Brevet FR2724465A1 — publié le 19960315

CONNECTEUR POUR FIBRES OPTIQUES À CONDUCTEUR SIMPLE La présente invention concerne un connecteur pour fibres optiques à conducteur simple dans lequel une ligne transmettant un signal optique entre des fibres optiques est maintenue ou court-circuitée avec une faible perte de puissance en utilisant un contact sectionnel d'une fibre optique à conducteur simple. Etant donné la complexité de la structure sociale, les gens vivent au milieu de mouvements d'informations diversifiés et, donc. est apparu le besoin de recevoir de grandes quantités d'in- formations. Dans ce but, les fibres optiques ont été amenées à être largement utilisées pour rece- voir et transmettre des informations à l'aide de signaux optiques. Cependant. du fait des limites de fabrication et de la nécessité d'être relié à des dispositifs mécaniques, il existe nécessairement des faces discontinues dans les fibres optiques. De telles faces discontinues nécessitent des dispositifs de connexion pour la transmission de signaux à travers les faces discontinues. Pour de telles faces discontinues. des connecteurs optiques sont utilisés, mais le trajet de propagation optique dans les fibres optiques est très étroit. Par conséquent, si le connecteur op- tique n'est pas fabriqué avec précision. les signaux sont atténués et, donc, une forte amplifica- tion est nécessaire, car. dans le cas contraire, une instabilité à la source optique peut survenir. Le connecteur pour fibres optiques n'est pas seulement un composant de base de la com- munication optique, il est également très largement utilisé dans la construction de lignes de com- munication optiques. Afin de satisfaire au besoin d'amélioration des caractéristiques de réflexion des connec- teurs optiques. des matériaux à adaptation de réfraction sont utilisés, ou bien une section de vi- role est formée de manière inciinée. ou bien encore la couche de contraintes résiduelles de la section de contact physique est éliminée. Cependant, l'utilisation de matériaux d'adaptation n'a pas prouvé sa fiabilité pour ce qui est de la stabilité en température et de la contamination. Pendant ce temps, si la précision de po- lissage de la section de virole doit être maintenue, une polisseuse de conception spéciale doit être utilisée. Le polissage est en général prolongé de plusieurs minutes. Dans le connecteur pour fibres optiques, la structure d'accouplement en va-et-vient est gé- néralement fabriquée par moulage par injection. Actuellement, cependant, un ressort hélicoïdal est utilisé pour maintenir une force d'accouplement et, pour accoupler la fibre optique au connecteur pour fibres optiques. il est nécessaire d'utiliser un outil d'accouplement. Ou bien d'autres structures sont également adoptées, qui sont pourvues de fonctions spé- ciales telles qu'un dispositif de verrouillage conçu spécialement pour la fiche ou l'adaptateur. Dans les connecteurs pour fibres optiques conventionnels, des pièces usinées avec une précision extrêmement poussée sont utilisées pour diminuer la perte d'insertion, qui est le fac- teur le plus important des fibres optiques. Si on accroît l'utilisation de pièces à précision extrêmement poussée, il devient impossible de produire le connecteur pour fibres optiques avec le procédé de fabrication général et, donc, la production est limitée et le coût de fabrication est également augmenté. De plus. un temps plus long est passé à assembler le connecteur pour fibres optiques, avec pour résultat de la difficulté à connecter les lignes de communication. Par conséquent, si l'effi- cacité de l'assemblage doit être améliorée. il est nécessaire qu'un nouveau dispositif soit conçu, et que le nombre de ses composants soit diminue. Pendant ce temps, un dispositif de verrouillage est utilisé pour maintenir de manière stable l'état de connexion une fois effectuée une connexion d'une fibre optique, mais une rupture peut se produire par suite d'une surcharge subite. Un dispositif doit donc être conçu pour éviter une telle rupture. De plus, l'adaptateur doit avoir une fonction empêchant une déviation d'origine extérieure ou d'autres sources de charge. de sorte à maintenir la stabilité de l'alignement. De plus, l'adap- 1 5 tateur doit servir de moyen d'accouplement avec la fiche, et doit avoir une fonction d'améliora- tion de la fonction de montage. La présente invention vise à surmonter les désavantages des techniques conventionnelles, décrits ci-dessus. Un objectif de la présente invention est donc de fournir un connecteur pour fibres optiques à conducteur simple dans lequel une énergie de déformation élastique d'un matériau polymère est utilisée de manière à réaliser le contact sectionnel pour minimiser la perte, et des dispositifs d'alignement usinés avec précision sont utilisés de sorte à réduire l'erreur d'alignement entre les fibres optiques, améliorant ainsi l'aptitude à l'assemblage et les aspects économiques. Pour atteindre l'objectif ci-dessus, les sections de fibre optique qui sont légèrement polies sur un papier de polissage sont mises en contact en utilisant un dispositif d'alignement usiné avec précision et en utilisant l'énergie de déformation élastique de la virole élastique. Ce contact est maintenu par un accouplement entre une fiche de conception spéciale et un adaptateur, for- mant ainsi une structure d'un connecteur pour fibres optiques et un dispositif d'alignement. Selon la présente invention. la virole, le dispositif d'alignement et la structure d'accouple- ment qui constituent les facteurs critiques pour le connecteur pour fibres optiques sont offerts sous la forme d'un nouveau matériau, d'une nouvelle technique et d'une nouvelle structure. En conséquence, les économies, la performance et la facilité d'assemblage se voient améliorés, contribuant ainsi à l'implantation rapide du système de fibres optiques. L'objectif ci-dessus et d'autres avantages de la présente invention apparaîtront plus claire- ment en décrivant en détail le mode de réalisation préféré de la présente invention en se référant aux dessins annexés, parmi lesquels: La Figure I est une vue en coupe montrant la constitution du connecteur pour fibres op- tiques à conducteur simple selon la présente invention: La Figure 2 montre la constitution de la fiche destinée à assujettir les fibres optiques, dans laquelle: La Figure 2a est une vue de face; et La Figure 2b est une vue de côté en coupe montrant un état séparé; La Figure 3 montre la constitution de l'adaptateur destiné à l'accouplement de deux fiches, dans laquelle La Figure 3a est une vue de côté en coupe: et La Figure 3b est une vue de face: Les Figures 4a, 4b et 4c montrent l'état connecté des fibres optiques en utilisant la virole et le dispositif d'alignement. La Figure 1 est une vue en coupe montrant la constitution du connecteur pour fibres op- tiques à conducteur simple selon la présente invention. La figure 2 montre la constitution de la fiche destinée à fixer les fibres optiques. La figure 3 montre la constitution de l'adaptateur desti- né à l'accouplement de deux fiches. Le connecteur pour fibres optiques a conducteur simple selon la présente invention com- prend: un adaptateur 10 destiné à recevoir, depuis les côtés opposés tout en maintenant la stabi- lité d'alignement des fibres optiques 40, des fiches 20 comprenant des fibres optiques 40; un élément d'alignement 30 placé dans une section de montage 11 pour l'élément d'alignement de l'adaptateur 10, pour guider exclusivement les fibres optiques 40 de manière à former une connexion de précision: et une fiche 20 destinée à être accouplée avec l'adaptateur 10 en tant que section de connexion finale des fibres optiques 40. L'adaptateur 10 comprend: une section de montage 11 de l'élément d'alignement placée à l'intérieur de, et de manière coaxiale à. l'adaptateur 10: une saillie de guidage 12 formée sur les portions d'extrémité opposées de la section de montage 1 1 de l'élément d'alignement; et une section d'accrochage 14 formée sur la circonférence intérieure d'un dispositif de montage 13 de fiche pour faciliter l'accouplement de la fiche 20. La fiche 20 comprend: une section de guidage 21 d'une virole destinée à accoupler ferme- ment un Kevlar 41 servant de matériau de renforcement des fibres optiques et de section de connexion finale des fibres optiques 40, et destinée au bon maintien en position d'une virole 31 et à éviter la déformation de celle-ci: et une section de contact 23 de l'adaptateur pour maintenir l'accouplement avec l'adaptateur 10. La section de contact 23 de l'adaptateur présente des propriétés d'élasticité et sert de ressort par des propriétés de flexion. Elle est en outre pourvue d'une saillie d'accrochage 24 de sorte à être accrochée à la section d'accrochage 14 de l'adaptateur 10. La section de guidage 21 de la virole sur laquelle est placée la virole 31 adopte une forme circulaire comme la virole 31. pour éviter la déformation de la virole 31 et maintenir celle-ci. Le connecteur de la présente invention, constitué comme décrit ci-dessus, va maintenant être décrit du point de vue de son fonctionnement et de ses effets. Comme le montre la Figure 1. la fiche 20 est en ajustage serré avec l'adaptateur 10. La saillie d'accrochage 24 de la fiche 20 est en pnrise avec la section d'accrochage 14 de l'adaptateur 10. Les fibres optiques 40 sont placées entre la fiche 20 et l'élément d'accouplement 25 des fibres optiques de sorte à être en ajustage serré sur la fiche 20. La virole 31 qui est placée sur la section de guidage 21 de la virole produit une énergie de déformation due à la charge d'extrémité frontale, et cette énergie devient la force motrice pour le maintien du contact physique des fibres optiques 40. La fiche 20 est la section de connexion finmale pour les fibres optiques 40, et elle est formée de manière solidaire avec le Kevlar 41, de sorte à renforcer la connexion. De plus, une section d'accouplement appropriée est prévue pour maintenir la charge de contact qui est produite pendant l'accouplement de la virole 31. En particulier, la virole 31 sur laquelle sont fixées les fibres optiques 40 est guidée de ma- 1 0 nière précise par rapport à l'élément d'alignement 30, et la perte qui est générée pendant l'ali- gnement est minimisée. La structure de la fiche 20 qui effectue les fonctions décrites ci- dessus possède une section de contact 22 des fibres optiques qui adopte une forme circulaire, de sorte que le Kevlar 41 sera uniformément distribué, les fixant ainsi sous forme d'encliquetage. De plus, la section de contact 23 de l'adaptateur est rectangulaire, de sorte qu'elle aura une flexion, remplissant ainsi la fonction d'un ressort. Une charge jusqu'à un certain niveau est supportée par la saillie d'accrochage 24 et la sec- tion d'accrochage 14 de l'adaptateur 10, alors qu'elle se détache en cas de surcharge, de maniè- re à garantir la sécurité contre un accroissement subit de la charge. L'adaptateur 10 possède une forme rectangulaire, de sorte que la stabilité de sa résistance et son utilisation en sont améliorées. A l'intérieur de l'adaptateur 10 et la section de montage 11 de l'élément d'alignement est placé l'élément d'alignement 30, qui est usiné avec précision. L'élément d'alignement 30 réalise un guidage pour l'alignement des fibres optiques 40, et maintient un contact précis. De plus. il guide la fiche 20 par une gorge de guidage. La section de guidage 21 de la virole de la fiche 20 qui a été guidée, est alignée par une section de guidage d'alignement 15 de l'adaptateur 10, avant d'être arrêtée par la saillie de gui- dage 12 qui est placée pour éviter tout endomrnagement des fibres optiques 40 par suite d'une surcharge. La Figure 4 est une vue schématique montrant le procédé par lequel les fibres optiques sont connectées en utilisant la virole élastique 31 et l'élément d'alignement 30. La fonction de la virole élastique 31 est de protéger les fibres optiques 40 et de les défor- mer de manière appropriée. permettant ainsi de stocker une énergie de déformation. Un trou d'alignement 32 qui est formé au centre de l'élément d'alignement 30 guide seule- ment les fibres optiques 40 pour réaliser une connexion précise. Concernant la procédure d'assemblage, la virole 31 est insérée le long de la section de gui- dage d'alignement 15 de l'élément d'alignement 30, et la virole 31 est pressée et déformée par la force d'insertion de la fiche 20. tandis que la fibre optique 40 est insérée le long de la face de guidage dans le trou d'alignement 32 usiné avec précision. en fonction de la pression exercée. Par l'accouplement de la fiche 20, les deux fibres optiques 40 sont connectées à l'intérieur du trou d'alignement 32. Les fibres optiques 40 connectées conservent cette connexion à l'aide de l'énergie de dé- formation élastique. La présente invention a offert avec succès un connecteur pour fibres optiques à conducteur simple largement utilisé, avec une nouvelle structure et selon une nouvelle technique. Le connecteur pour fibres optiques à conducteur simple selon la présente invention main- tient un contact suffisant entre les sections de fibre optique, et possède des caractéristiques op- tiques telles que la perte par insertion est inférieure à 0,5 dB, et la perte par réflexion est infé- nieure à 25 dB. Il peut donc être appliqué à des communications optiques mono-modes à longue distance. De plus, l'aspect économique est amélioré par la réduction du nombre de pièces usi- o0 nées avec précision extrêmement poussée, et l'aptitude à l'assemblage est améliorée en utilisant la structure à encliquetage, permettant ainsi de contribuer à une commercialisation plus facile des optiques sur fibres. REVENDICATIONS 1. Connecteur pour fibres optiques à conducteur simple comprenant: un adaptateur (10) ayant une section de montage d'un élément d'alignement située au centre et à l'intérieur, et ayant des saillies de guidage sur les côtés opposés pour former un moyen d'accouplement destiné à recevoir, depuis les côtés opposés et tout en maintenant la sta- bilité d'alignement de la fibre optique (40), des fiches (20) comprenant des fibres optiques (40), ledit adaptateur (10) étant muni en outre d'une section d'accrochage sur la circonférence inté- rieure de son trou d'insertion de fiche: un élément d'alignement (30) placé dans une section de montage (11) de l'élément d'ali- gnement de l'adaptateur (10), pour guider exclusivement les fibres optiques (40) de manière à former une connexion de précision; et une fiche (20) destinée à être accouplée avec l'adaptateur (10) en tant que section de connexion finale des fibres optiques (40), ladite fiche (20) ayant un Kevlar formé de manière solidaire servant de section de connexion finale des fibres optiques pour renforcer les fibres op- tiques, ladite fiche (20) ayant de plus une section de guidage de virole de forme circulaire comme une virole pour éviter la déformation de ladite virole et pour maintenir un positionne- ment correct de ladite virole, ladite fiche (20) ayant de plus une section de contact circulaire des fibres optiques pour que ledit Kevlar soit uniformément distribué de sorte à être fixé sous la forme d'une structure à encliquetage, et ladite fiche (20) ayant de plus une section de contact de l'adaptateur munie d'une saillie d'accrochage destinée à être accouplée à ladite section d'accro- chage dudit adaptateur (10). 2. Connecteur pour fibres optiques à connecteur simple selon la Revendication 1, dans lequel ledit adaptateur est caractérisé en ce qu'un élément d'alignement (30) est installé sur une section de montage de l'élément d'alignement à l'intérieur dudit adaptateur (10); les fibres optiques (40) sont guidées par une gorge de guidage avec ladite fiche (20) pour obtenir un contact précis; et une saillie de guidage (12) est formée pour éviter tout endomrnagement des- dites fibres optiques (40) par suite d'une surcharge. 3. Connecteur pour fibres optiques à conducteur simple selon la Revendication 1, dans lequel le contact entre lesdites fibres optiques est formé par ladite virole (31) et sur ledit élément d'alignement (30) placé sur une saillie de guidage (12) dudit adaptateur (10), ladite virole (31) installée dans une section de guidage (21) de la virole génère une énergie de déformation pen- dant l'alignement, et cette énergie maintient le contact physique entre lesdites fibres optiques.