Brevet FR2734678A1 — publié le 19961129

I Etat de la technique. L'invention concerne un dispositif optique d'émission et de réception pour des systèmes de transmission optique bidirectionnelle à multiplexage de longueurs d'ondes dans une fibre de transmission, comprenant un coupleur optique, un émetteur, un récepteur et un filtre sélectif vis-à-vis des longueurs d'ondes, un branchement du coupleur étant relié à la fibre de transmission, un second branchement étant relié à l'émetteur et un troisième branchement du coupleur étant relié à l'émetteur par l'intermédiaire d'un filtre sélectif aux lon- gueurs d'ondes. Selon le document B. Hillerich " Duplexer with Hy- brid Integrated Light Emitter and Detector ", Conf. Proc. 10.ECOC, Stuttgart, 1984, pages 166 à 167. On connaît un dispo- sitif optique d'émission et de réception comprenant un photo- émetteur, un photorécepteur, deux lentilles sphériques et un filtre à arêtes pour séparer la lumière émise et la lumière re- çue, un guide d'ondes pour la réception de la lumière avec un autre filtre sélectif vis-à-vis des longueurs d'ondes et un guide d'ondes de transmission, utilisé de manière bidirection- nelle. Les composants optiques du dispositif décrit doivent être ajustés très précisément les uns par rapport aux autres. De plus, le dispositif optique d'émission et de réception pré- sente des pertes par réflexion, élevées, à cause des nombreux composants optiques qui le composent. On connaît un dispositif optique d'émission et de réception composé d'éléments séparés, peu coûteux, du commerce. La réalisation peut se faire sans nécessiter des ajutages sup- plémentaires. Le dispositif optique d'émission et de réception est réalisé sous la forme d'un duplexeur sélectif vis-à-vis des longueurs d'ondes, présentant un amortissement de couplage éle- vé ou affaiblissement diaphonique. Le dispositif optique d'émission et de réception se caractérise en ce que le rapport de couplage permet de déterminer la puissance à transmettre par la fibre de transmission. Le duplexeur convient pour des fibres monomodes. Pour réaliser le dispositif optique d'émission et de réception on utilise les composants distincts suivants: une paire de connecteurs avec des surfaces frontales en biais, de préférence à 8 , un coupleur de fibres non sélectif vis-à-vis5 des longueurs d'ondes, un laser à semi- conducteur fabriqué avec une fibre en queue de cochon, une photodiode fabriquée avec une queue de cochon, une feuille de filtre pour la transmission de la lumière reçue et la réflexion de la lumière émise pour un angle d'incidence de 8 .10 Un exemple de réalisation de l'invention sera dé- crit ci-après à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre la réunion des différents com- posants en un duplexeur sélectif vis-à-vis des longueurs d'ondes.15 - la figure 2 montre une paire de connecteurs avec des surfaces d'extrémité de guide de lumière, inclinées et une feuille formant filtre. La figure 1 montre un coupleur K non sélectif vis- à-vis des longueurs d'ondes, par exemple un coupleur fondu avec des branchements 1...4. Le rapport de division du coupleur K peut être soit de 1/2 ou non symétrique. Le branchement 1 est relié à un émetteur S; il se compose d'une fibre semi- conductrice avec une fibre en queue de cochon. L'émetteur S émet de la lumière de longueur d'onde i1 qui passe par le cou- pleur K. La fraction t de la lumière est injectée dans le bran- chement 3 du coupleur K et la fraction (1-t) est injectée dans le branchement 4 du coupleur K. Le branchement 4 est aveugle et il se termine par exemple à l'air. La fibre de transmission UF est reliée au branchement 4 du coupleur K; cette fibre reçoit la longueur d'onde d'émission X1. La fibre de transmission UF transmet le signal de réception de longueur d'onde X2; cette lumière est répartie dans le coupleur entre les branchements 1 et 2 avec les puissances respectives t et (1-t). La fraction de puissance (1-t) arrive comme signal utile dans la branche de réception au niveau du branchement 2. A cet endroit la lumière traverse un filtre F et tombe sur un récepteur E. Le récepteur E est formé par la photodiode préfa- briquée avec une queue de cochon. Le filtre F se termine entre deux chemins de guide de lumière ayant une surface frontale in- clinée. Le montage avec les connecteurs de guide de lumière est représenté en détail à la figure 2. Deux connecteurs de guide de lumière Sl, S2 arrivent tous deux dans un manchon B. Entre les connecteurs Si et S2 on a pincé une mince feuille F0 pré- sentant sur une face, une couche filtrante Fi laissant passer la longueur d'onde X2 et réfléchissant la longueur d'onde X1. La normale des surfaces frontales des connecteurs et également celle de la feuille pincée entre ces surfaces est inclinée d'un angle 6 par rapport à l'axe du connecteur. L'angle 6 est choisi pour que la lumière réfléchie de longueur d'onde X1 ne puisse plus être guidée par la fibre. Dans le cas des fibres monomodes usuelles il suffit pour cela d'un angle de 8 . Le filtre a pour but d'éloigner du récepteur E, la lumière arrivant de l'émetteur S, arrivant sur le branchement aveugle 4 ou aux épissures ou connexions dans les fibres de transmission ou au niveau du branchement 3; on augmente ainsi l'amortissement du couplage. Les feuilles formant filtre, du commerce, ont un amortissement de blocage de 40 dB. Lorsque le branchement aveu- gle 4 se termine par exemple à l'air, il y a réflexion d'une fraction égale à -14 dB. La lumière provenant de l'émetteur doit traverser deux fois le coupleur K avant d'arriver dans la branche de réception. Pour un rapport de répartition de 1/2 correspondant à 3 dB, on a en plus 6 dB pour l'amortissement du couplage. Globalement on a ainsi un amortissement de couplage égal à (40 + 14 + 2 3) dB = 60 dB que l'on pourrait encore augmenter en obturant le branchement aveugle 3. La lumière de longueur d'onde X2 peut arriver dans l'émetteur S par le coupleur K. Mais comme il s'agit d'une lu- mière de longueur d'onde différente de celle de la lumière émise, le laser d'émission n'est pas dérangé par cette lumière incidente. Si les longueurs d'ondes X1 et X2 étaient suffisam- ment voisines pour que le laser d'émission puisse être dérangé par la longueur d'onde X2, on peut ajouter un second filtre en amont de l'émetteur de branchement 1, ce filtre étant placé en- tre deux connecteurs. En pratique, pour des raisons de sécurité, il est souvent demandé que le niveau de la lumière dans les fibres de transmission ne dépasse pas un niveau prédéterminé (en Allema- gne il s'agit de -6 dBm); cela peut conduire à des difficultés pour le couplage du laser d'émission, car la lumière émise, in- jectée dans la fibre, a une puissance plus élevée. Dans ce cas5 il est avantageux de choisir un rapport de couplage non symé- trique qui va dans le sens favorable pour la puissance de ré- ception. R E V E N D I CATIONS 1 ) Dispositif optique d'émission et de réception pour des sys- tèmes de transmission optique bidirectionnelle à multiplexage de longueurs d'ondes dans une fibre de transmission (UF), com- prenant un coupleur optique (K), un émetteur (S), un récepteur (E) et un filtre sélectif vis-à-vis des longueurs d'ondes (F), un branchement du coupleur (K) étant relié à la fibre de trans- mission (UF), un second branchement étant relié à l'émetteur (S) et un troisième branchement du coupleur (K) étant relié à l'émetteur (E) par l'intermédiaire d'un filtre sélectif aux longueurs d'ondes (F), caractérisé en ce que le coupleur (K) est un coupleur à fibres, et entre le coupleur (K) et le récepteur (E), est disposée une paire de connecteurs avec des surfaces d'extrémité de fibres conductrices de lu- mière, inclinées, une feuille constituant un filtre sélectif pour les longueurs d'ondes (F) étant placée entre les surfaces d'extrémité inclinées des fibres de lumière des connecteurs. 2 ) Dispositif optique d'émission et de réception selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que le coupleur (K) est un coupleur obtenu par fusion, indépendant des longueurs d'ondes. 3 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par une paire de connecteurs à surface d'extrémité de fibres de lu- mière, inclinées, entre le coupleur (K) et l'émetteur (S), et une feuille est placée comme filtre sélectif pour les longueurs d'ondes entre les surfaces d'extrémité inclinées des connec- teurs.