre étant voisin de 21 degrés, l'angle (R1) formé par l'axe du troisième passage (16) avec la normale à la fibre étant voisin de 5 degrés, les angles étant comptés de manière que les axes fassent entre eux un angle de 64 degrés et que les diodes soient de part et d'autre du plan du biseau de la fibre. 4/ Coupleur bidirectionnel pour liaison par fibre optique, comprenant une fibre optique, une diode photoémettrice et une diode photoréceptrice, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (1) parallélépipédique ayant une face supérieure (2), une face inférieure (3) et quatre faces latérales (4, 5, 6, 7), ledit boîtier ayant une cavité (10) débouchant sur la face supérieure (2) et en communication par trois passages avec trois des faces latérales, le premier passage (9) recevant un élément (11) traversé par une fibre optique (12) dont l'extrémité biseautée est dans la cavité (10), le second passage (26), de section circulaire, recevant une diode photoémettrice (27) enserrée dans une pièce (27A) partiellement sphérique, le troisième passage (24) étant de section circulaire et débouchant sur une face latérale (7) adjacente à celle (4) où débouche le deuxième passage, et recevant une diode photoréceptrice (25) enserrée dans une pièce (25A) partiellement sphérique, la face supérieure (2) du boîtier étant munie d'une rainure (10) communiquant par des trous (21, 22) avec les deux passages à sections circulaires et s'étendant jusqu'à l'élément (11) porte fibre, la fibre étant orientée parallèlement aux faces supérieure (2) et inférieure (3) du boîtier et à deux (4, 5) de ses faces latérales, l'angle formé par l'axe (E') du second passage (26) avec l'axe de la fibre étant voisin de 28 degrés, l'angle formé par l'axe (R'1) du troisième passage (24) avec la normale à la fibre- étant voisin de 28 degrés, les angles étant comptés de manière que les axes fassent entre eux un angle de 90 degrés et que les diodes soient de part et d'autre du plan du biseau de la fibre. 5/ Coupleur selon l'une des revendications 3 et caractérisé en ce que le premier passage (9) s'ouvre sur la face supérieure du boîtier et a une section carrée, l'élément (11) porte fibre étant sensiblement cubique. 6/ Coupleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le cube porte des rainures (11A, 11B, 11C) pour l'écoulement de la colle en vue de son collage dans le fond du premier passage (9). 7/ Coupleur selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le boîtier possède un couvercle (8) muni d'un trou (8A) venant au droit de la rainure (20) et servant à introduire de la colle.