Brevet FR2695735A1 — publié le 19940318

- 1 -2695735 GENERATEUR D'IMPULSION OPTIQUE La présente invention se rapporte à un générateur d'impulsion optique, qui peut sélectivement changer une longueur d'onde d'un signal d'impulsion optique. Dans un générateur d'impu Lsion optique généralement utilisé, une fibre optique en matériau prédéterminé ajouté à un matériau des terres rares, est mise en vibration par un élément de déplacement, tel qu'un élément piézoélectrique, de manière à ouvrir et fermer un chemin optique prévu pour un signal optique, de telle sorte qu'un signal d'impulsion optique est généré. La Fig 3 est un dessin qui montre une configuration électrique d'un exemple du générateur d'impulsion optique Sur la Fig 3, le chiffre de référence 1 désigne une source de signaux ayant une longueur d'onde Xa, alors que le chiffre 2 désigne une source lumineuse d'excitation ayant une autre Longueur d'onde Xb; 3 désigne une fibre optique ajoutée au matériau des terres rare; 4 désigne un commutateur optique; 5 désigne un diviseur d'ondes; 7 désigne un diviseur/mélangeur d'ondes; 8 A et 8 E désignent des lentilles; et 9 désigne une plaque de fractionnement Dans le générateur d'impulsion optique illustré à la Fig 3, une longueur d'onde prédéterminée est choisie pour un faisceau de signaux par le diviseur d'ondes 5, puis une amplitude du faisceau de signaux semblable à une impulsion est agrandie (en d'autres termes, le signal d'impulsion optique est amplifié). En général, l'impulsion optique est définie comme une lumière qui est rayonnée pendant un court laps de temps Cette impulsion optique a une forme d'onde semblable à une impulsion avec un niveau de crête. Normalement, une largeur d'impu Lsion pour l'impulsion optique est définie comme une période de temps pendant laquelle un niveau d'amplitude de l'impu Lsion optique est approximativement supérieur à une moitié du niveau de crête Ainsi, la forme d'onde de L'impulsion optique peut -2être définie par L'utilisation du niveau de crête et de la largeur d'impu Lsion. Ensuite, le diviseur d'ondes 5 enlève les composantes de longueur d'onde non nécessaires du faisceau de signaux produit à partir de La source de signaux 1, de manière à ne laisser passer qu'une composante de signal ayant La longueur d'onde Xa D'autre part, le diviseur/méLangeur d'ondes 7 introduit le faisceau d'excitation, ayant une longueur d'onde Xb, produit à partir de la source lumineuse d'excitation 2, dans la fibre optique 3, de manière à exciter La fibre optique 3 En commandant Le commutateur optique 4, le chemin optique fourni entre la source de signaux 1 et la fibre optique 3 est ouvert pendant un court Laps de temps Dans ce court Laps de temps, Le faisceau de signaux produit par La source de signaux 1 est introduit dans la fibre optique 3, o i L est amplifié Puis, le faisceau de signaux amplifié est passé dans le diviseur/méLangeur d'ondes 7, dont i L sort comme faisceau de sortie. Ensuite, une configuration et un fonctionnement du commutateur optique 4 seront décrits en détail, en se reportant à la Fig 4 Sur la Fig 4, une référence 1 A désigne une fibre optique qui introduit le faisceau de signaux produit par la source de signaux 1; 3 A désigne une portion terminale de la fibre optique 3 mentionnée précédemment, faite du matériau prédéterminé incluant le matériau des terres rares; 4 A désigne un élément de déplacement; 4 B désigne un point d'appui; 4 C désigne une plaque de transmission; et 4 D désigne un circuit d'entraînement Ces éLéments 4 A à 4 D sont assemblés pour former ensemble le commutateur optique 4. L'éLément de déplacement 4 A est mis en vibration lorsqu'il est entrainé Comme éLément de déplacement 4 A, i L est possible d'utiliser un élément piézoélectrique, un vibrateur à diapason, un oscillateur à quartz et similaires La portion termina Le 3 A de La fibre optique 3 3 - est formée comme extrémité libre, alors que La fibre optique 3 elle-même est supportée au point d'appui 4 B La plaque de transmission 4 C transmet une vibration provoquée par L'élément de déplacement 4 A, à une certaine partie de La fibre optique 3, qui existe entre La portion terminale 3 A et le point d'appui 4 B. Sur la Fig 4, la fibre optique 4 est placée de manière à faire face à la portion terminale 3 A de La fibre optique 3 Puis, en faisant vibrer la fibre optique 3, un chemin optique entre les fibres optiques 1 A et 3 est ouvert ou fermé. Ensuite, en se reportant à la Fig 5, sera décrit un état de vibration de la portion terminale 3 A de la fibre optique 3 Par exemple, une distance entre la portion terminale 3 A et Le point d'appui 4 B est fixée à 1 cm On peut observer à La Fig 5, qu'un pas de vibration de la portion terminale 3 A de la fibre optique 3 est plus grand que celui de la plaque de transmission 4 C Si le diamètre du coeur de la fibre optique 1 A est de 10 gm, en faisant vibrer la portion terminale 3 A de la fibre optique 3 au moyen d'un pas de vibration de 10 tm ou plus, il est possible d'ouvrir et de fermer le chemin optique entre les fibres optiques 1 A et 3. Ensuite, en se reportant à la Fig 6 va être décrite en détail une construction de la plaque de fractionnement 9 illustrée à la Fig 3 Lors du fonctionnement des lentilles 8 A et 8 E illustrées à la Fig 6, les faisceaux lumineux convergent en un point de croisement, o est placée la plaque de fractionnement 9, pourvue d'une fente 9 A L'interva L Le d'ouverture de La fente 9 A est par exemple fixé à 10 jm. La lentille 8 E et la fibre optique 3 sont disposées de telle sorte que lorsque le déplacement de l'élément de déplacement 4 A est égal à zéro, la lentille 8 E est placée de manière à être reliée à la fibre optique 3 La plaque de fractionnement 9 arrête toutes les composantes lumineuses autres que le faisceau de signaux Comme 4 - faisceaux de signaux peuvent être uti Lisés un faisceau de type à impulsions ou un faisceau continu, si La largeur du faisceau est plus grande que La Largeur d'une impulsion du faisceau de signaux devant être amplifié. Lorsque le déplacement est égal à zéro, une amplitude du faisceau de signaux (c'est-à dire Le signal d'impulsion optique) atteint la crête, alors que lorsque le déplacement devient plus grand, l'amplitude du faisceau de signaux devient inférieure Si une largeur d'impulsion du faisceau de signaux devant être entré dans la fibre optique 3 est inférieure à une période de liaison optique dans laquel Le la lentille 8 E et la portion terminale 3 A sont reliées optiquement, il est difficile de commander la largeur d'impulsion (ou Longueur d'onde) du faisceau de signaux devant être sorti Cependant, si la largeur d'impulsion du faisceau de signaux est plus grande que la période définie ci- dessus de liaison optique, il est possible de commander la largeur d'impulsion du faisceau de signaux devant être sorti, à partir de la fibre optique 3 Pour cette raison, il est nécessaire que La largeur d'impulsion du faisceau de signaux entré soit choisie plus grande que la période de liaison optique définie ci-dessus IL est donc possible d'utiliser la lumière continue comme faisceau de signaux entré, car sa largeur d'impulsion est très grande. La largeur d'impulsion du faisceau de signaux devant être amplifié dépend d'un moment o le déplacement de l'élément de déplacement 4 A est fixé à zéro Car, comme cela a été décrit précédemment, lorsque le déplacement de l'élément de déplacement 4 A est nu L, l'amplitude du faisceau de signaux sorti atteint Le niveau crête, alors que la largeur d'impulsion du faisceau de signaux est déterminée en réponse au niveau d'amplitude. Incidemment, les dessins des Figs 3, 4, 5 et 6 sont identiques aux Figs 6, 1, 2 et 3 de la spécification de la demande de brevet japonaise N 4179242, dont le dépôt - est daté du 2 juin 1992 Bien sûr, cette demande n'a pas été publiée au Japon. Entre parenthèses, le diviseur d'ondes 5 illustré à la Fig 3 est conçu pour ne laisser passer sélectivement que le faisceau de signaux ayant une longueur d'onde spécifique Il apparait donc un prob Lème, du fait que La longueur d'onde du faisceau de signaux sorti ne peut pas être modifiée arbitrairement. Par conséquent, un premier objet de la présente invention est de fournir un générateur d'impulsion optique qui puisse arbitrairement altérer la longueur d'onde du faisceau de signaux. Se Lon une configuration du générateur d'impulsion optique tel que défini par la présente invention, sont fournis une source de signaux, une source d'excitation lumineuse, une première fibre optique, une première lenti L Le, un réseau de diffraction, une seconde lenti L Le, une seconde fibre optique et un commutateur optique. Dans la configuration mentionnée précédemment, Les faisceaux de signaux produits à partir de la source optique sont transmis, par l'intermédiaire tour à tour de la première fibre optique, de la première lentil Le, du réseau de diffraction et de la seconde lentille, de telle sorte qu'un faisceau de signaux ayant une longueur d'onde souhaitée soit sélectivement sorti Ce faisceau de signauxconverge vers, et est incident par rapport à une portion terminale de la seconde fibre optique, qui est excitée par un faisceau d'excitation produit à partir de la source lumineuse d'excitation Consécutivement à l'utilisation du commutateur optique, La portion terminale de la seconde fibre optique est mise en vibration, d'o il résulte que la formation d'un chemin optique devant être formé entre la première fibre optique et La seconde fibre optique est périodiquement ouvert ou fermé Ainsi, une impulsion optique est amplifiée et est sortie par la seconde fibre optique IL est préférable 6 - que la seconde fibre optique soit en un matériau prédéterminé incluant un matériau des terres rares. D'autres objets et avantages de la présente invention seront apparents à la lecture de La description qui suit, en faisant référence aux dessins annexes, dans Lesque Ls un mode de réalisation préféré de La présente invention est clairement montré. Dans les dessins: la Fig 1 est un dessin montrant une partie essentielle d'un générateur d'impulsion optique selon un mode de réalisation de La présente invention; la Fig 2 est un dessin montrant une configuration g Lobale du générateur d'impulsion optique selon un mode de réalisation de la présente invention; La Fig 3 est un dessin montrant un exemp Le du générateur d'impulsion optique; La Fig 4 est un dessin montrant une partie essentielle du générateur d'impulsion optique i L Lustré à la Fig 3; la Fig 5 est un dessin qui est uti Lisé pour expliquer un mouvement vibratoire de la fibre optique; et la Fig 6 est un dessin montrant un autre exemple de la partie essentielle du générateur d'impulsion optique uti Lisant une p Laque de fractionnement. Un générateur d'impulsion optique selon un mode de réa Lisation de La présente invention va maintenant être décrit, en combinaison avec les Figs 1 et 2. La Fig 1 est un dessin qui montre une partie essentielle du générateur d'impulsion optique selon un mode de réalisation de la présente invention De configuration différente par rapport au générateur d'impulsion optique précédemment décrit à la Fig 6, ce générateur d'impulsion optique décrit à la Fig 1 fournit en outre une lentil Le 8 F et un réseau de diffraction 10. La lentille 8 F est placée près d'un bord de la fibre optique 1 A, de telle sorte que le faisceau de signaux produit par la source de signaux 1 est incident par 7 - rapport à La lentil Le 8 F à travers La fibre optique 1 A. Le réseau de diffraction 10 est placé à l'écart de la lenti L Le 8 F et en liaison avec celle-ci, de telle sorte que le faisceau de signaux traversant la lentille 8 F est diffracté par le réseau de diffraction 10 Ainsi, la lentille 8 F, à partir de laquelle le faisceau de signaux est incident par rapport à la portion terminale 3 A de la fibre optique 3, fait converger le faisceau de signaux diffracté Les autres éLéments illustrés à la Fig 1 sont identiques à ceux illustrés à la Fig 3; par conséquent, leur description ne sera pas faite ici Brièvement, une paire constituée par la lentille 8 A et la plaque de fractionnement 9, illustrées à la Fig 6, sont remplacées par une paire constituée par la lentille 8 F et le réseau de diffraction 10 illustrés à la Fig 1 Les lentilles 8 F et 8 E fonctionnent pour convertir les faisceaux lumineux en faisceaux-lumineux paral Lèles. La lentille 8 E et La fibre optique 3 sont disposées de telle sorte que lorsque le déplacement de l'élément de déplacement 4 A est nul, elles sont optiquement liées L'une à l'autre A la Fig 1, les faisceaux lumineux autres que le faisceau de signaux ayant une longueur d'onde choisie sont enlevés par la lentille 8 E de manière à ne pas être incident à la fibre optique 3 Comme cela a été décrit précédemment, le faisceau lumineux du type à impulsion ou le faisceau lumineux continu peuvent être utilisés comme faisceau de signaux si leur largeur d'impulsion est plus grande que la largeur d'impulsion du faisceau de signaux devant être amplifié En outre, la largeur d'impulsion du faisceau de signaux devant être amplifié dépend du moment o le déplacement de l'élément de déplacement 4 A devient égal à zéro. La Fig 2 est un dessin qui montre une configuration globale du générateur d'impulsion optique, dans laquelle est incluse la configuration illustrée à la Fig 1 Sur la Fig 2, la longueur d'onde Xa du faisceau de signaux sorti par La source de signaux 1 est approximativement 8 - fixée à 1,55 lm, alors que la longueur d'onde Xb du faisceau d'excitation produit par la source Lumineuse d'excitation 2 est fixée à 1,48 im, par exemple. Selon le présent mode de réalisation décrit dans ce qui précède, il est possible d'extraire exactement le faisceau de signaux ayant une longueur d'onde voulue, de telle manière que le faisceau de signaux peut être arbitrairement amplifié, en contrôlant une période de temps courte pendant laquelle le commutateur optique 4 est ouvert. Enfin, cette invention peut être mise en pratique ou réalisée se Lon d'autres moyens sans pour autant sortir de son esprit ou de ses caractéristiques essentielles décrites ci-dessus Par conséquent, le mode de réalisation préféré décrit ici est illustratif et non restrictif, le champ d'application de l'invention étant indiqué par les revendications annexes, et toutes les variations se rapportant au sens des revendications sont entendues comme y étant incluses. -9- REVENDICATIONS 1 Générateur d'impulsion optique comprenant: une source de signaux ( 1) pour produire un faisceau de signaux ayant une première Longueur d'onde (Xa); une source Lumineuse d'excitation ( 2) pour produire un faisceau d'excitation ayant une seconde Longueur d'onde (Xb); une première fibre optique ( 1 A) pour entrer et transmettre Ledit faisceau de signaux rayonné par Ladite source de signaux; une première Lenti L Le ( 8 F) pour transmettre Ledit faisceau de signaux sorti par Ladite première fibre opti que; un réseau de diffraction ( 10) pour diffracter Ledit faisceau de signaux Lui ayant été transmis à travers Ladite première Lenti L Le; une seconde Lenti L Le ( 8 E) pour faire converger Ledit faisceau de signaux rayonné par Ledit réseau de diffraction; une seconde fibre optique ( 3) ayant une portion termina Le ( 3 A), Ledit faisceau de signaux diffracté par Ledit réseau de diffraction étant mis en convergence vers Ladite portion terminale de Ladite seconde fibre optique, et étant incident par rapport à ce L Le-ci, par Ladite seconde Lentille; et un commutateur optique ( 4) pour alternativement ouvrir ou fermer un chemin optique devant être formé entre Ladite première fibre optique et Ladite seconde fibre optique; dans Leque L ladite seconde fibre optique est excitée par Ledit faisceau d'excitation sorti par Ladite source Lumineuse d'excitation, a Lors qu'après une commutation effectuée par Ledit commutateur optique, Ledit chemin optique formé entre Ladite première fibre optique et Ladite seconde fibre optique, est ouvert ou fermé par La mise en vibration de ladite portion terminale de ladite seconde fibre optique, de telle sorte que Ladite seconde fibre optique sort finalement une - impulsion optique dont la Largeur d'impulsion est amplifiée. 2 Générateur d'impulsion optique tel que défini à la revendication 1, dans lequel Ledit commutateur optique ( 4) comprend un élément de déplacement ( 4 A), des moyens de support ( 4 B), une plaque de transmission ( 4 C) et un circuit d'entraînement ( 4 D), lesdits moyens de support supportant une position prédéterminée de ladite seconde fibre optique, ledit élément de déplacement étant mis en vibration lorsqu'il est entraîné par ledit circuit d'entraînement, de telle sorte qu'une vibration dudit éLénent de dép Lacement est transmise à une portion prédéterminée de ladite seconde fibre optique, qui est créée entre ladite portion terminale et ladite position prédéterminée supportée par lesdits moyens de support, au moyen de ladite plaque de transmission, d'o il résulte que ladite portion prédéterminée de ladite seconde fibre optique incluant Ladite portion terminale est mise en vibration, de telle sorte que ledit chemin optique entre ladite première fibre optique et ladite seconde fibre optique est périodiquement ouvert ou fermé. 3 Générateur d'impulsion optique tel que défini à la revendication 1, dans lequel ladite seconde fibre optique est en un matériau prédéterminé incluant au moins un matériau des terres rares. 4 Générateur d'impulsion optique tel que défini à la revendication 2, dans lequel l'élément de déplacement est un élément piézoélectrique.