Brevet FR2688318A1 — publié le 19930910

I Conducteur optique multiauides La présente invention concerne un conducteur optique multiguides. Les conducteurs optiques multiguides connus actuellement se présentent généralement sous la forme de rubans contenant 4, 6, 10, 12, 18 fibres optiques individuelles classiques enrobées dans une résine Chaque fibre individuelle classique comprend un coeur et une gaine optique à base de silice dont le diamètre extérieur est de10 l'ordre de 40 gm La gaine optique est elle même entourée d'une couche de silice de diamètre extérieur 125 gm, revêtue de plusieurs couches protectrices organiques de diamètre extérieur total égal à 250 gm environ. A titre indicatif, les dimensions transversales minimales connues pour un ruban de six fibres sont de l'ordre de 1,65 mm x 0,3 mm. Compte tenu du grand nombre de rubans entrant dans la structure d'un câble optique, il est tout à fait impératif d'améliorer la compacité de ces rubans.20 On connaît par ailleurs une fibre optique à plusieurs coeurs, décrite dans l'article de Ryszard S Romaniuk et Jan Dorosz "Coupled / non coupled wave transmission in long- length of multicore optical fibres", paru dans le 10 ème Meeting EUROPEEN ECOC 84, Stuttgart, p 202-203.25 Au cours du fibrage, le verre du coeur de la préforme passe à travers un diaphragme à plusieurs trous; il s'agit d'un procédé délicat et coûteux aboutissant à une fibre présentant plusieurs coeurs déformés. La présente invention a pour but de proposer une structure de conducteur optique multiguides permettant d'améliorer notablement la compacité des câbles optiques et qui soit de fabrication aisée. La présente invention a pour objet un conducteur optique multiguides, comportant une pluralité de fibres optiques, et caractérisé par le fait que chacune de ces fibres est une fibre cylindrique élémentaire constituée d'un coeur et d'une gaine optique, et que les fibres élémentaires sont toutes liées entre elles par de la silice à la suite d'une opération de fibrage. De préférence, ledit coeur a un diamètre de l'ordre de 8 gm à 10 gm, tandis que ladite gaine optique a un diamètre extérieur compris entre 25 gm et 35 gm. Un rapport de l'ordre de 3 entre le diamètre de gaine et le diamètre de coeur est suffisant, surtout si ladite silice est une silice synthétique sèche.10 Selon un mode de réalisation préférentiel présentant une compacité optimale, ledit conducteur optique est cylindrique et les coeurs desdites fibres élémentaires sont situés régulièrement suivant les génératrices d'un cylindre de même axe que ledit conducteur.15 Selon un autre mode de réalisation, les coeurs desdites fibres élémentaires sont parallèles entre eux et coplanaires Dans ce dernier cas le conducteur optique peut éventuellement présenter la forme d'un ruban. Un conducteur optique selon l'invention présente avantageusement sur sa face externe un repère susceptible de différencier les fibres élémentaires qu'il contient. Quel que soit son mode de réalisation, un conducteur optique selon l'invention peut être muni d'au moins un revêtement polymère de protection.25 Selon l'invention, on réalise par exemple un conducteur optique cylindrique à six fibres, de diamètre extérieur de l'ordre de 125 pm, avec un revêtement organique dont le diamètre extérieur est de l'ordre 250 ym Si on compare ces dimensions à celle du ruban à six fibres30 mentionné plus haut, on constate que l'on a réduit l'encombrement par six vis-à-vis des rubans des plus compacts existants. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un conducteur optique multiguides tel que défini précédemment; selon ce procédé on réalise ladite opération de fibrage à partir d'une préforme comprenant autant de préformes élémentaires qu'il y a de fibres élémentaires, la géométrie de ladite préforme se déduisant de celle dudit guide par une homothétie. Selon un mode de mise en oeuvre préférentiel, ladite préforme est réalisée à partir d'un jonc cylindrique en silice présentant suivant des directrices de sa face externe une pluralité de cannelures o sont partiellement logées lesdites préformes élémentaires; on donne ensuite à ladite préforme une forme extérieure régulière cylindrique par10 apport de grains de silice par un procédé connu en soi de recharge par technique plasma. Selon un autre mode de mise en oeuvre ladite préforme est réalisée à partir d'un jonc cylindrique en silice présentant suivant des directrices de sa face externe une15 pluralité de cannelures o sont partiellement logées lesdites préformes élémentaires; on donne ensuite à ladite préforme une forme extérieure régulière cylindrique en l'introduisant dans un tube préusiné en silice dont la paroi interne épouse sensiblement la configuration dudit jonc20 associé auxdites préformes élémentaires; on effectue enfin un rétreint. Selon un autre mode de mise en oeuvre lesdites préformes élémentaires sont disposées parallèlement entre elles avec leurs axes coplanaires dans des cannelures25 prévues dans les plans diamétraux de deux demi-cylindres en silice. Le procédé selon l'invention est beaucoup plus simple à mettre en oeuvre que les procédés connus qui aboutissent à une fibre à plusieurs coeurs Vis-à-vis du procédé de fabrication d'un ruban à plusieurs fibres, le procédé selon l'invention permet une grande économie, au niveau de la quantité de silice mise en oeuvre, du temps de fabrication des préformes, du temps de réalisation des revêtements organiques.35 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante de modes de réalisation donnés à titres illustratif mais nullement limitatif Dans le dessin annexé: La figure 1 est une vue partielle schématique en coupe d'un ruban à six fibres optiques de l'art antérieur. La figure 2 est une vue schématique en coupe d'un conducteur optique à six guides selon l'invention, dessiné sensiblement à la même échelle que le ruban de la figure 1. La figure 3 est une vue schématique en coupe d'une variante de conducteur optique à quatre guides selon l'invention. Les figures 4 A à 4 D montrent schématiquement en perspective différents éléments entrant dans la mise en oeuvre du procédé préférentiel selon l'invention, aboutissant au conducteur de la figure 2:15 la figure 4 A illustre une préforme élémentaire cylindrique pour une fibre élémentaire cylindrique, la figure 4 B illustre un jonc en silice avec ses cannelures, la figure 4 C illustre le jonc de la figure 4 B avec six préformes élémentaires cylindriques conformes à la figure 4 A, la figure 4 D montre les éléments de la figure 4 C après apport de silice par un procédé de recharge par technique plasma, et définissant ainsi une préforme pour un25 conducteur optique selon la figure 2. La figure 5 montre schématiquement en coupe un tube préusiné appartenant à une variante de préforme destinée à la réalisation d'un conducteur optique selon l'invention du type de celui de la figure 2. 30 La figure 6 montre schématiquement en coupe une autre variante de préforme destinée à la réalisation d'un conducteur optique selon l'invention, du type de celui de la figure 3. On a illustré sensiblement à la même échelle dans les figures 1 et 2, respectivement un ruban 1 à six fibres de l'art antérieur et un conducteur optique 10 selon l'invention. Le ruban 1 est constitué de six fibres individuelles classiques 2 comprenant chacune: un guide optique 3 constitué d'un coeur et d'une gaine optique de diamètre extérieur sensiblement égal à 40 gm, une couche de silice 4 de diamètre extérieur sensiblement égal à 125 gm, un revêtement organique primaire 5 de diamètre extérieur de l'ordre de 190 pm, un revêtement organique secondaire 6 de diamètre extérieur de l'ordre de 250 Sm, une couche de résine colorée 7 de diamètre extérieur de l'ordre de 255 gm. Les six fibres individuelles sont regroupées et enrobées d'une résine 8 de manière à définir le ruban 1 Ce ruban présente en coupe transversale une largeur de l'ordre de 0,37 mm et une longueur de l'ordre de 1,65 mm. Le conducteur optique 10 de la figure 2 est un cylindre d'axe 13 Il comporte six guides ou fibres élémentaires 3 de diamètre extérieur 35 gm, analogues aux guides 3 de la figure 1, et dont les axes sont situés sur un cylindre d'axe 13. ces fibres élémentaires 3 sont liées entre elles par de la25 silice 11 Elles définissent un ensemble cylindrique de diamètre 125 gm La silice est de préférence une silice synthétique sèche L'ensemble est revêtu d'une ou plusieurs couches de protection en polymère, référencées globalement 12 et présentant un diamètre extérieur de l'ordre de 250 pm. Les figures 1 et 2 dessinées sensiblement à la même échelle font apparaître très clairement le gain obtenu grâce à l'invention au niveau de la compacité, pour un même nombre de guides optiques. Le figure 3 montre une variante, moins compacte que celle de la figure 2, mais néanmoins très avantageuse vis-à- vis de l'art antérieur Le conducteur optique 20 de la figure 3 comporte quatre guides, ou fibres élémentaires 3, liés par de la silice 11, l'ensemble étant protégé par un revêtement en polymère 12. Le conducteur 10 de la figure 2 est avantageusement réalisé par un procédé schématiquement illustré par les figures 4 A à 4 D. On voit dans la figure 4 A une préforme élémentaire 40 correspondant à une fibre élémentaire 3 avec un verre de coeur 41 et un verre de gaine optique 42 A titre d'exemple10 une préforme élémentaire 40 a un diamètre de 18 mm et une longueur de 800 mm. La figure 4 B montre un jonc en silice 43 dont la face externe est usinée avec six cannelures 44 de profondeur égale sensiblement à un millimètre, destinées à recevoir six préformes élémentaires 40, comme illutré dans la figure 4 C. En utilisant un procédé habituell on recharge en silice par technique plasma l'ensemble de la figure 4 C de manière à lui conférer une géométrie cylindrique régulière 45, comme illustré dans la figure 4 D A titre d'exemple un procédé de ce genre est décrit dans l'article de R Dorn et C Le Sergent "Preform Technologies for Optical Fibers" Electrical Communication Vol 62, No 3/4 1988, page 238; il est défini par les initiales ALDP: "Axial and Lateral Plasma Deposition".25 La référence 46 désigne un méplat que l'on retrouvera sur le conducteur après fibrage et qui servira à repérer l'ordre des fibres élémentaires au moment de la réalisation d'une connexion entre deux conducteurs. On a ainsi fabriqué une préforme 45 qu'il est possible de fibrer, comme une préforme classique; on peut de cette manière obtenir 300 Km de conducteur optique, et donc 1800 Km de guide optique. Selon une variante de mise en oeuvre du procédé précédent, on obtient une préforme analogue à la préforme 45 à partir de l'ensemble de la figure 4 C que l'on introduit dans un tube 50 schématisé en coupe dans la figure 5 La paroi interne de ce tube 50 est usinée de manière à présenter six gouttières 51 destinées à recevoir les préformes élémentaires 40 Le positionnement de ces préformes est assuré avec une précision suffisante par le 5 jonc central cannelé 43 Un retient effectué sur l'ensemble obtenu aboutit à une préforme directement fibrable. La figure 6 montre schématiquement comment on peut réaliser aisément une préforme pour la fabrication d'un conducteur du type de celui de la figure 3 (pour trois10 guides) On usine deux pièces identiques en silice définissant globalement un cylindre et dont les plans diamétraux 54, 55 sont usinés de façon à présenter des cannelures 56, 57 complémentaires pour loger les préformes élémentaires 40. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits On pourra, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer toute disposition par une disposition équivalente. REVENDICATIONS 1/ Conducteur optique multiguides, comportant une pluralité de fibres optiques, et caractérisé par le fait que chacune de ces fibres est une fibre cylindrique élémentaire 5 constituée d'un coeur et d'une gaine optique, et que les fibres élémentaires sont toutes liées entre elles par de la silice à la suite d'une opération de fibrage. 2/ Conducteur optique multiguides selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit coeur de ladite fibre cylindrique élémentaire a un diamètre de l'ordre de 8 gm à gm, et que ladite gaine optique a un diamètre extérieur compris entre 25 gm et 35 gm. 3/ Conducteur optique multiguides selon l'une des reven- dications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il est cylindrique que les coeurs desdites fibres élémentaires sont situés régulièrement suivant les génératrices d'un cylindre de même axe que ledit conducteur. 4/ Conducteur optique multiguides selon l'une des reven- dications 1 et 2, caractérisé par le fait que les coeurs desdites fibres élémentaires sont parallèles entre eux et coplanaires. / Conducteur optique multiguides selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il présente sur sa face externe un repère susceptible de différencier25 les fibres élémentaires qu'il contient. 6/ Conducteur optique multiguides selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est muni d'au moins une revêtement polymère de protection. 7/ Procédé de fabrication d'un conducteur optique multiguides selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on réalise ladite opération de fibrage à partir d'une préforme comprenant autant de préformes élémentaires qu'il y a de fibres élémentaires, la géométrie de ladite préforme se déduisant de celle dudit35 guide par une homothétie. 8/ Procédé de fabrication d'un conducteur optique multiguides selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite préforme est réalisée à partir d'un jonc cylindrique en silice présentant suivant des directrices de sa face externe une pluralité de cannelures o sont partiellement logées lesdites préformes élémentaires et que l'on donne à ladite préforme une forme extérieure régulière cylindrique par apport de grains de silice par le procédé de recharge par technique plasma.10 9/ Procédé de fabrication d'un conducteur optique multiguides selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite préforme est réalisée à partir d'un jonc cylindrique en silice présentant suivant des directrices de sa face externe une pluralité de cannelures o sont partiellement logées lesdites préformes élémentaires, que l'on donne à ladite préforme une forme extérieure régulière cylindrique en l'introduisant dans un tube préusiné en silice dont la paroi interne épouse sensiblement20 la configuration dudit jonc associé auxdites préformes élémentaires, et que l'on effectue un rétreint. / Procédé de fabrication d'un conducteur optique multiguides selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdites préformes élémentaires sont disposées parallèlement entre elles avec leurs axes coplanaires dans des cannelures prévues dans les plans diamétraux de deux demi-cylindres en silice.