Brevet FR2586110A1 — publié le 19870213

- 1 - La présente invention se rapporte aux techniques de transmission par fibres optiques et plus particulièrement aux techniques de raccordement ou de couplage, ou à toute autre technique nécessitant une localisation de fibre opti- que. On sait que les fibres optiques sont habituellement formées d'un guide en silice dopée, ce guide étant recouvert d'au moins un revêtement de protection en matériau synthé- tique dont la profondeur est plus ou moins bien définie. Ce guide comprend le coeur proprement dit de la fibre et une gaine optique (cladding en anglais). Lorsque l'onr veut rabouter ou coupler des fibres pour obtenir une efficacité maximale, il est nécessaire de par- faitement bien localiser la position du coeur. Toutefois, un tel réglage est très difficile car on opère souyent en aveugle. Les réglages connus de l'homme de l'art supposent un équipement sophistiqué et peu précis. L'invention préconise un procédé de localisation de la gaine optique donc du coeur d'une fibre optique néces- sitant peu de mise en oeuvre et extrêmemenit précis. En effet, leexcentricité habituellement autorisée pour le coeur par rapport à la gaine (cladding) est de l'ordre de 3 pm. Il suffit donc de localiser avec précision la gai- ne d'une fibre pour connaître avec précision la position du coeur. Le procédé de localisation s'applique tout particuliè- rement à la réalisation de coupleurs optiques dans lesquels l'usinage du coeur en son centre, pour assurer une bonne et égale distribution de l'intensité lumineuse à l'intérieur de chaque demi-fibre du coupleur, est extrêmement délicat. Selon une première caractéristique, on approche un pal- peur (3) de la fibre (1) jusqu'à une profondeur (X1) qui est la position du diamètre extérieur (11) de ladite fibre, ledit palpeur étant porté à une température convenablement choisie. Selon une seconde caractéristique, la fibre (1) est pla- cée dans le creux d'une rainure (21) circulaire d'un sup- port (2) hémisphérique et on mesure la profondeur (X1) de pénétration du palpeur (3) lorsque ce palpeur est déplacé perpendiculairement à l'axe de la fibre (1). -2- Selon une autre caractéristique, le palpeur (3) est biseauté à son extrémité chauffante. Selon une autre caractéristique, la fibre (1) est pla- cée dans un repère (X, Y, Z) bien déterminé, tel que la pro- fondeur (X1) de déplacement du palpeur (3) soit une abscis- se (X1) mesurable, par exemple au moyen d'un capteur (C) Le procédé de localisation de l'invention s'applique à la réalisation de coupleurs optiques, ledit procédé con- sistant à Usiner le coeur (11) d'une fibre tangentiellement à son axe, lorsque cet axe est incurvé suivant un demi cer- cle, par exemple suivant une ligne UUI' d'usinage; le pro- cédé de réalisation de coupleurs de l'invention consiste es- sentiellement à localiser le diamètre extérieur (11)' de la fibre (1) suivant une position (X1) au moyen du procédé de localisation précité et à usiner le coeur (11) de la fibre (1) suivant unle profondeur (X2) prédéterminée à partir de cette position (X1), puis à rabouter lesdits éléments de fibre usinée après fractionnement de façon connue en soi. Selon une caractéristique supplémentaire, là profon- deur (X2) est mesurée au moyen d'un capteur (02) de posi- tion et correlée à (X1) au moyen d'un étalonnage. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivante illustrée par des dessins. La figure la représente un schéma du procédé de loca- lisation du diamètre extérieur d'une fibre optique selon l'invention avec sa représentation en coupe sur la figure lb. La figure 2 représente une application de cette loca- lisation pour la réalisation de coupleurs optiques. La figure 3 représente un schéma de l'usinage des fi- bres grâce à la localisation de la figure 2. La figure 4 représente l'application du procédé de la figure 1 à la réalisation de coupleurs optiques. En se référant à la figure la, une fibre (1) est pla- cée et collée dans la rainure (21) d'un support (2). Cet- te rainure (21) a pour principale caractéristique qu'elle forme un demi cercle sur la périphérie de ce support (2). Ce support (2) peut par exemple être une hémisphère. Le -2586110 creux (M) du milieu de cette rainure (21) est aisément re- pérable. Ce support (2) est placé de façon ccnnue en soi dans un système de repérage (X, Y, Z), par exemple au moyen d'ergots. Le support (2) est placé dans ce système (X, Y, Z) de telle sorte que la rainure (21) soit placée dans le plan (XOY) et plus précisément que l'axe de symétrie du support (2) soit.parallèle à l'axe (OX). De la sorte, le point (M) de la rainure (21) z une abscisse (X0) aisément définissa- ble et, plus précisément, un capteur (C1) peut mesurer l'abs- cisse de position d'une fibre optique (1) placée dans cet- te rainure (21). Ainsi, le procédé de localisation de l'in- vention du diamètre extérieur du guide optique (coeur + gai- ne) d'une fibre optique (1) placée dans cette rainure (21), ou encore par déduction de la position du coeur (11) dans cette rainure (21), consiste essentiellement à déplacer un palpeur (3), suivant un axe passant par (M), parallèlement à l'axe (OX), soit orthogonalement à la fibre (1). Ce pal- peur (3) est porté selon l'invention à une température con- venablement choisie, par exemple de l'ordre de 200 C et est approchée de la fibre (1) jusqu'à une profondeur (X1) aisément repérable au moyen d'un capteur de position (4). Comme on sait que le revêtement (12) de la fibre (1) est en matériau synthétique, on sait qu'il n'oppose aucune résis- tance au palpeur (3) et la position (X1) d'arrAt d'avancée du palpeur (3) est la position du guide 11 optique de la fibre (1) comme représenté sur la vue en coupe de la figu- re lb. Une telle mesure est extrêmement précieuse car, com- me une fibre (1) a un coeur et une gaine 11 de section cy- lindrique, lorsque le palpeur (3) est bien centré sur l'axe de symétrie de la rainure (21), c'est sur le guide (11) que le palpeur (3) s'arrête. Cette mesure (X1) est enregistrée avec précision au moyen du capteur (4). Une telle mesure peut être extrêmement utile lors de la réalisation de multiplexeurs lorsqu'il faut positionner avec précision des coeurs de fibres de part et d'autre d'un filtre dichroique, par exemple pour obtenir un rendement maximal. I1 suffit alors de localiser la position des gui- des (11) des fibres au moyen de capteurs. - 4 - Ce procédé de localisation peut encore être applica- ble au raboutement de fibres ou pour des épissurages ou pour le soudage de fibres. Ce procédé de l'invention est en particulier intéres- sant dans la réalisation de coupleurs optiques. En se réfé- rant à la figure 2, le support (2) et la fibre (1) sont représentés en coupe suivant-le creux de la rainure (21). Pour réaliser un coupleur, il est nécessaire d'usiner le coeur d'une fibre (1) suivant une ligne UU' d'usinage, tan- gentiellement au rayon de courbure de la fibre (1), la fi- bre (1) étant placée dans la rainure_(21) circulaire du support (2). Cette ligne UU', selon le couplage désiré, pas- se ou non par le centre (C) de la fibre (1). Ainsi, la fibre (1) est usinée suivant une ellipse; habituellement, dans l'art antérieur, le contrôle de l'usi- nage était effectué par une mesure de la longueur de l'el- lipse. Une telle mesure nécessitait un transfert du montage de positionnement pour la mesure et la poursuite de l'usina- ge par tatonnements et contrôles de la mesure de l'ellipse. De plus, ce procédé était très long car on contrôlait le plan d'usinage de l'ellipse à chaque opération. Le procédé de localisation de la fibre (1) permet un usinage industriel et en série des fibres. En se référant à la figure 3, le sup- port (2) de la fibre (1) est placé solidaire d'un bloc (5) dont la position dans l'espace est aisément repérable en X, Y, Z. En particulier, le support (2) peut être placé de tel- le sorte que Y et Z soient maintenus fixes. La meule (6) est placée devant le support (2} de telle sorte qu'elle soit déplaçable suivant l'axe OX d'une grandeur appropriée. Cette meule (6) est actionnée par un moteur (7) si le bloc (5) est différent du premier bloc (4), il est nécessaire d'étalonner l'usinage, par exemple pour une première fibre, par une comparaison des abscisses mesurées. En se référant à la figure 4, lorsque l'axe de la fi- bre est placé orthogonalement au plan XOZ, connaissant avec certitude, par étalonnage ou par conservation du système (4) de repérage, l'abscisse (Xl) du bord externe du guide (11) suivant l'axe passant par le joint (M) de la rainure (21), il suffit de programmer une profondeur (X2) d'usinage pour 5 - la meule (6) pour obtenir l'ellipse de longueur convenue. Un tel réglage est applicable à un usinage en série car, si une première fibre est repérée, à l'usinage, au moyen d'un capteur (C2), la mesure peut être reproduite pour l'usina- ge d'autres fibres. On sait que, pour achever la réalisation d'un coupleur, il suffit de sectionner la fibre (1) perpendiculairement à l'axe de son guide (11) suivant le diamètre passant par (M) et de coller l'une co.itre l'autre les deux parties usi- nées de coeur puis de les rabouter à une seconde fibre, sous forme de connecteur ou de queue de cochon. Le procédé de localisation de l'invention s'applique à tous types d'équipements optiques. Il est d'une manipu- lation aisée et précise. - 6 - REVENDICATIONS 1 - Procédé de localisation du guide (11) d'une fibre optique (1), procédé caractérisé par le fait qu'on approche un palpeur (3) porté à une température convenablement choi- sie de ladite fibre (1), jusqu'à une profondeur (X1) qui est la position du guide (11) de ladite fibre, ledit guide (11) étant formé du coeur et de la gaine en silice. 2 - Procédé de localisation selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la fibre'(1) est placée dans le creux d'une rainure (21) circulaire d'un support (2) et en ce qu'on mesure la profondeur (X1) de pénétration du pal- peur (3) lorsque ce palpeur (3) est déplacé perpendiculaire- ment à l'axe de la fibre (1). 3 - Procédé de localisation selon l'une des revendica- tions 1 ou 2 caractérisé par le fait que la palpeur (3) est biseauté à son extrémité chauffante. 4 - Procédé de localisation selon l'une des revendica- tions 1 à 3 caractérisé par le fait que la fibre est pla- cée dans un repère (X, Y, Z) bien déterminé tel que la pro- fondeur (X1) de déplacement du palpeur (3) soit une abscis- se (X1) mesurable par exemple au moyen d'un capteur (ci). - Procédé de réalisation de coupleurs pour fibres optiques consistant à usiner le coeur d'une fibre (1) tan- gentiellement à son axe, lorsque cet axe est incurvé suivant un demi cercle, par exemple suivant une ligne UU' d'usina- ge, procédé caractérisé par le fait que la position (X1) du guide (11)- de la fibre (1) est déterminée au moyen du pro- cédé selon l'une des revendications 1 à 4 et par le fait que le guide (11) est usiné suivant une profondeur (X 2) prédéterminée à partir de cette position (X1), puis en ce que la fibre (1), après usinage, est fractionnée, puis en ce que les éléments de ladite fibre (1) sont raboutés de fa- çon connue en soi. 6 - Procédé selon la revendication 5 caractérisé par le fait que la profondeur (X2) est mesurée au moyen d'un 2) capteur (C2) de position et corrélée à (X1) au mooyen d'un étalonnage.