Brevet FR2626983A1 — publié le 19890811

Interrupteur à fibre optique La présente invention concerne un interrupteur à fibre optique, pouvant intervenir par exemple comme composant terminal d'un réseau à fibre optique spécialisé dans la collection d'informations de type binaire. Le problème technique qui se pose est la fiabilité d'un tel interrupteur qui doit pouvoir subir sans défaillance plusieurs millions de manoeuvres. On connaît des interrupteurs optiques fonctionnant en rétroflexion, autrement dit des interrupteurs contenant un tronçon de fibre dont une extrémité est réfléchissante. Ainsi ce même tronçon de fibre transmet à la fois le signal lumineux incident et le signal lumineux modulé par le capteur ayant agi sur l'interrupteur. Généralement ledit tronçon dé fibre est coupé et on réalise la modulation du signal par la mise en oeuvre d'un atténuateur optique que l'on intercale ou pas entre les deux portions du tronçon de fibre. Lorsque l'interrupteur est sollicité, l'atténuateur entraîne par exemple un affaiblissement de 50 % du signal. On a un interrupteur "TOUT" ou "PEU". Un tel dispositif présente des inconvénients du point de vue de la fiabilité. Il nécessite la mise en oeuvre de moyens d'escamotage complexes. Il implique la coupure du tronçon de fibre et donc la réalisation d'un alignement optique supplémentaire avec les risques de perte de lumière qui en résultent. On est en présence de plusieurs dioptres (faces d'entrée des deux fibres et faces de l'atténuateur) qui, à la longue, peuvent être altérés par la poussière environnante et modifier les performances de l'interrupteur. La présente invention a pour but d'éviter toutes ces pertes d'insertion et de réaliser un interrupteur à fibre optique, fiable, dont la structure puisse être bien protégée du milieu extérieur. La présente invention a pour objet un interrupteur à fibre optique fonctionnant en rétroréflexion, comportant un tronçon de fibre optique dont une extrémité est destinée à être raccordée à une borne optique et dont l'autre extrémité est réfléchissante, ledit interrupteur comportant en outre un dispositif mécanique commandable pour moduler l'énergie lumineuse transmise par ladite fibre; il est caractérisé par le fait que ladite extrémité réfléchissante est libre, et qu'entre cette -2- dernière et ladite borne optique ladite fibre est disposée entre deux machoires à profils complémentaires dont l'une est rendue mobile par rapport à l'autre par un bouton poussoir, de manière à imprimer localement à ladite fibre un déplacement transversal de l'ordre de quelques dizaines de microns, réalisant ainsi un interrupteur à transmission "TOUT" ou "PEU". Ladite fibre est en verre de silice et ne comporte pas de gaine plastique. Selon un mode de réalisation préférentiel, lesdites machoires appartiennent aux deux branches d'une pièce métallique en forme de U, susceptible de présenter une déformation élastique sous l'effet dudit bouton poussoir; lesdites machoires présentent un profil sensiblement sinusoidal. Sur le profil de chaque machoire est fixée une lame plane métallique très fine destinée à éviter l'abrasion de ladite fibre. Une butée est prévue entre lesdites machoires pour limiter ledit déplacement transversal. De préférence, ladite fibre est fixée ponctuellement sur un pion situé entre lesdites machoires et ladite borne optique. Selon un mode de réalisation particulier l'interrupteur selon l'invention comporte en outre un levier de renvoi de direction de manoeuvre susceptible d'agir sur ledit bouton poussoir. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre illustratif mais nullement limitatif. Dans le dessin annexé: - La figure 1 est une vue en perspective d'un interrupteur selon l'invention monté avec sa borne optique. - La figure 2 est une vue en perspective éclatée de l'interrupteur de la figure 1. - La figure 3 est une vue en perspective agrandie des machoires de la figure 2 destinées à enserrer la fibre optique. - La figure 4 est une vue en perspective analogue à celle de la figure 1, sans le capot extérieur et sans la borne optique de raccordement. L'interrupteur selon l'invention comporte une embase 1 destinée à supporter la borne optique de raccordement 2 et le dispositif mécanique commandable 3 destiné à moduler l'énergie lumineuse transmise par une fibre 20. -3- Le dispositif 3 visible dans les figures 2, 3 et 4 comporte une pièce 4 en U en acier dont on a référencé les deux branches 5 et 6, et qui présente une certaine élasticité. Chaque face interne des branches S et 6 est usinée et présente un profil 7, 8 sensiblement sinusoidal (voir figure 3); ce profil est formé d'une succession de petites facettes 30 formant un réseau. Chaque profil est recouvert d'une lame métallique très mince 9,10 qui épouse sa forme lors du déplacement des réseaux; une extrémité de chaque lame est fixée par exemple par soudage en 31, 32 à la branche correspondante de la pièce 4 mais l'autre extrémité est libre de manière à pouvoir bouger vis-à-vis de la pièce 4 en cas de sollicitation de l'interrupteur. Cette dernière est réalisée par la mise en oeuvre d'un bouton poussoir à ressort 11. Une goupille 12 solidaire de la branche mobile 5 vient en appui sur une butée réglable 13 solidaire de la branche fixe 6. La butée permet de définir le déplacement relatif des deux branches 5 et 6 qui est de l'ordre de quelques dizaines de microns par le passage à la transmission "TOUT" à la transmission "PEU". Elle permet également de définir le déplacement relatif des deux branches 5 et 6 pour le passage de la transmission "O". Le levier 14 permet le renvoi de la direction de manoeuvre du bouton poussoir 11. On a référencé 22 un capot de protection; 23, 24 et 25 sont des pièces destinées à la mise en place sur le capot 1, en regard du tronçon de fibre 20, de la borne optique 2 comportant les pièces 26 et 27. On voit dans les figures 2 et 4 un pion 15 pour la fixation du tronçon de fibre 20 dont l'extrémité 21 réfléchissante est libre. La fibre 20 est une fibre multimode à gradient d'indice, dont le diamètre du coeur est 100 microns, dont le diamètre de la gaine est 140 microns, et dont l'ouverture numérique est 0,28. Cette fibre est totalement en verre et ne présente pas de gainage en matière plastique de manière à éviter tout comportement non élastique en cas de sollicitation mécanique. L'extrémité réfléchissante 21 de la fibre 20 peut être obtenue par un dép8t métallique, un dép8t d'un matériau diélectrique, ou par l'intermédiaire d'un élément réfléchissant ajouté et collé. -4- poussoir 11 ou du levier 14, la branche 5 se déplace de la quantité définie par la cale 13. Les lames 9 et 10 qui emprisonnent la fibre 20 peuvent glisser le long des profils puisqu'elles ont une extrémité libre. Par contre la fibre ne bouge pas par rapport aux Iames et ne risque pas d'être endommagée. Pour la fibre dont les caractéristiques ont été données ci-dessus, un déplacement transversal de 15 microns est suffisant pour induire une variation de l'ordre de 25 % dans la transmission de l'énergie lumineuse. Comme l'interrupteur fonctionne en rétroflexion, ceci conduit à une variation de transmission voisine de 50 %. Grâce à l'élasticité de la pièce 4, la branche 5 du U revient à sa position initiale après la supression de la force de commande. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. La mise en oeuvre de lames minces intermédiaires entre les branches du U et la fibre optique permet d'accroître notablement la fiabilité du dispositif car elles évitent toute détérioration superficielle de cette fibre. Toutefois il peut être envisagé de revêtir la fibre optique d'une gaine métallique de plusieurs microns d'épaisseur en un métal plus dur que celui des profils. Un interrupteur selon l'invention est capable de supporter au moins quatre millions de sollicitations. Il présente en outre les avantages suivants: A l'état non sollicité, l'interrupteur ne présente pas de perte d'insertion contrairement aux interrupteurs de l'art antérieur qui font intervenir un écran total ou partiel inséré entre deux fibres, 25. L'énergie optique utile étant toujours confinée à l'intérieur de la fibre, le fonctionnement du composant n'exige pas de propreté excessive de l'environnement de cette fibre. La modulation optique étant analogique, il est aisé de réaliser la fonction "TOUT" ou "PEU" par simple définition du déplacement relatif des deux branches 5 et 6 de la pièce 4. La fonction "TOUT" ou "PEU" est utile pour pouvoir mettre en évidence une valeur de transmission nulle correspondant à une coupure de la fibre optique. L'interrupteur selon l'invention peut bien entendu être utilisé dans des environnements très perturbés du point de vue chimique ou du point de vue électromagnétique. -- 5 - REVENDICATIONS 1/ Interrupteur à fibre optique fonctionnant en rétroflexion, comportant un tronçon de fibre optique dont une extrémité est destinée à être raccordée à une borne optique et dont l'autre extrémité est réfléchissante, ledit interrupteur comportant en outre un dispositif mécanique commandable pour moduler l'énergie lumineuse transmise par ladite fibre, caractérisé par le fait que ladite extrémité réfléchissante est libre et qu'entre cette dernière et ladite borne optique ladite fibre est disposée entre deux machoires à profils complémentaires dont l'une est rendue mobile par rapport à l'autre par un bouton poussoir, de manière à imprimer localement à ladite fibre un déplacement transversal de l'ordre de quelques dizaines de microns, réalisant ainsi un interrupteur à transmission "TOUT" ou "PEU". 2/ Interrupteur à fibre optique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites machoires appartiennent aux deux branches d'une pièce métallique en forme de U, susceptible de présenter une déformation élastique sous l'effet dudit bouton poussoir. 3/ Interrupteur à fibre optique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdites machoires présentent un profil sensiblement sinusoïdal. 4/ Interrupteur à fibre optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que sur le profil de chaque machoire est fixée une lame métallique très fine destinée à éviter l'abrasion de ladite fibre. 5/ Interrupteur à fibre optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une butée est prévue entre lesdites machoires pour limiter leur déplacement relatif. 6/ Interrupteur à fibre optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'entre lesdites machoires et ladite borne optique, ladite fibre est fixée ponctuellement sur un pion. 7/ Interrupteur à fibre optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un levier de renvoi de direction de manoeuvre susceptible d'agir sur ledit bouton poussoir. 8/ Interrupteur à fibre optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite fibre est une fibre multimode à gradient d'indice, en verre de silice sans gaine plastique, 6- de diamètre de coeur égal à 100 microns, de diamètre de gaine égal à 140 microns, et d'ouverture numérique 0,28.