Brevet FR2601463A1 — publié le 19880115

l 2601463 "Dispositif d'aiguillage opticue pour programmer le trajet de signaux optiques". La présente invention a pour objet un dispositif pour permettre l'aiguillage programmé du trajet de signaux optiques à l'intérieur d'un bloc comportant une pluralité de guides de lumière. Un but de la présente invention est de créer un 10 moyen pour présélectionner des trajets d'aiguillage optique afin de programmer l'itinéraire de signaux optiques avec de nombreuses modifications possibles. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'aiguillage optique caractérisé en ce qu'il comporte un bloc enveloppe contenant une pluralité d'éléments de guidage de lumière qui se recoupent, et au moins une tige de commande qui peut être introduite sélectivement dans l'un quelconque desdits éléments de guidage de lumière de manière qu'un moyen de réflexion de lumière porté par cette tige soit amené dans une position située à 20 l'intersection de"deux éléments de guidage de lumière, au moins un rayon lumineux cheminant dans l'un des éléments de guidage de lumière de l'intersection étant ainsi renvoyé dans l'un des autres éléments de guidage de lumière de l'intersection. Suivant un mode de réalisation de la présente invention, le bloc enveloppe (qui peut être opaque ou transparent, éventuellement avec un indice de réfraction commandé) présente une pluralité d'évidements qui se recoupent, au moins une tige de commande pouvant être 30 introduite sélectivement dans l'un quelconque desdits évidements de manière qu'au moins un miroir porté par la tige soit amené dans une position située à l'intersection de deux évidements, au moins un rayon lumineux qui chemine dans l'un des évidements de guidage de 35 l'intersection égant ainsi renvoyé dans l'un des autres évidements de l'intersection. Les évidements qui se recoupent peuvent être disposés dans un nombre quelconque des plans à l'intérieur du bloc et s'étendre dans un nombre quelconque de directions. On peut utiliser un nombre 5 quelconque de tiges, en fonction de la complexité du trajet d'aiguillage à réaliser. Les tiges de commande peuvent porter plusieurs miroirs dans des positions axiales différentes le long des tiges pour assurer la déviation du trajet des rayons 10 lumineux pour différentes paires d'évidements en intersection, situés dans des plans différents à l'intérieur du bloc. Les tiges de commande peuvent aussi porter d'autres moyens de commandes des rayons lumineux, par exemple des prismes ou des surfaces partiellement 15 réfléchissantes qui peuvent être ou ne pas être recouvertes avec un revêtement constitué de manière à réfléchir complètement ou en partie des fréquences ou des bandes de fréquences particulières du spectre visible, ces dernières surfaces partiellement réfléchissantes 20 permettant que le signal lumineux soit transmis en partie à un autre miroir ou à d'autres miroirs (ou à d'autres moyens de réflexion), en permettant ainsi effectivement qu'un signal soit divisé et renvoyé à plusieurs sorties. Etant donné que des signaux lumineux non 25 cohérents ou déphasés et qui se recoupent peuvent se croiser sans interférence, une disposition d'aiguillage à trois dimensions est donc possible et donne la possibilité d'une commande complexe d'un grand nombre de signaux lumineux à l'intérieur d'un volume relativement 30 faible. L'invention- est décrite plus en détail ciaprès, à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés, ans lesquels: - - la figure 1 est une vue schématique en perspective de la partie de corps d'un exemple de 35 réalisation d'un dispositif d'aiguillage optique conforme à la présente invention; - la figure 2a représente schématiquement en élévation une tige de commande possible pour l'utilisation avec l'exemple de réalisation de la figure 1; - la figure 2b est une coupe effectuée suivant la ligne A-A de la figure 2a; - la figure 3 est une vue en coupe schématique 10 illustrant le fonctionnement du premier exemple de réalisation; - les figures 4a à 4g représentent en élévation et en coupe d'autres exemples de tiges de commandes; - la figure 5 représente schématiquement un 15 certain nombre de trajets d'aiguillage dans un exemple de réalisation à un seul plan; et - la figure 6 est une vue en perspective schématique de la partie de corps d'un deuxième exemple de réaliation de dispositif d'aiguillage optique conforme 20 -à la présente invention. En se référant d'abord à la figure 1, l'exemple de réalisation représenté comporte un bloc enveloppe en forme de parallélépipède plein 10, dans le cas présent un cube, qui est percé sur ses trois faces adjacentes 12, 25 14, 16 par des jeux respectifs similaires d'évidements traversants 18 (neuf évidements dans le cas présent). En raison de la nature et du positionnement symétrique de ces évidements 18, il est à noter que chaque évidement de l'une des faces 12, 14, 16 recoupe trois des évidements 30 de chacune des deux autres faces 12, 14, 16. Plusieurs tiges pleines ou tubulaires 18 (fig 2a et fig 2b) sont prévues pour être introduites dans des évidements sélectionnés 20 du bloc 10. Chaque tige 18 présente une ou plusieurs parties à miroirs découpées 22 (dans le cas présent il n'y a qu'une seule partie de ce type) pour intercepter un rayon lumineux et le dévier de 4 2 6 012601463 '. Ce fonctionnement est représenté sur la figure 3 qui montre un évidement 20a qui, en partant de la face 16, recoupe les évidements 20b et 20c partant respectivement des faces 14 et 16 du cube 10. La tige 18 est introduite en direction axiale dans l'évidement 20c et est orientée angulairement dans cet évidement 20c de manière que le miroir soit placé a 45' par rapport aux axes longitudinaux -des deux évidements 20a et 20b. Dans ces conditions, si un rayon lumineux X est envoyé en 10 direction axiale dans l'évidement 20a, il est dévié de de manière à sortir en direction axiale par l'évidement 20b (comme indiqué en Y). Bien entendu, le fonctionnement est le même en sens inverse lorsqu'on envoie le signal dans l'évidement 20b, le signal lumineux 15 sortant alors par l'évidement 20a. On comprendra qu'en faisant tourner la tige 18 de 90 (dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre sur la figure 3), le rayon lumineux pénétrant dans l'évidement 20a aurait pu, en variante, être envoyé vers le bas en sens inverse, 20 dans l'évidement 20b, avec possibilité d'interception par des miroirs de tiges 18 en d'autres emplacements, ou simplement pour sortir du bloc par l'autre extrémité de l'évidement 20b. Les tiges 18 peuvent être elles-mêmes 25 transparentes ou opaques ou peuvent être constituées d'une ossature pour donner un libre passage à la lumière, et elles sont adaptées à coulisser à l'intérieur des évidements du bloc. Des guidages peuvent être prévus sur les tiges et/ou sur le bloc pour assurer l'alignement 30 précis des miroirs avec les évidements en des emplacements sélectionnés. Chaque tige 18 peut porter un ou plusieurs miroirs 22, ces miroirs étant orientés dans la même direction ou dans des directions différentes, y compris vers le haut et vers le bas (c'est à dire pour envoyer la 35 2601463 lumière incidente en direction axiale le long de la tige sur au moins une partie de sa longueur). Il n'est pas nécessaire que les tiges 18 présentent une section circulaire; elles pourraient, par 5 exemple présenter une section carrée ou rectangulaire (voir fig 4b et fig 4a). Dans ces derniers cas, si la tige est transparente et si le miroir est à 45 , on remarquera que les côtés de la tige n'offrent pas d'obstacle à la transmission de la lumière dans des plans 10 situés au-dessus et au-dessous du miroir étant donné qu'ils sont perpendiculaires aux rayons lumineux incidents. La fig 4c et la fig 4d représentent un exemple de tige pleine 18 à section circulaire comportant un seul 15 miroir 22. Les figures 4e et 4g représentent un exemple de tige pleine 18 à section circulaire comportant deux miroirs 22a, 22b dirigés vers des direction opposées. La fig 5 représente des exemples (en utilisant seulement un plan d'aiguillage unique pour la commodité 20- de représentation) des possibilités d'aiguillage que-l'on a en utilisant le présent dispositif. Les rayons lumineux envoyés dans les évidements de l'une quelconque des faces peuvent être aiguillés par les miroirs des tiges 18, de manière à sortir, soit par la même face, soit par l'une 25 quelconque des autres faces. Bien entendu, en augmentant le nombre des plans, les modifications d'aiguillage possibles augmentent énormément. Cela constitue l'un des avantages principaux du présent dispositif, à savoir qu'on dispose d'un nombre élevé de trajets d'aiguillage 30 potentiels dans un volume relativement faible. La forme du bloc 10 n'est pas limitée à celle d'un parallélépipède et peut avoir une configuration appropriée quelconque, avec un nombre quelconque d'orifices dans l'une quelconque de trois directions et avec un nombre quelconque de plans. 35 6 2 6 02601463 Par exemple, comme représenté sur la figure 6, le bloc peut présenter la forme d'un disque loa percé de plusieurs évidements radiaux 20d qui recoupent, et d'un évidement axial 20c au centre. On peut introduire dans l'un quelconque des évidements radiaux 20d une tige comportant un miroir 22 qui est disposé pour se placer à l'intersection de cet évidement 20d avec l'évidement axial 20e, de manière que la lumière envoyée dans l'évidement axial 20e soit 10 renvoyée par le miroir pour sortir par l'un, sélectionné, des autres évidements radiaux 20d. En variante, l'évidement 20e pourrait recevoir une tige 18 (non représentée) qui soit transparente et porte un miroir adapté à réfléchir la lumière (dirigée en 15 direction axiale dans la tige) de 90 pour renvoyer la lumière de manière qu'elle sorte par l'un quelconque, sélectionné, des évidements 20d, en foction de l'orientation angulaire sélectionnée de la tige 18 dans l'évidement 20e. Bien que cela ne soit pas étudié ici en détail, des moyens peuvent être nécessaires pour filtrer, collimater ou traiter d'une autre façon les rayons lumineux pénétrant dans le dispositif et le quittant, pour qu'il y ait compatibilité avec les systèmes optiques 25 extérieurs, en s'y adaptant. Par exemple, les signaux lumineux pénétrant dans le dispositif et/ou le quittant pourraient être transportés dnas des fibres optiques, introduits dans le bloc et conduits hors du bloc au moyen de conducteurs optiques à prise mobile. 30 7 2601463 REVENDICATIONS 1) Dispositif d'aiguillage optique pour programmer le trajet de signaux optiques, caractérisé en ce qu'il comporte un bloc enveloppe (10) contenant une pluralité d'éléments de guidage de lumière (20) qui se recoupent, et au moins une tige de commande (18) qui peut être introduite sélectivement dans l'un quelconque desdits éléments de guidage de lumière de manière qu'au 10 moins un moyen de réflexion de lumière (22) porté par ladite tige (18) soit amené dans une position située à l'intersection de deux éléments de guidage de lumière (20) de façon à renvoyer un rayon lumineux cheminant dans l'un desdits éléments de guidage de lumière de 15 l'intersection dans l'un des autres éléments de guidage de lumière (20) de l'intersection. 2) Dispositif selon la revendiation 1, caractérisé en ce que le moyen de réflexion de lumière (22) est un miroir. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de réflexion de lumière est un prisme. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de réflexion de lumière 25 (22) est une surface partiellement réfléchissante permettant à un signal lumineux qui lui est appliqué d'être divisé et renvoyé vers plusieurs sorties. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce quele bloc 30 enveloppe (10) présente une configuration générale en forme de cube. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bloc enveloppe (10) présente une configuration générale en forme de disque. 8 2601463 7) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments de guidage de lumière (20) qui se recoupent sont constitués par des évidements s'étendant de part en part entre deux faces opposées (14) du bloc enveloppe (10) en forme de cube. 8) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments de guidage de lumière (20) qui se recoupent comprennent une pluralité à évidements diamétraux ou radiaux (20d) pratiqués dans le 10 bloc enveloppe (10) en forme de disque. 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de guidage de lumière supplémentaire constitué par un évidement (20e) s'étendant suivant l'axe du bloc enveloppe (10) en forme 15 de disque et recoupant la pluralité d'évidements diamétraux ou radiaux (20d). ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la tige de commande (18) est transparente vis20 à-vis de la lumière. 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la tige de commande (18) est opaque vis-à-vis de la lumière. 12) Dispositif selon la revendication 10, 25 caractérisé par deux moyens de réflexion de lumière (22) disposés à distance l'un de l'autre le long de l'axe de la tige de commande. 13) Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que deux des moyens de réflexion de 30 lumière (22) sont orientés de manière à envoyer la lumière incidente, appliquée à l'un de ces moyens de réflexion de lumière par un premier élément de guidage de lumière, en direction axiale le long de la tige de commande, à l'autre moyen de réflexion delumière o elle est transmise à nouveau par un deuxième élément de 35 guidage de lumière. 14) Dispositif d'aiguillage optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le bloc enveloppe (10) présente -une pluralité d'évidements (20) qui se recoupent, au moins une tige de 5 commande (18) pouvant être introduite sélectivement dans l'un quelconque desdits évidements (20) de manière qu'au moins un miroir (22) porté par cette tige (18) soit amené dans une position située à l'intersection de - deux évidements (20), au moins un rayon lumineux cheminant 10 dans l'un des évidements (20) de l'intersection étant ainsi renvoyé dans l'un des autres évidements (20) de l'intersection. ) Dispositif d'aiguillage optique selon la revendication 14, caractérisé en ce que la tige de 15 commande (18) comporte deux desdits miroirs (22a, 22b) disposés en des emplacements séparés en direction axiale, la lumière incidente arrivant dans un permier desdits évidements étant transmise en direction axiale le long de la tige (18) entre les deux miroirs (22a, 22b) avant 20 d'être transmise à nouveau dans un deuxième évidement disposé dans un plan différent mais parallèle audit premier évidement. 16) Dispositif d'aiguillage optique selon la revendication 14, caractérisé en ce que le bloc enveloppe 25 est opaque. 17) Dispositif d'aiguillage optique selon la revendication 15, caractérisé en ce que le bloc enveloppe est réalisé en une matière ayant un indice de réfraction commandé.