Brevet FR2689496A1 — publié le 19931008

I La présente invention concerne un procédé de traitement collectif de capillaires de silice pour la formation de cônes d'entrée de fibres optiques monomodes à connecter. L'invention trouve une application particulièrement avanta- geuse dans le domaine des techniques de raccordement pour fibres optiques monomodes. Actuellement, plus de 90 % de la fabrication de fibres optiques concerne les fibres monomodes, et s'il était relativement facile de raccorder deux fibres multimodes de 50 pm de coeur, il devient évidemment plus difficile de faire coïncider deux coeurs monomodes de 8 Pm La précision relative d'alignement doit donc gagner un ordre de grandeur. Pour connecter des fibres optiques monomodes, on utilise généralement des embouts de raccordement, appelés aussi ferrules, constitués par un corps de silice sensiblement cylindrique comportant un capillaire central de précision destiné à recevoir les fibres à raccorder De plus, ledit capillaire est muni à ses deux extrémités de cônes d'entrée s'évasant vers l'extérieur de l'embout afin de faciliter l'introduction des fibres dans le capillaire. Un procédé connu pour réaliser le capillaire de base consiste à étirer un barreau de silice présentant un trou central jusqu'à obtenir, par réduction dudit trou central, un capillaire de diamètre donné Un tel procédé est connu de la demande française N O 90 01300, dans lequel un barreau de silice est préparé de manière à ce que le rapport du diamètre du trou central au diamètre extérieur du tube est amené à la valeur désirée pour le rapport du diamètre intérieur du capillaire au diamètre du barreau après étirage Puis, le barreau de silice est étiré de façon homothétique pour amener le diamètre de trou central à la valeur du diamètre intérieur prévu pour le capillaire. Cette technique de fibrage constitue un moyen de production industrielle d'embouts de raccordement, ou ferrules En effet, on peut tirer du barreau de silice fibré 300 baguettes de capillaire d'un mètre de long par heure, ce qui représente un potentiel de 30000 ferrules de 1 cm à l'heure. La transformation du capillaire en ferrules passe donc par un certain nombre d'étapes: collage des baguettes d'un mètre en fagots, puis tronçonnage des fagots en tranches de 1 cm d'épaisseur. A ce stade, chacune des 100 tranches contient 300 embouts de raccorde- ment non inutilisables en connectique En effet, le diamètre du capillaire est de 126 pm et doit accepter une fibre de 125 pm La manipulation est impossible sans un cône d'entrée pour faciliter l'introduction de la fibre dans le capillaire. La demande de brevet français N O 90 06366 enseigne un procédé de réalisation de cônes d'entrée qui consiste à désassembler les ferrules après tronçonnage, à introduire sur un montage prévu à cet effet les pointes de deux aiguilles aux extrémités du capillaire, à surmouler une résine par injection à l'extérieur de l'ensemble et à retirer les aiguilles après séchage pour disposer d'un produit fini directement utilisable en connectique. Toutefois, ce mode connu de réalisation de cônes d'entrée présente l'inconvénient de briser la chaîne de traitement collectif des ferrules puisque les cônes d'entrée sont formés de façon unitaire, faisant ainsi perdre tout l'avantage du procédé industriel de base On peut en effet évaluer que le traitement unitaire, s'ajoutant le prix de la résine surmoulée, fait passer le prix de la ferrule de quelques centimes, coût de la matière première et du fibrage, à quelques francs. Aussi, le but de la présente invention est de proposer un procédé de traitement collectif des ferrules qui permettrait de conserver l'avantage d'un potentiel considérable de production de ferrules de 30000 à l'heure, pour aboutir à des ferrules directement utilisables en connectique sans augmenter leur prix de revient. Ce but est atteint, selon la présente invention, par la mise en oeuvre d'un procédé de traitement collectif de capillaires de silice pour la formation de cônes d'entrée de fibres optiques monomodes à connecter, notamment remarquable en ce qu'il comporte les étapes suivantes: réalisation d'au moins un barreau composite de silice comprenant une zone centrale de silice dopée, de forme sensiblement cylindrique, et une zone extérieure de silice pure, ayant sensiblement la forme d'un anneau cylindrique entourant la zone centrale, perçage d'un trou central à travers ladite zone centrale du barreau composite, étirage du barreau composite jusqu'à obtenir un capillaire de diamètre intérieur donné, découpe du barreau composite étiré en une pluralité de baguettes de longueur donnée, assemblage et collage desdites baguettes en fagots, tronçonnage desdits fagots en une pluralité de tranches de longueur donnée, trempage de chaque face desdites tranches dans un bain d'attaque sélective jusqu'à obtenir, pour chaque capillaire, des cônes d'entrée de dimensions données, par différence des vitesses d'attaque dans la silice dopée et la silice pure. A titre d'exemple, ladite silice dopée peut être de la silice dopée au fluor ou au germanium, et ledit bain d'attaque sélective est constitué par de l'acide fluorhydrique L'attaque à l'acide fluorhydrique étant, dans ce cas, beaucoup plus rapide sur la silice dopée que sur la silice pure, il se forme un cône d'entrée dans le capillaire sans que le diamètre extérieur de la ferrule ne soit sensiblement attaqué. Le surcoût d'un barreau dopé, usiné est nul puisque la matière première existe dans l'industrie de la fibre optique En effet, lorsqu'on réalise une préforme pour fibre optique, une partie de cette préforme n'est pas utilisée au fibrage Cette chute, qui normalement est jetée, a toutes les caractéristiques pour constituer, après usinage et avant fibrage, le barreau composite mis en oeuvre dans le procédé de l'invention. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est une vue en coupe d'un barreau composite de silice. La figure 2 est une vue en coupe du barreau de la figure 1 après usinage. La figure 3 est une vue en coupe du barreau de la figure 2 en cours d'étirage. La figure 4 est une vue en perspective d'un fagot de baguettes de capillaires issues de l'opération d'étirage montrée à la figure 3. La figure 5 est une vue en perspective d'une tranche résultant du tronçonnage du fagot de la figure 4. La figure 6 est une vue partielle en coupe de la tranche de la figure 5 lors de l'attaque chimique d'une de ses faces. La figure 1 montre en coupe un barreau composite 10 de silice provenant, par exemple, d'une préforme pour la réalisation de fibres optiques en silice Ce barreau 10 comprend une zone centrale 11 de silice dopée, de forme sensiblement cylindrique dont le diamètre est au moins égal à 10 mm Les dopants de la zone centrale peuvent être du fluor ou du germanium sous une concentration comprise entre 10 et 15 % Le barreau comprend également une zone extérieure 12 de silice pure ayant sensiblement la forme d'un anneau cylindrique entourant ladite zone centrale Il Le diamètre de ladite zone extérieure 12 est par exemple de mm. Comme l'indique la figure 2, la zone centrale dopée Il du barreau composite 10 est percée par usinage d'un trou central 13 de diamètre de 3,5 mm, inférieur au diamètre de la zone centrale, pour un diamètre extérieur du tube 10 de 40 mm Puis, conformément à la figure 3, le barreau 10 est étiré jusqu'à obtenir un capillaire 20 de diamètre intérieur donné de 126 pm par exemple L'opération d'étirage peut être effectuée de manière homothétique, comme décrit dans la demande de brevet français N O 90 01300 Dans ce cas, le diamètre extérieur du tube capillaire 20 est de 2 mm environ. Le barreau 10 étiré, ou capillaire 20, est découpé en une pluralité de baguettes 21 de longueur L de un mètre par exemple. Ainsi qu'on peut l'observer sur les figures 4 et 5, les baguettes 21 de capillaire sont assemblées et collées en fagots 30, par lot de 300 par exemple Les fagots 30 sont ensuite tronçonnés en une pluralité de tranches 31 de longueur 1 de 1 cm correspondant à la longueur des embouts de raccordement, ou ferrules, à réaliser Dans ce cas, le nombre de tranches par fagot est de 100 La production potentielle de ferrules par fagot est donc de 30000. La figure 6 montre que chaque face des tranches 31 est trempée dans un bain 40 d'attaque sélective, d'acide fluorhydrique par exemple, jusqu'à obtenir, pour chaque capillaire, des cônes 22 d'entrée de dimensions données, par différence des vitesses d'attaque dans la silice dopée et dans la silice pure Après trempage de quelques heures, la Demanderesse a montré que les cônes 22 d'entrée formés présentent une base de 500 plm pour une profondeur de 1,1 mm Les cônes d'entrée sont donc suffisamment ouverts pour introduire sans difficulté une fibre optique de 125,um de diamètre. La concentration de 10 à 15 % de la silice dopée est suffisante pour provoquer une grande différence de vitesse d'attaque entre la zone centrale Il et la zone extérieure 12 du capillaire Le diamètre extérieur n'est pratiquement pas entamé sauf un léger chanfrein 23 très utile par ailleurs pour éviter les éclats. REVENDICATIONS 1 Procédé de traitement collectif de capillaires de silice pour la formation de cônes drentrée de fibres optiques monomodes à connecter, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: réalisation d'au moins un barreau composite ( 10) de silice comprenant une zone centrale ( 11) de silice dopée, de forme sensiblement cylindrique, et une zone extérieure ( 12) de silice pure, ayant sensible- ment la forme d'un anneau cylindrique entourant la zone centrale ( 11), perçage d'un trou central ( 13) à travers ladite zone centrale ( 11) du barreau composite ( 10), étirage du barreau composite ( 10) jusqu'à obtenir un capillaire ( 20) de diamètre intérieur donné, découpe du barreau composite étiré en une pluralité de baguettes ( 21) de longueur (L) donnée, assemblage et collage desdites baguettes ( 21) en fagots ( 30), tronçonnage desdits fagots ( 30) en une pluralité de tranches ( 31) de longueur ( 1) donnée, trempage de chaque face desdites tranches ( 31) dans un bain ( 40) d'attaque sélective jusqu'à obtenir, pour chaque capillaire ( 20), des cônes ( 22) d'entrée de dimensions données, par différence des vitesses d'attaque dans la silice dopée et la silice pure. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit barreau composite ( 10) est extrait d'une préforme pour la réalisation de fibres optiques de silice. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite silice dopée est dopée au fluor. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite silice dopée est dopée en germanium. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit bain ( 40) d'attaque sélective est constitué par de l'acide fluorhydrique.