Brevet FR2600427A1 — publié le 19871224

2600o427 Dispositif de connexion d'extrémité pour fibre optique avec composants opto-électroniques et couplage optique. L'invention concerne un dispositif de connexion d'extrémité pour fibre optique avec composants optoélectroniques et couplage optique, avec embout terminal optique séparable. La transmission de la lumière dans une fibre optique présente l'intérêt que le faisceau n'est pas sensiblement altéré dans la fibre. En revanche le long du parcours du faisceau à l'extrémité de chaque fibre, entre la fibre et son élément voisin immédiat 10 (émetteur, recepteur, fibre), le faisceau, n'étant plus confiné dans la fibre, diverge dans l'air, et la quantité de lumière qui atteint l'élément suivant ne représente qu'une partie de la quantité émise, d'o une perte de l'intensité du signal optique. En outre, cette diminution de la quantité de lumière transmise et considérablement accrue par la présence éventuelle de particules de poussière qui peuvent se poser sur l'extrémité de la fibre. Leurs sections relatives étant voisines, une seule particule 20 peut masquer l'entrée de la fibre de façon importante et la quantité de lumière transmise s'en trouve alors considérablement diminuée. Pour répondre à ces difficultés, on monte habituellement lés fibres en bout à bout, ou très 25 proches l'une de l'autre, et le montage doit être effectué avec une grande précision, dans une atmosphère exempte de poussière. Une autre technique décrite dans le brevet FR-A2 340 558 consiste à intégrer l'extrémité de la fibre 30 dans une terminaison transparente sphérique pleine, qui réfracte la lumière en un faisceau parallèle. Ainsi les particules de poussière ne peuvent obstruer l'extrémité protégée de la fibre. Lorsqu'on aligne deux extrémités de fibre intégrées dans ces éléments 35 sphériques, le faisceau parallèle est transmis pratiquement intégralement d'une fibre à l'autre. 2 2600427 12; Cependant, cette technique n'est pas utilisable dans les couplages entre une fibre et un composant opto-électronique, car celui-ci n'est en général pas équipé d'une telle extrémité sphérique, et le faisceau entrant ou sortant du composant n'est pas parallèle. Le dispositif de couplage selon l'invention apporte une solution à ces inconvénients en ce qu'il permet de monter dans un seul boîtier un émetteur et un récepteur optique, et une fibre optique, chacun des 10 éléments étant amovible indépendamment des autres. L'invention a pour objet un dispositif de connexion d'extrémité pour fibre optique avec composants opto-électroniques et couplage optique comportant un boîtier, un émetteur et un récepteur de 15 faisceau lumineux amovibles, une lame semiréfléchissante diviseur de faisceau, et un orifice d'émission-réception du faisceau destiné à recevoir un embout de câble de transmission optique par fibre, caractérisé en ce que le boîtier comporte: 20. entre l'émetteur et la lame, au voisinage de l'émetteur une lentille convergente de transformation du faisceau divergent émis en un faisceau parallèle, entre la lame et le récepteur, au voisinage du récepteur, une lentille convergente de transformation 25 du faisceau parallèle de réception en un faisceau convergent, un piège à lumière d'absorption des rayons émis réfléchis sur la lame, et en ce que l'embout de câble comporte à son extrémité 30 une lentille convergente disposée à proximité de l'extrémité de la fibre. Le dispositif est encore remarquable par les caractéristiques suivantes: le boîtier comporte un support de montage de 35 l'émetteur muni de moyen de refroidissement de l'émetteur, - l'embout de cable est amovible et le boîtier comporte un adaptateur d'embout amovible adaptable à différents types d'embouts. 3 2600427 Pour mieux -comprendre l'invention, on a représenté au dessin annexé une vue en coupe axiale d'un mode de réalisation du dispositif de couplage selon l'invention avec son embout optique. Sur cette figure, on voit un boîtier 1, muni de deux organes optoélectriques actifs distincts -un émetteur 9 et un récepteur 7. L'extrémité d'un câble optique 18, monté sur un embout 4 est insérée dans le boîtier qui alors est hermétique à la lumière du Jour. 10 L'émetteur 9 est du type à diode électroluminescente DEL, et le récepteur 7 du type photo diode, mais tout autre type d'émetteur ou de récepteur pourrait être utilisé, et ces composants actifs sont amovibles. Le boîtier 1, de préférence de type moulé comporte un évidement comprenant trois parties: 1 ) La première partie comporte deux passages cylindriques 15, 17 s'étendant de l'extérieur vers l'intérieur, approximativement vers le 20 centre du boîtier. Dans chacun de ces passages, on dispose une lentille convergente 8, 11. L'émetteur et le récepteur sont montés sur le boîtier 1 en regard des passages 15, 17; leurs surfaces émettrice 19 et receptrice 20 sont 25 situées dans le plan focal de la lentille correspondante, et la distance focale est de préférence courte, de sorte que d'une part la lentille I1l recoive le faisceau d'émission divergent le plus large possible, et que le 30 faisceau soit ensuite parallèle, et d'autre part qu'inversement le faisceau parallèle reçu par la lentille 8, convergeant sur le récepteur 7 ait un parcours le plus court possible dans l'air entre la lentille et le récepteur pour éviter au 35 maximum d'être intercepté par les particules de poussière, l'effet de masquage du faisceau étant plus important dans la partie du parcours du faisceau convergente que dans la partie 4 2600427 parallèle, o la section des particules est faible devant celle du faisceau. 2') La deuxième partie de l'évidement du boîtier 1 est une chambre 16 de division des faisceaux lumineux et de piégeage de la lumière parasite. Cette chambre, située approximativement au centre du boîtier, est séparée en deux par une lame semi-réfléchissante 12. Les faisceaux de lumière incidente s'y réfléchissent et la 10 traversent en partie. D'un côté de la lame 12 se trouve une cavité 14 de piégeage des rayons émis réfléchis: il test en effet nécessaire que la fraction de lumière à transmettre, traversant la lame vers la fibre, 15 corresponde uniquement à la lumière émise directement par l'émetteur 9, et qu'aucun autre rayon secondaire parasite, dû notamment aux réflexions sur les parois de la chambre 16, ne puisse traverser la lame et atteindre la fibre. 20 Le piégeage est réalisé par un matériau 13, absorbant les rayons lumineux, dont sont pourvues les parois de la cavité 14. Les deux passages cylindriques 15 et 17 débouchent dans -la chambre 16 et s'étendent dans le boîtier 1 symétriquement relativement au plan de la lame 12 semi-réfléchissante. En outre, les passages cylindriques 15 et 17 forment entre eux un angle droit et la lame est inclinée à 45' par rapport à l'axe du faisceau 30 d'émission. 3') De l'autre côté de la lame, la chambre 16 débouche sur -un orifice 6 d'émission-réception de faisceau optique. L'orifice est unique: il sert à l'émission et à 35 la réception. L'axe de l'orifice correspond sensiblement à l'un des axes d'émission ou de réception, à 90' près, de sorte que, entre la fibre 5 et la lame 12 les deux faisceaux d'émission et de réception sont coaxiaux. De préférence, l'orifice 6 et le passage 15 sont coaxiaux. L'orifice 6 est destiné à recevoir un embout 4 de câble comportant une fibre optique 5 dans son axe. 5 L'embout comporte une extrémité cylindrique creuse pénétrant dans le bottier, coaxialement à l'orifice 6, Jusqu'à proximité de la lame semi-réfléchissante. On dispose dans cette extrémité une lentille convergente 2. La fibre optique 5 s'étend dans cette extrémité, 10 coaxialement, et son extrémité se situe au foyer de la lentille 2, de sorte que le faisceau, parallèle dans le boîtier, converge sur l'extrémité de la fibre et inversement. L'embout 4 et sa lentille 2 sont montés 15 préalablement dans une atmosphère exempte de poussière pour éviter la présence de particules sur l'extrémité de la fibre. L'embout est amovible et l'invention prévoit des adaptateur d'embout 3, permettant d'adapter différentes 20 formes d'embout au boîtier. De préférence, le montage de l'embout 4 ou de l'adaptateur d'embout S sur le boîtier 1 est du type à baïonnette ou à vis, mais tout autre type de fixation peut être employé. D'autre part, les composants actifs sont montés sur le boîtier par l'intermédiaire de bagues-supports 21, 22 qui permettent de centrer le composant 7, 9 dans l'axe de réception ou d'émission. En outre, la bague 22 de l'émetteur 9 comporte 30 des extensions 10 de refroidissement de sorte que la chaleur dégagée par l'activité de l'émetteur se dissipe dans l'air ambiant. La température de la zone d'émetteur s'en trouve ainsi réduite, ce qui améliore la fiabilité du composant émetteur. Le dispositif de couplage selon l'invention procure les avantages suivants: - il est peu sensible à la pollution:les lentilles élargissent le faisceau et le parcours s'effectue dans l'air dans un faisceau parallèle élargi 6 - 2600427 par rapport à la section de la fibre, et relativement insensible aux particules de poussières, - le montage des différents éléments ne nécessite pas un alignement très précis: l'élargissement du faisceau et le positionnement des lentilles relativement aux centres d'émission et de réception autorisent un certain Jeu. La mise en place des éléments en est grandement facilité. 7 2600427 Revendications 1. Dispositif de connexion d'extrémité pour fibre optique avec composants opto-électroniques et couplage optique comportant un boîtier, un émetteur et un récepteur de faisceau lumineux amovibles, une lame 5 semiréfléchissante diviseur de faisceau, et un orifice d'émission-réception du faisceau destiné à recevoir un embout de cable de transmission optique par fibre, caractérisé en ce que le boîtier 1 comporte: entre l'émetteur 9 et la lame 12, au voisinage 10 de l'émetteur, une lentille convergente 11 de transformation du faisceau divergent émis en un faisceau parallèle, entre la lame 12 et le récepteur 7, au voisinage du récepteur, une lentille convergente 15 8 de transformation du faisceau parallèle de réception en un faisceau convergent, une cavité 14 d'absorption des rayons parasites et émis réfléchis sur la lame 12, et en ce que l'embout 4 de câble 18 comporte à son 20 extrémité une lentille 2 convergente disposée à proximité de l'extrémité de la fibre 5. 2. Dispositif de connexion d'extrémité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier 1 muni des composants opto-électriques 7, 9 et de l'embout 4 est hermétique à la lumière du Jour. 3. Dispositif de connexion d'extrémité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cavité 14 est revêtue d'un matériau 13 d'absorption des rayons lumineux. 4. Dispositif de connexion d'extrémité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier comporte des bagues 21, 22 de montage et de centrage des composants opto-électriques. 5. Dispositif de connexion d'extrémité selon la 35 revendication 4, caractérisé en ce que la bague 22 de montage de l'émetteur comporte des extensions 1Q de refroidissement de l'émetteur. 6. Dispositif de connexion d'extrémité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embout 4 est monté sur un adaptateur d'embout 3.