Brevet FR2699291A1 — publié le 19940617

"Dispositif de terminaison de fibre optique" La présente invention concerne un dispositif de terminaison de fibre optique utilisé dans un cir- cuit de communication par fibres optiques Plus parti-5 culièrement, l'invention concerne un nouveau type de dispositif de terminaison de fibre optique dans lequel l'élévation de température est produite par le fait que la lumière de forte puissance est absorbée après son passage dans la fibre optique reliée au disposi-10 tif. Si l'une des fiches d'une paire de fiches d'un connecteur de fibres optiques, qu'on utilise pour brancher optiquement ensemble les circuits de communi- cation par fibres optiques, est détachée de l'autre15 fiche selon l'art antérieur, le signal lumineux sor- tant de la source de lumière peut se réfléchir à l'en- droit de la surface d'extrémité de la fibre optique montée dans la fiche du connecteur de fibres optiques devant être branchée à la source de lumière, et la lu-20 mière réfléchie revient à la source de lumière consti- tuée par un dispositif à diode laser Ce type de ré- flexion provoque un fonctionnement instable de la dio- de laser car la lumière réfléchie se recombine avec la lumière produite dans la source de lumière.25 L'énergie lumineuse réfléchie est importante et se situe au niveau de -12 d B par rapport à l'éner- gie lumineuse incidente lorsque la surface de la fibre optique à l'endroit de son extrémité est perpendicu- laire à l'axe optique. Le dispositif de terminaison de fibre opti- que est relié à la surface d'extrémité de la fibre op- tique pour diffuser la lumière sortant du noyau de la fibre optique, de façon que le signal lumineux ne puisse être réfléchi par la surface d'extrémité de la fibre optique. Les figures 5 (a), 5 (b) et 5 (c) représentent des vues en coupe transversale d'un dispositif de ter- minaison de fibre optique réalisé, à titre d'exemple, par la technique selon l'art antérieur et devant être utilisé avec le connecteur optique. Une fibre optique 22 devant être reliée à la source de lumière, est introduite dans un trou 23 for- mé au centre d'une virole 21 d'un connecteur optique, et la surface d'extrémité arrière 24 de la virole 21 du connecteur optique est polie perpendiculairement au trou 23 en polissant ensemble la virole de fibre opti- que 21 et la fibre optique 22. Un dispositif de terminaison de fibre opti- que 25 est constitué par une autre virole et une fibre optique 26 introduite dans le trou 28 formé au centre de cette virole La surface d'extrémité avant du dis- positif de terminaison de fibre optique 25 est polie perpendiculairement au trou 28 de façon que la surface d'extrémité avant du dispositif de terminaison de fi- bre optique 25 puisse venir en contact avec la surface d'extrémité arrière de la virole 21 du connecteur op- tique La surface d'extrémité arrière 30 du dispositif de terminaison de fibre optique 25 est polie par po- lissage de celle-ci sous un angle supérieur à 8 degrés (ou à une valeur de seuil) par rapport au plan perpen- diculaire à l'axe optique du trou 28. On considère que les fibres optiques 22 et 26 sont introduites dans un manchon d'alignement 35 après qu'on ait amené la surface d'extrémité arrière de la virole de fibre optique 21 en contact avec la surface d'extrémité avant 29 de l'autre virole de fi- bre optique La lumière La vient tomber sur le noyau 32 de la fibre optique 26 après être passée par le noyau 31 de la fibre optique 22, et cette lumière est réfléchie par la surface d'extrémité 30 La lumière réfléchie est diffusée dans la gaine 33 qui entoure le noyau 32, comme indiqué par la flèche Lb Ce type de structure réduit l'énergie lumineuse réfléchie par la surface d'extrémité arrière de la fibre optique, et l'énergie lumineuse qui retourne à la source de lumiè- re peut être réduite à un niveau de -60 d B ou même en- core moins On considère qu'on applique de la lumière à forte puissance au dispositif de terminaison de fi- bre optique présentant une structure telle que celle représentée aux figures 5 (a), 5 (b) et 5 (c) qu'on uti- lise pour réduire la réflexion de la lumière à sa sur- face d'extrémité arrière o la lumière doit être ab- sorbée La température du dispositif de terminaison de fibre optique augmente autour de sa surface d'extrémi- té arrière, là o l'énergie lumineuse peut se réflé- chir, du fait de la diffusion de la lumière dans la couche de gaine Cette augmentation de température peut parfois détruire le dispositif de terminaison de fibre optique. Le but de la présente invention est donc de créer un dispositif de terminaison de fibre optique à structure d'un nouveau type qui ne présente plus d'augmentation importante de température lorsqu'il est utilisé dans des circuits de signaux lumineux à forte puissance. A cet effet, le dispositif de terminaison de fibre optique selon la présente invention est réalisé par alliage de la surface ou des surfaces d'extrémités arrières du noyau ou des noyaux de la première ou des premières fibres optiques, par lequel ou par lesquels peut passer le signal lumineux à absorber, avec la surface ou les surfaces d'extrémités avant de la gaine ou des gaines de la seconde ou des secondes fibres op- tiques. Le dispositif de terminaison de fibre opti- que peut présenter une structure telle que les premiè- res et les secondes fibres optiques soient respective- ment disposées en ligne pour former un ruban constitué de plusieurs fibres optiques, et que la terminaison soit réalisée par alliage des surfaces d'extrémités arrières des noyaux des premières fibres optiques, par lesquels peuvent passer les signaux lumineux à absor- ber, avec les surfaces d'extrémités avant des gaines des secondes fibres optiques. Le dispositif de terminaison de fibre opti- que présente une structure telle que la seconde ou les secondes fibres optiques soient recouvertes par un ca- puchon protecteur, et que la surface de ce capuchon protecteur puisse absorber ou diffuser la lumière ré- fléchie par la surface ou les surfaces d'extrémités arrières de la seconde ou des secondes fibres optiques lorsque la lumière réfléchie vient frapper la surface intérieure de ce capuchon. Le dispositif de terminaison de fibre opti- que réalisé selon la présente invention ne présente pas d'augmentation de température locale car la lumiè- re passant par le noyau ou les noyaux de la première ou des premières fibres optiques devant être reliés à la source de lumière, passe dans la gaine ou les gai- nes de la seconde ou des secondes fibres optiques pour être absorbée. Le dispositif de terminaison de fibre opti- que réalisé selon la présente invention présente une structure telle que la seconde ou les secondes fibres optiques réalisées sous la forme d'une partie de la première ou des premières fibres optiques devant être reliées à la source de lumière, peut ou peuvent être facilement alliées à la première ou aux premières fi- bres optiques après qu'on ait coupé la première ou les premières fibres optiques pour obtenir une seconde ou des secondes fibres optiques, et après qu'on les ait alignées avec la seconde ou les secondes fibres opti- ques. L'invention sera décrite en détails en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: la figure 1 représente une vue en coupe transversale destinée à décrire un dispositif de ter- minaison de fibre optique réalisé selon la présente invention, cette vue indiquant la procédure d'alliage d'une paire de fibres optiques pour les relier ensem- ble pendant la fabrication du dispositif de terminai- son de fibre optique; la figure 2 représente une vue en coupe transversale d'une première forme de réalisation d'un dispositif de terminaison de fibre optique dans lequel une paire de fibres optiques sont reliées ensemble par alliage de celles-ci; la figure 3 est une vue en coupe transver- sale représentant l'utilisation du dispositif de ter- minaison de fibre optique ci-dessus réalisé selon la présente invention, dans laquelle la virole de connec- teur optique devant être reliée à la source de lumiè- re, est utilisée pour aligner les fibres optiques; les figures 4 (a) et 4 (b) représentent une autre forme de réalisation du dispositif de terminai- son de fibre optique réalisé selon la présente inven- tion, dans laquelle un certain nombre de premières et de secondes fibres optiques sont disposées en ligne et reliées ensemble pour former une paire de rubans cons- titués chacun des premières ou des secondes fibres op- tiques, la figure 4 (a) étant une vue en coupe trans- versale de ce ruban et la figure 4 (b) étant une vue de côté de celui-ci; les figures 5 (a), 5 (b) et 5 (c) représen- tent des vues en coupe transversale du dispositif de terminaison de fibre optique selon l'art antérieur utilisé en association avec le connecteur optique, la figure 5 (a) étant une vue en coupe transversale du dispositif et les figures 5 (b) et 5 (c) étant des vues en coupe transversale de la fibre optique. La présente invention sera maintenant décri- te en détails en se référant aux dessins. La figure 1 représente une vue en coupe transversale du dispositif de terminaison de fibre op- tique réalisé selon la présente invention, et indique la procédure d'alliage d'une paire de fibres optiques pour les relier ensemble pendant la fabrication du dispositif de terminaison de fibre optique. En se référant à la figure 1, la première fibre optique 1 est placée en face de la seconde fibre optique 2, tandis que l'axe O du noyau la et l'axe O' du noyau 2 a sont décentrés de sorte que le noyau la de la première fibre optique 1 est fixé à la gaine 2 b de la seconde fibre optique 2, et que la gaine lb est fixée au noyau 2 a La jonction entre la première fibre optique 1 et la seconde fibre optique 2 est soudée par un arc de décharge 5 produit aux bornes des électrodes 3 et 4 On peut, si on le désire, utiliser un disposi- tif de chauffage à la place de l'arc de décharge. La figure 2 représente une vue en coupe transversale d'une première forme de réalisation du dispositif de terminaison de fibre optique dans la- quelle on fixe ensemble une paire de fibres optiques par alliage de celles-ci selon le procédé décrit ci- dessus. En se référant à la figure 2, on introduit la première fibre optique 1 dans le trou 6 b formé au centre de la virole 6, et l'on fixe les deux ensembles par un agent de collage La surface d'extrémité avant 6 a de la virole 6 est usinée par polissage de celle- ci. Aucun travail spécial n'est nécessaire pour polir la surface d'extrémité arrière de la seconde fi- bre optique 2 par laquelle on peut diffuser la lumière provenant de la gaine 2 b, et la surface d'extrémité arrière de la seconde fibre optique 2 doit rester ru- gueuse sans aucun autre travail que la coupe. La seconde fibre optique 2 est recouverte d'un capuchon de protection 7 et ce capuchon de pro- tection 7 est de préférence réalisé par une technique de moulage d'une matière plastique pour former une structure telle qu'elle puisse absorber la lumière provenant de la seconde fibre optique 2. La surface intérieure de fond 7 a du capuchon de protection 7 est courbée vers l'extérieur ou incli- née par rapport à l'axe optique O', de sorte que la lumière réfléchie par cette surface intérieure de fond 7 a ne vient pas frapper la surface d'extrémité arrière 2 c de la gaine 2 b. Ce type de structure réduit à environ -20 d B la densité d'énergie de la lumière sortant du noyau la pour pénétrer dans la gaine 2 b Ainsi, la lumière L provenant de la source de lumière passe par le noyau la de la première fibre optique 1 et vient tomber en ligne droite sur la gaine 2 b de la seconde fibre opti- que 2 La lumière tombant sur la gaine 2 b est diffusée dans cette gaine 2 b La diffusion de la lumière dans la gaine 2 b de la seconde fibre optique 2 réduit la densité de puissance de la lumière dans la gaine 2 b. La puissance lumineuse sort de la gaine 2 b de la se- conde fibre optique 2 pour pénétrer dans la zone en- fermée par le capuchon de protection 7, et une faible puissance lumineuse peut retourner à la source de lu- mière. La puissance lumineuse retournant à la sour- ce de lumière du fait de la réflexion était inférieure à -60 d B dans la forme de réalisation représentée à la figure 2 L'augmentation de température à l'intérieur du dispositif de terminaison de fibre optique du fait de l'absorption de la puissance lumineuse, était infé- rieure au seuil minimum du détecteur La figure 3 re- présente la vue en coupe transversale du dispositif de terminaison de fibre optique réalisé selon la présente invention, dans laquelle la virole de connecteur opti- que 9 devant être reliée à la source de lumière, est utilisée pour aligner les fibres optiques On intro- duit la virole de connecteur optique 9 dans le manchon d'alignement 8 en la déplaçant de la gauche vers la droite, puis on introduit par l'autre côté, dans le manchon d'alignement 8, le dispositif de terminaison de fibre optique 10 réalisé selon la présente inven- tion. Les figures 4 (a) et 4 (b) représentent une autre forme de réalisation du dispositif de terminai- son de fibre optique réalisé selon la présente inven- tion, dans laquelle un certain nombre de premières et de secondes fibres optiques sont disposées en ligne et reliées ensemble pour former une paire de rubans cons- titués chacun des premières ou des secondes fibres op- tiques. Un certain nombre de fibres optiques sont alliées ou soudées par le procédé représenté à la fi- gure 1, puis sont introduites dans les trous respec- tifs de la virole 11 de manière à former un ruban de fibres optiques Ce fibres optiques sont ensuite re- couvertes par le capuchon de protection 14. Aux figures 4 (a) et 4 (b), on a représenté un dispositif de terminaison de fibres optiques constitué de quatre fibres optiques Le premier réseau de fibres optiques 12 est constitué de quatre fibres optiques et le second réseau de fibres optiques 13 est constitué de quatre autres fibres optiques. Comme décrit ci-dessus, le dispositif de terminaison de fibre optique réalisé selon la présente invention est obtenu par alignement coaxial et par al- liage du noyau ou des noyaux de la première ou des premières fibres optiques devant être reliées à la source de lumière, avec la gaine ou les gaines de la seconde ou des secondes fibres optiques devant rece- voir la terminaison, de sorte que la puissance lumi- neuse passant par le noyau ou les noyaux de la premiè- re ou des premières fibres optiques, peut pénétrer et se diffuser directement dans la gaine ou les gaines de la seconde ou des secondes fibres optiques La puis- sance lumineuse à l'intérieur de la gaine ou des gai- nes de la seconde ou des secondes fibres optiques, est beaucoup plus faible que la puissance lumineuse à l'intérieur du noyau ou des noyaux de la première ou des premières fibres optiques, car les dimensions de la gaine ou des gaines sont beaucoup plus grandes que celles du noyau ou des noyaux Ce type de dispositif de terminaison de fibre optique ne présente qu'une faible augmentation de température interne, et les pertes de réflexion sont beaucoup plus faibles que celles du dispositif de terminaison de fibre optique réalisé selon la technique de l'art antérieur. Le dispositif de terminaison de fibre opti- que réalisé selon la présente invention peut être fa- briqué par un procédé d'alliage tel qu'une décharge d'arc qui constitue un processus simple ne nécessitant pas de polir les surfaces d'extrémités de la virole. Ce dispositif de terminaison de fibre optique peut ainsi être fabriqué à un coût réduit et ce procédé de fabrication est plus simple que le procédé classique. La technique d'alliage simultané d'un ruban constitué de plusieurs fibres optiques, à un autre ruban consti- tué de plusieurs autres fibres optiques, a été établie par ailleurs, et le dispositif de terminaison de fibre optique réalisé selon la présente invention peut éga- lement être fabriqué à un coût réduit Dans ce cas, le procédé de fabrication est également plus simple que le procédé classique. Le procédé de fabrication du dispositif de terminaison de fibre optique réalisé selon la présente invention peut également être appliqué à la construc- tion d'un dispositif de division et de multiplication optique, d'un commutateur optique et de beaucoup d'au- tres dispositifs. il R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Dispositif de terminaison de fibre opti- que, caractérisé en ce que le noyau ou les noyaux de la première ou des premières fibres optiques à l'en- droit de la surface ou des surfaces d'extrémités de ces fibres optiques, par lequel ou par lesquels peu- vent passer le signal ou les signaux lumineux à absor- ber, est relié ou sont reliés à la gaine ou aux gaines de la seconde ou des secondes fibres optiques à l'en- droit de la surface ou des surfaces d'extrémités de ces fibres optiques, par alliage du noyau ou des noyaux de la première ou des premières fibres opti- ques, avec la gaine ou les gaines de la seconde ou des secondes fibres optiques. 20) Dispositif de terminaison de fibre opti- que selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières et les secondes fibres optiques sont constituées par une paire de rubans de fibres optiques constitués chacun de plusieurs fibres optiques dispo- sées en ligne, et en ce que les noyaux des premières fibres optiques, à l'endroit des surfaces d'extrémi- tés, sont reliés aux gaines des secondes fibres opti- ques à l'endroit de leurs surfaces d'extrémités, par alliage de ces noyaux avec ces gaines. 30) Dispositif de terminaison de fibre opti- que selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde ou les secondes fibres optiques est ou sont recouvertes par un capuchon de protection, et en ce que le surface intérieure de ce capuchon de protection peut absorber ou diffuser la lumière réfléchie par la surface ou les surfaces d'extrémités arrières de la seconde ou des secondes fibres optiques lorsque cette lumière réfléchie vient frapper la surface intérieure du capuchon. ) Dispositif de terminaison de fibre opti- que selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde ou les secondes fibres optiques est ou sont recouvertes-par un capuchon de protection, et en ce que la surface intérieure de ce capuchon de protection peut absorber ou diffuser la lumière réfléchie par la surface ou les surfaces d'extrémités arrières de la seconde ou des secondes fibres optiques lorsque cette lumière réfléchie vient frapper la surface intérieure du capuchon.