Brevet FR2700618A1 — publié le 19940722

Système de fibres optiques pour la détection directionnelle d'un rayonnement optique L'invention concerne un agencement de fibres optiques pour la détection directionnelle d'un rayonnement optique comprenant une pluralité de fibres optiques dont les surfaces frontales côté réception sont disposées les unes à côté des autres et couvrent des angles solides présentant des orientations différentes. Par le document DE 37 36 616 Cl, on connaît une tête de dé- tection optique à grand angle dans laquelle une pluralité de guides de lumière pourvus d'optiques additionnelles individuelles sont agencés de manière telle que tous les axes optiques soient sécants en un point situé en avant des ouvertures d'entrée de la lumière A cet effet, on ré- alise dans une plaque une pluralité de trous destinés à recevoir les optiques ou les fibres optiques, les axes des trous étant sécants en un point situé en avant de la plaque Un agencement de ce type présente certes l'avantage que les ouvertures d'entrée de toutes les optiques peuvent être situées très près les unes des autres, toutefois les problè- mes de place se posent à l'intérieur de la tête de détection en raison de la souplesse limitée des fibres optiques En outre, la fabrication de la plaque avec des perçages inclinés sous différents angles est une opéra- tion relativement coûteuse. L'objet de la présente invention est par conséquent de proposer un agencement de fibres optiques du type indiqué précédem- ment pour la détection directionnelle de rayonnements optiques que l'on puisse réaliser de manière plus compacte et plus simple que l'agencement connu cité plus haut. Le problème est résolu au moyen d'un agencement de fibres optiques dans lequel les fibres optiques, dans la région de leur face frontale côté réception sont disposées parallèlement les unes à côté des autres, les normales aux surfaces frontales côté réception d'au moins une partie des fibres optiques forment un angle non nul avec l'axe longitudinal de la fibre optique et les normales aux surfaces d'au moins une partie des fibres optiques ont des orientations différentes. L'invention utilise ici les propriétés des fibres optiques à surface frontale polie en biais telles qu'elles sont décrites par exemple dans "handbook of optics", Mc Graw-Hill, 1978, pages 13-7 et 13-8. Dans les fibres optiques de ce type, la surface frontale polie en biais agit à la manière d'un prisme posé sur une surface frontale orthogonale de sorte que l'axe optique d'un cône de lumière émis ou, lors du trajet inverse d'un faisceau, l'axe médian de la zone de couplage de la fibre s'écarte de la direction de l'axe longitudinal de ladite fibre Plus la normale à la surface et la face frontale s'écartent en direction d'un côté par rapport à la direction de l'axe longitudinal de la fibre et plus la dé- viation de la direction moyenne de réception en direction du côté op- posé est grande Lorsqu'on utilise cet effet, on peut disposer parallèle- ment les unes à côté des autres les fibres optiques moyennant une inclinaison et une orientation correspondantes de leurs faces frontales inclinées; ceci permet soit de les disposer dans une plaque support pourvue de trous perpendiculaires agencés suivant un dessin prédéter- miné, soit de les disposer directement les unes à côté des autres en un assemblage très serré, les fibres se prolongeant de manière rectiligne vers l'arrière, sans courbure importante et pouvant être regroupées en un faisceau. Conformément à une caractéristique de l'invention, les normales aux surfaces de toutes les surfaces frontales sont sécantes en un point au niveau de leurs surfaces frontales côté réception, les fibres optiques peuvent être disposées les unes à côté des autres en forme de matrice ou en forme de paquet serré. L'invention est décrite ci-après à l'aide de l'exemple de réali- sation représenté de manière schématique sur les dessins Ceux-ci montrent: figure 1, une coupe transversale d'une fibre optique dont la face frontale est inclinée; et figure 2, une coupe transversale d'un agencement destiné à la détection directionnelle de rayonnements optiques comportant des fibres optiques selon la figure 1. La fibre optique 1 représentée en coupe transversale à la figure 1 comporte de manière connue en soi un coeur 2 présentant un indice de réfraction N 1 ainsi qu'une enveloppe 3 présentant un indice de réfraction N 2 a, avec l'axe longitudinal 6 de la fibre. L'angle d'ouverture j 3 de la fibre correspond en valeur à celui d'une fibre à face frontale perpendi culaire; la direction 7 moyenne de la zone de détection de la fibre ainsi obtenue est en revanche incli- née d'un angle o 2 par rapport à l'axe longitudinal 6 de la fibre Les angles (x et % sur les figures ont été choisis plus grands que néces- saire ou plus grands que dans la pratique pour une plus grande clarté. Lorsqu'il s'agit d'angles de faible valeur, la formule pour les angles c Xc et a 2 avec l'air pour milieu ambiant est d'après l'ouvrage mentionné "handbook of optics": C 2 = (nl 1)c X. La figure 2 montre une coupe transversale d'une tête dite de détection dans laquelle une pluralité de fibres optiques sont disposées côte à côte dans une plaque- support 20 1 d'un boîtier 20, par exemple sous la forme d'une matrice 4 x 4; la coupe montre la deuxième ou la troisième rangée de fibres optiques 21 à 24 Les fibres optiques 21 à 24 présentent des faces frontales 21 1 à 24 1 polies en biais dont les normales 21 2 à 24 2 à la surface sont sécantes en un point 25 Tandis que les axes longitudinaux 21 3 à 24 3 des fibres optiques sont tous parallèles entre eux, les axes médians 21 4 à 24 4 des zones de détec- tion des différentes fibres sont sécants en un point 26 situé en avant des faces frontales des fibres optiques. L'angle de polissage des fibres 21 à 24 et l'orientation de la normale à leur surface sont choisis de manière à obtenir des champs de détection au moins partiellement chevauchants de telle sorte que l'on puisse surveiller un angle solide fermé et couplé de manière directionnelle dans une des fibres un rayonnement optique entrant dans ledit champs L'exploitation des signaux lumineux coupler dans les fibres optiques peut être réalisée par exemple conformément au document DE 37 36616 CI mentionné plus haut. REVENDICATIONS 1 Agencement de fibres optiques pour la détection directionnelle de rayonnements optiques comportant une pluralité de fibres optiques dont les faces frontales côté réception sont disposées les unes à côté des autres et couvrent des angles optiques orientés dif- féremment, caractérisé par le fait que les fibres optiques ( 21 à 24), dans la région de leurs faces frontales côté réception ( 21 1 à 24 1) sont disposées parallèlement les unes à côté des autres, par le fait que les normales ( 21 2 à 24 2) aux faces frontales côté réception d'au moins une partie des fibres optiques ( 21 à 24) forment un angle non nul avec l'axe longitudinal ( 213 à 24 3) des fibres et par le fait que les normales aux faces ( 21 2 à 24 2) d'au moins une partie des fibres optiques ( 21 à 24) ont des orientations différentes. 2 Agencement de fibres optiques selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les normales ( 21 2 à 24 2) de toutes les faces frontales ( 21 1 à 24 1) sont sécantes en un point ( 25). 3 Agencement de fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les fibres optiques, dans la région de leurs faces frontales côté réception, sont disposées les unes à côté des autres en matrice. 4 Agencement de fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les fibres optiques, dans la région de leurs faces frontales côté réception, sont disposées les unes à côté des autres en un ensemble très serré.