Brevet FR2719912A1 — publié le 19951117

La présente invention concerne un dispositif de connexion de fibres optiques à des guides d'ondes en optique intégrée formés dans un substrat. Avec l'apparition des composants en optique intégrée tels que notamment des coupleurs, des multiplexeurs ou des commutateurs, se pose le problème de la connexion de ces composants à des fibres optiques. La principale difficulté consiste à positionner convenablement le substrat dans lequel sont formés les guides d'ondes, par rapport aux fibres dont les axes des faces terminales doivent coïncider avec la plus grande précision possible avec les axes des guides d'ondes du substrat. On connaît déjà un procédé permettant de réaliser une telle connexion. Ce procédé consiste à réaliser, dans l'épaisseur du substrat et dans le prolongement de chaque guide d'ondes, des rainures en V dans lesquelles viennent se loger les fibres optiques. Ce procédé présente toutefois l'inconvénient important que la profondeur des rainures V est peu précise, ce qui peut se traduire par un mauvais alignement des axes des fibres par rapport aux axes des guides d'ondes. La présente invention vise à fournir un dispositif permettant, de façon fiable et répétitive, de connecter une ou plusieurs fibres optiques à un ou plusieurs guides d'ondes en optique intégrée formés dans un substrat. La présente invention a pour objet un dispositif de connexion d'au moins une fibre optique à au moins un guide d'ondes qui est formé dans un substrat, à une distance prédéterminée d'une des faces du substrat constituant un plan de référence, caractérisé par le fait qu'il comporte un réceptacle apte à recevoir la partie terminale de la fibre optique et un support plan apte à recevoir le substrat appliqué contre ledit support par son plan de référence, le réceptacle et le support étant agencés de telle sorte que l'axe du guide d'ondes et l'axe de la fibre optique se situent dans un même plan parallèle au plan de référence du substrat, et une butée latérale amovible apte à venir se positionner contre le support et contre laquelle le substrat prend appui lorsqu'il est logé dans le support, ladite butée latérale étant dimensionnée de manière à caler le substrat dans une position dans laquelle l'axe du guide d'ondes coïncide avec celui de la fibre optique. Dans le cas o l'on désire connecter plusieurs fibres optiques à plusieurs guides d'ondes parallèles, le dispositif selon l'invention comporte, dans un mode de réalisation préféré, un réceptacle muni d'une -2- pluralité de rainures parallèles, chacune étant destinée à recevoir la partie terminale d'une fibre optique, lesdites fibres optiques ainsi immobilisées dans le réceptacle présentant entre elles le même espacement que les guides d'ondes parallèles formés dans le substrat. Le dispositif selon l'invention permet d'aligner avec précision les fibres optiques avec les guides d'ondes formés dans le substrat du fait que le problème de l'alignement des fibres, selon la direction perpendiculaire au plan de référence du substrat, est dissocié du problème de l'alignement des fibres selon la direction parallèle au plan de référence du substrat. En effet, la réalisation du réceptacle sur lequel viennent s'immobiliser les parties terminales des fibres peut être facilement effectuée avec une précision suffisante pour assurer, d'une part, que les axes des fibres immobilisées dans le réceptacle sont coplanaires, et d'autre part, que le plan contenant les axes des fibres se situe à une distance dl prédéterminée du support plan. Ainsi, dans la mesure o, par construction, on connait précisément la distance d2 qui sépare l'axe des guides d'ondes du plan de référence du substrat, il suffit de faire en sorte que la distance dl soit égale à la distance d2 pour assurer la coplanéité des axes des fibres optiques et des axes des guides d'ondes. Par ailleurs, conformément à l'invention, la butée latérale permet de positionner le substrat selon la seconde direction définie plus haut, qui est parallèle au plan de référence du substrat. En utilisant un jeu de plusieurs butées de largeurs différentes, on peut, par essais successifs, déterminer quelle butée permet d'obtenir la meilleure transmission de signal optique entre les fibres optiques et les guides d'ondes. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel: - La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention. - la figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure 1, - La figure 3 est une vue en coupe axiale d'un dispositif selon un second mode de réalisation de l'invention, - La figure 4 est une vue en coupe analogue à la figure 3 d'un détail du dispositif de la figure 1, - La figure 5 est une vue en coupe selon V-V de la figure 2, et - 3 - - La figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la figure 2. Le dispositif représenté comporte un socle 1 dans lequel sont définies une partie formant réceptacle 2 et une partie formant support 3 au sens de l'invention. Ces deux parties 2, 3 sont directement issues de la fabrication du socle 1. Une gorge 4 alignée avec le réceptacle 2 débouche dans la face avant la du socle, tandis que le support 3 débouche dans la face arrière lb du socle. Conformément à l'invention, une butée latérale 5, qui se présente ici sous la forme d'une cale de précision, est apte à venir se positionner sur le support 3. Le dispositif comporte également un capot de fermeture 6. La gorge 4 est prévue pour recevoir la partie terminale d'un faisceau gainé plat 7 de fibres optiques parallèles 8. Pour connecter ces fibres optiques 8 aux guides d'ondes 10 d'un substrat 9, on dénude la partie terminale des fibres 8 et l'on dispose chacune de ces parties terminales dans l'une des rainures en V, 2a, de la partie formant réceptacle 2 du socle 1. Conformément à l'invention, les rainures en V, 2a, sont réalisées de telle sorte que les axes des fibres optiques 8 logées dans lesdites rainures en V soient coplanaires et que le plan contenant ces axes se trouve à une distance dl prédéterminée du support plan 3, comme on le voit sur la figure 2. Dans l'exemple représenté, l'écartement des rainures en V, 2a, est tel que la distance a qui sépare les axes des fibres 8 est constante et égale à celle qui sépare les axes des guides d'ondes 10 du substrat 9. Par construction, la distance d2 qui sépare les axes coplanaires des guides d'ondes 10 du plan de référence 9a du support 9, est connue avec précision. Par conséquent, en réalisant les rainures en V, 2a, de telle sorte que la distance dl soit égale à la distance d2, on s'affranchit du problème de la coplanéité des axes des fibres optiques 8 et des axes des guides d'ondes 10. Dans le mode de réalisation représenté, le support 3 est limité latéralement par deux bords plans parallèles 11, 12. Le substrat 9 étant parallélépipédique, il comporte également deux faces latérales planes parallèles 13, 14. -4- La cale de précision 5 présente aussi une forme générale parallélépipédique. Sur ses deux faces latérales 15 et 16, la cale de précision 5 présente des surépaisseurs 17, lesquelles sont ajustées par un usinage fin pour fixer la largeur hors tout de la cale 15 à une valeur prédéterminée 1. Par construction, on connait avec précision la distance c qui sépare la face latérale 14 du substrat de l'axe du guide d'ondes 10 le plus proche de cette face latérale 14. Par construction du socle 1, on connait également avec précision la distance b qui sépare le bord 12 du support 3 de l'axe de la fibre 8 la plus proche du bord 12. Connaissant les distances b et c, il suffit d'usiner la cale de précision 5 pour lui donner une largeur hors tout 1 = b - c pour assurer l'alignement des axes des fibres optiques 8 avec les axes des guides d'ondes 10. On peut en outre prévoir un jeu de plusieurs cales d'épaisseur 5 de largeurs différentes, de manière à pouvoir interchanger les cales jusqu'à obtenir la meilleure qualité de transmission du signal optique entre les fibres optiques 8 et le substrat 9. Une lame-ressort 18 est intercalée entre la face latérale 13 du substrat 9 et le bord 11 du socle 3 pour repousser le substrat 9 contre la cale de précision 5, laquelle prend appui sur le bord 12. Pour immobiliser le substrat 9 et la cale 5, deux autres lames- ressort 19 et 20 sont également intercalées entre le substrat 9 et le capot de fermeture 6 d'une part, et entre la cale de précision 5 et le capot de fermeture 6 d'autre part. Une fois refermé, le capot de fermeture 6 peut être solidarisé au socle 1 par collage. Les parties terminales des fibres optiques 8 peuvent être immobilisées dans les rainures en V, 2a, du réceptacle 2 à l'aide d'un patin en élastomère 21 qui vient se loger dans un passage traversant 22 du capot de fermeture 6 situé au droit du réceptacle 2. La vue en coupe de la figure 4 représente le patin en élastomère 21 engagé dans l'orifice 22 du capot de fermeture 6, qui exerce une pression sur les fibres 8 pour les immobiliser dans le réceptacle 2 du socle 1. La figure 3 représente un second mode de réalisation de l'invention dans lequel la partie terminale des fibres 8 est immobilisée sur le réceptacle 2 à l'aide d'une colle 23 qui est mise en place dans le passage traversant 22 après fermeture du capot 6. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui viennent d'être décrits ne présentent aucun caractère limitatif, et qu'ils pourront recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de connexion d'au moins une fibre optique à au moins un guide d'ondes en optique intégrée qui est formé dans un substrat à une distance prédéterminée d'une des faces du substrat constituant un plan de référence, caractérisé par le fait qu'il comporte un réceptacle (2) apte à recevoir la partie terminale de la fibre optique (8) et un support plan (3) apte à recevoir le substrat (9) appliqué contre ledit support (3) par son plan de référence (9a), le réceptacle (2) et le support (3) étant agencés de telle sorte que l'axe du guide d'ondes (10) et l'axe de la fibre optique (8) se situent dans un même plan parallèle au plan de référence 0 ((9a) du substrat (9), et une butée latérale amovible (5) apte à venir se positionner contre le support (3) et contre laquelle le substrat (9) prend appui lorsqu'il est logé dans le support (3), ladite butée latérale (5) étant dimensionnée de manière à caler le substrat (9) dans une position dans laquelle l'axe du guide d'ondes (10) coïncide avec celui de la fibre optique (8). 2 - Dispositif selon la revendication 1 pour la connexion de plusieurs fibres optiques (8) à plusieurs guides d'ondes parallèles (10), caractérisé par le fait que le réceptacle (2) est muni d'une pluralité de rainures parallèles (2a) chacune étant destinée à recevoir la partie terminale d'une fibre optique (8), lesdites fibres optiques (8) ainsi immobilisées dans le réceptacle (2) présentant entre elles le même espacement que les guides d'ondes (10) parallèles formés dans le substrat (9). 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe élastique (18) qui repousse le substrat (9) contre la butée latérale (5). 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un patin en élastomère (21) apte à venir s'appliquer sur les parties terminales de la ou des fibres (8) logées dans le réceptacle (2) en exerçant une pression sur la ou lesdites fibres optiques (8). - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un volume vide (22) au-dessus des parties terminales de la ou des fibres optiques (8), apte à être rempli d'une colle (23) pour immobiliser la ou lesdites fibres optiques (8) dans ledit réceptacle (2). 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé par le fait qu'il comporte un capot de fermeture (6) qui recouvre le support (3) et le réceptacle (2). -7- 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte des organes élastiques (19,20) entre le capot de fermeture (6) d'une part et le substrat (9) et respectivement la butée latérale (5) d'autre part.