Brevet FR2744533A1 — publié le 19970808

La présente invention concerne des modules émetteurs de lumière pour la communication de la lumière et, plus particulièrement, un module émetteur de lumière qu'on utilise de préférence comme type à toron de raccordement dans lequel une fibre optique est fixée. Dans le type à toron de raccordement d'un module émetteur de lumière dans lequel une diode laser, une lentille et une fibre optique sont incorporées, un faisceau laser émis la diode est amené à converger par la lentille et le faisceau ayant ainsi convergé est alors couplé optiquement à la fibre optique. Un tel couplage optique nécessite non seulement un alignement essentiel précis dans les directions (directions X et Y) perpendiculaires à la direction optique du faisceau laser dans la fibre optique, mais également un alignement précis dans la direction (direction Z) de l'axe optique à cause des variations de la position de la puce de la diode laser lors de la fabrication de cette puce. Par conséquent, dans la technique antérieure, la diode laser et la lentille sont tout d'abord alignées de manière à être incorporées et ensuite les trois composants, c'est-à-dire la diode laser, la lentille et la fibre optique, sont incorporés en ajustant la fibre optique dans les directions X, Y et Z. Cependant, selon le module émetteur de lumière classique décrit ci-dessus, la fibre optique doit être ajustée triaxiallement dans les directions X, Y et Z, ce qui nécessite non seulement un mécanisme de réglage compliqué mais également un temps considérable pour le réglage. Cela augmente nettement les coûts de fabrication. En, général une diode laser avec une coiffe souffre de divers décalages de la position de la puce d'environ 60 Mm dans les directions X, Y et X; ainsi, si l'on omet le réglage dans la direction Z, l'efficacité du couplage se détériore grandement, ce qui provoque fâcheusement la détérioration des performances du module émetteur de lumière. En conséquence, compte tenu des problèmes exposés ci-dessus, un objet de la présente invention est de fournir un module émetteur de lumière dans lequel le réglage (direction Z) de l'axe optique peut être omis, quelles que soit les variations de la position de la puce de la diode laser, d'o la réduction des coûts. On atteint l'objet ci-dessus avec un module émetteur de lumière comprenant une diode laser, et une lentille pour faire converger la lumière émise par la diode et pour sortir la lumière ayant convergé et l'appliquer à une fibre optique, la lentille ayant une ouverture numérique de 0,09 ou moins par rapport à la diode laser. Pour établir une ouverture numérique pour la lentille par rapport à la diode laser de 0,09 ou moins, une forme convexe pour être conférée à une partie de la lentille, et une couche de protection contre la lumière peut être formée sur la surface de la lentille. Par dessus tout, il est efficace d'utiliser un orifice dans un support de lentille pour le maintien de la lentille. Selon la présente invention, l'ouverture numérique pour la lentille par rapport à la diode laser est établie à une faible valeur égale à 0,09 ou moins. Ainsi, la tolérance pour les variations de la puce de la diode laser est élevée, et seul un réglage dans les directions X et Y est nécessaire sans ajustement dans la direction de l'axe optique de la fibre. En conséquence, on obtient un module émetteur de lumière qui nécessite un réglage simple et entraîne des coûts de fabrication plus faibles. La présente invention sera mieux comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'un module émetteur de lumière selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 est un graphique de la relation entre l'ouverture numérique d'une lentille par rapport à une diode laser et la tolérance dans la direction de l'axe optique de la diode. La figure 3 est un graphique de la relation entre l'ouverture numérique de la lentille et l'efficacité du couplage. En liaison avec les dessins annexés, on décrira un mode de réalisation de la présente invention. La figure 1 représente un type à toron de raccordement d'un module émetteur de lumière dans lequel sont incorporées une diode laser 1, une lentille 2 et une fibre F. La diode laser 1 est maintenue par un support la, et la lentille 2 et un barillet de lentille sont maintenus par un support 2a. Le support la de la diode laser et le support 2a de la lentille sont engagés l'un dans l'autre de manière à être fixés de sorte que les axes optiques de la diode laser 1 et de la lentille 2 concordent, et la fibre F est fixe du côté émergeant du support 2a de la lentille. Dans le support 2a de la lentille, un orifice 2b pour limiter l'ouverture numérique (qu'on désigne ci-après par ON) pour la lentille 2 par rapport à la diode laser 1 est ménagé. Cet orifice 2b est formé du côté émergeant du support 2a de la lentille et répond à la relation suivante: (ON pour la lentille 2 par rapport à la diode laser 1) = (ON pour la lentille 2 par rapport à la fibre optique F) x (grossissement) En conséquence, l'ouverture numérique pour la lentille 2 par rapport à la diode laser 2 peut être limitée par un orifice formé sur le côté incident du support 2a de la lentille, la relation étant observée. Par ailleurs, sur une surface de la lentille 2, une couche convexe ou de protection de la lumière peut être formée de manière à limiter l'ouverture numérique ON pour la lentille 2 par rapport à la diode laser. Comme on l'a décrit ci-dessus, la position de la puce de la diode laser varie d'environ 60 pm dans les directions X, Y et Z. Ainsi, en établissant la tolérance dans la direction Z pour la diode laser 1, la lentille 2 et la fibre optique F à 60 im ou plus, on peut omettre la réglage dans la direction Z. La figure 2 représente les tolérances dans la direction Z pour la diode laser 1 par rapport à l'ouverture numérique pour lentille 2 par rapport à la diode 1, qu'on obtient à des grossissements M = 0,8, 1,0, 1,5 et 2,0 lorsqu'une diminution admise de la quantité de la lumière de sortie est 0,5 dB. Comme cela apparaît en figure 2, une diminution (AD) de l'ouverture numérique pour la lentille 2 par rapport à la diode laser 1 provoque une augmentation de la tolérance dans la direction Z de la diode 1, quel que soit le grossissement M. De plus, en réglant à 0,09 ou moins l'ouverture numérique pour la lentille 2 par rapport à la diode laser 1 avec l'orifice 2b, la tolérance dans la direction Z augmente à 60 jim ou plus; ainsi, on peut omettre le réglage dans la direction Z. La figure 3 représente l'efficacité du couplage, s'agissant de l'ouverture numérique, pour la lentille 2 par rapport à la diode laser 1 à des grossissements M = 3,2, 1, 1,5 et 0,8, qu'on obtient lorsque la diode laser 1 à une demi largeur maximum de 30 à un angle divergent. Comme cela apparaît en figure 3, la diminution de l'ouverture numérique pour la lentille 2 par rapport à la diode laser 1 réduit l'efficacité du couplage, ce qui peut être utilisé comme caractéristique d'un module émetteur de lumière d'une efficacité relativement faible. De plus, en utilisant la diode laser 1 avec un angle divergent plus petit, on obtient un module émetteur de lumière ayant une efficacité intermédiaire. Dans le mode de réalisation ci-dessus, on décrit un exemple d'un module émetteur de lumière du type à toron de raccordement dans lequel est fixée la fibre optique F. Cependant, la présente invention peut être appliquée à un module émetteur de lumière du type réceptacle dans lequel la fibre optique F est fixée de manière amovible. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifica- tions qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Module émetteur de lumière comprenant une diode laser (1) et une lentille (2) pour faire converger la lumière émise par la diode laser et pour sortir la lumière ayant convergé vers une fibre optique, caractérisé en ce que la lentille a une ouverture numérique de 0,09 ou moins par rapport à la diode laser. 2 - Module émetteur de lumière selon la revendication 1, comprenant en outre un support de lentille (2a) pour maintenir la lentille, caractérisé en ce qu'un orifice (2b) est ménagé dans le support de lentille limite la lumière émise par la diode laser, d'o le réglage de l'ouverture numérique pour la lentille par rapport à la diode laser à 0,09 ou moins.