Brevet FR2747801A1 — publié le 19971024

ECLATEUR POUR FIBRE MULTICOEUR La présente invention concerne de manière générale une unité de jonction de chaque coeur d'une fibre optique multicoeur avec un coeur respectif d'une fibre optique monocoeur, ainsi qu'un procédé associé. Une telle unité, communément dénommée "éclateur de fibre multicoeur", garantit la distribution de chaque signal optique reçu en provenance de l'un des coeurs dans une fibre optique multicoeur vers un coeur respectif d'une fibre optique monocoeur et/ou la distribution de chaque signal optique reçu en provenance d'un coeur d'une fibre optique monocoeur vers l'un respectif des coeurs d'une fibre optique multicoeur. Selon une réalisation, la fibre optique multicoeur constitue l'artère de transport des signaux optiques, tandis que les fibres optiques monocoeurs desservent des terminaux d'abonés. La technique antérieure, telle que décrite dans le journal OPTO, n081, mars-avril 1335, pages 73-77, propose un procédé de jonction de chaque coeur d'une fibre optique multicoeur avec un coeur respectif d'une fibre optique monocoeur. Selon ce procédé, il est prévu qu'une portion d'extrémité de chaque fibre monocoeur soit tout d'abord attaquée chimiquement graduellement à son extrémité de sorte que cette portion d'extrémlté soit amincie coniquement. Ces portions d'extrémité présentent donc chacune un diamètre qui varie, typiquement linéairement, en fonction de la position longitudinale considérée sur cette portion d'extrémité. Puis toutes les fibres monocoeurs ainsi amincies sont introduites dans un anneau calibré jusqu'au coincement de ces portions amincies dans l'anneau, lorsque la somme des diamètres des portions amincies coïncide avec le diamètre de l'anneau calibré. Le diamètre de l'anneau calibré correspond au diamètre de la fibre multicoeur. Après découpage, et éventuellement polissage, es parties des portions d'extrémités saillant de l'anneau, les coeurs de la fibre multicoeur sont mises e regard tes coeurs des fibres monocoeurs qui apparaissent dans le Ian de découpage. Selon cette réalisation te La technique antérieure, les extrémités amincies de fibres monocoeurs dans le plan de découpage doivent chacune pcsséder un diamètre égal à l'espacement entre deux coeurs immédiatement adjacents de la fibre multicoeur. Cet espacement est typiquement inférieur à 50 m, exposant alors les fibres monocoeurs à une forte sensibilité aux microcourbures et à une atténuation excessive. L'invention vise à reméi-er à cet inconvénient en fournissant des unité et procédé de jonction de fibre multicoeur et fibres monocteurs n'impliquant pas des risques de forte sensibilité aux mocrocourbures et atténuation excessive pour les fibres -onocteurs. A cette fin, une unité te jonction des coeurs d'une fibre optique multicoeur avec des coeurs respectifs de fibres optiques monocoeurs, la fibre multicoeur comprenant une pluralité de coeurs et des premières extrémités respectives desdites fibres monooteurs étant rassemblées et en regard avec une extrémité de la -tre multicceur de sorte que chaque coeur de fibre monocoeur soit aligné avec l'un respectif des coeurs de la fibre multicoeur, est caractérisée, selon l'invention, en ce que les coeurs de la fibre multicoeur sont équirépartis circulairement et en ce que lesdites fibres optiques moncoeurs possèdent des coeurs excentrés respectifs qui définissent ensemble un motif identique au motif des coeurs cans la fibre multicoeur. Pour obtenir un diamètre maximal de chaque fibre optique monocoeur, les fibres monocceurs sont disposées circulairement côte à côte, le coeur respectif de chacune desdites fibres monocoeurs étant excentré vers le centre du cercle ainsi constitué. Typiquement, des secondes extrémités respectives des fibres optiques monocoeurs sont raccordées à des fibres conventionnelles à coeur central. Un procédé de réalisation d'une unité de jonction selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de - disposition préalable desdites fibres monocoeurs circulairement côte à côte, de sorte que les coeurs excentrés des fibres monocoeurs forment un motif identique au motif des coeurs dans la fibre multicoeur, et - alignement du coeur excentré de chaque fibre monocoeur avec un coeur respectif de la fibre multicoeur par une mesure de puissance optique transmise, qui prend une valeur maximale lorsque les coeurs sont alignés. Il peut, en outre, être prévue la fixation, dans le plan de jonction, d'une extrémité de la fibre multicoeur avec les extrémités des fibres monocoeurs ainsi alignées. D'autres caractérlstiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, en référence aux dessins annexés correspondants, dans lesquels - la figure 1 montre une vue en coupe longitudinale d'une unité de jonction en cours d'assemblage, ainsi que des appareils utilisés pour l'assemblage de cette unité selon l'invention; - la figure 2 montre une vue en coupe longitudinale d'une unité de jonction selon l'invention après assemblage; - la figure 3 illustre une unité de raccordement d'un coeur d'une fibre optique à coeur excentré avec un coeur d'une fibre conventionnelle à coeur central; et - la figure 4 est une vue en coupe transversale de fibres à coeur excentré, pour illustrer l'alignement des coeurs respectifs de ces fibres à coeur excentré avec des coeurs de la fibre multicoeur. Une fibre optique multicoeur comprend conventionnellement N coeurs qui sont enrobés dans un matériau de gaine. Dans la réalisation qui sera décrite ultérieurement en référence à la figure 4, le nombre N de coeurs est égal à 5 et les N=5 sont équirépartis circulairement dans le matériau de gaine. A titre indicatif, le diamètre de la fibre multicoeur 1 est de l'ordre de 125 Hm, le diamètre d'un coeur étant voisin de 10ym. Une fibre optique monocoeur possède des dimensions de diamètre de fibre et diamètre de coeur identiques à celles précitées. En référence aux figures 1, 2 et 4, il va maintenant être décrit une unité de jonction selon l'invention ainsi qu'un procédé de réalisation d'une telle jonction. Les appareils utilisés pour la réalisation d'une unité de jonction selon l'invention comprennent une platine mobile en rotation 9, N micropositionneurs 10, 11 et une unité à pince mobile à translation verticale 12. Dans la réalisation décrite ici à titre d'exemple, l'unité de jonction comprend un manchon de protection 6, un capuchon de verrouillage 71 recevant une embase 72 sur laquelle est montée une férule 70. L'embase 72, de forme générale en T, comprend une partie allongée principale à une extrémité te laquelle est formé un épaulement, sur la surface supérieure de l'épaulement étant fixée la férule 70. La férule 70 consiste en un élément cylindrique muni d'un canal débouchant destiné à recevoir une fibre multicoeur 8. Une première extrémité de la férule 70 est fixée sur l'épaulement et une seconde extrémité définit un plan de jonction entre fibre multicoeur 8 et fibres monocoeurs 1-5. Le capuchon de verrouillage 71 est constitué d'un anneau cylindrique à paroi interne filetée et d'un fond dans lequel est formé un trou. La partie allongée principale de 1'embase 72 est introduite dans le trou et fait saillie du fond du capuchon 71, l'épaulement assurant son blocage par butée sur le fond. Un canal débouchant traverse longitudinalement l'embase 72 et la férule 70. La partie allongée principale de l'embase 72 faisant saillie du fond du capuchon 71 est montée sur la platine mobile 9 pour mettre en rotation axiale l'embase 72. Le canal débouchant qui traverse longitudinalement l'embase 72 et la férule 70 reçoit une fibre multicoeur 8. Cette fibre multicoeur 8 comprend N=5 coeurs 8c, 8e équirépartis circulairement dans un matériau de gaine. Cette fibre multicoeur 8 est collée à l'intérieur du canal débouchant dans la férule 70, puis polie à son extrémité dans le plan de jonction entre fibre multicoeur 8 et fibres monocoeurs 1, 2, c'est à dire dans le plan de la face d'extrémité saillante de la férule 70. Le diamètre relativement élevé de la férule 70, par exemple 2,5 mm, offre une surface conséquente de jonction, utile au collage entre fibre multicoeur 8 et fibres monocoeurs 1-5 par dépôt préalable d'une colle, typiquement polymèralisable à l'uv. L'embase 72 est montée suivant l'axe de rotation de la platine mobile 9 pour permettre un ajustement angulaire du motif constitué par les N coeurs périphériques dans la fibre multicoeur 8. Le manchon de protection 6 est disposé longitudinalement suivant cet axe de rotation, en étant situé à distance tout en étant aligné avec le capuchon de vissage 71. Le manchon 5 est muni de deux ouvertures opposées axialement destines à recevoir les N fibres monocoeurs 1, 2. L'espace laissé entre le capuchon 71 et le manchon est utilisé pour les opérations de préhension et manipulation des fibres monocoeurs 1, 2 à des fins d'alignement de leurs coeurs respectifs avec les coeurs de la fibre monocoeur. Dans le cas ou les fibres monocoeurs 1, 2 possèdent un diamètre sensiblement identique au diamètre de la fibre multicoeur 8, il peut être prévu d'amincir quelque peu les extrémités des fibres monocoeurs 1, 2, par exemple par usinage chimique. En variante, les fibres monocoeurs peuvent être à l'origine fabriquées avec un diamètre plus faible de l'ordre de 70 Hm, par comparaison avec les 125 jm de la fibre multicoeur 8. Dans tous les cas, chaque portion d'extrémité d'une fibre monocoeur est de préférence démunie de son revêtement extérieur. Ces portions d'extrémité des fibres monocoeurs sont désignées par les repères la et lb, dans la figure 1, respectivement pour les fibres 1 et 2. Une aiguille 110, 110 équipant chaque micropositionneur 10, 11 vient adhérer à une portion d'extrémité respective la, 2a d'une fibre monocoeur 1, 2 par l'intermédiaire d'une cire C. Chaque aiguille 100, 110, solidaire d'un positionneur micrométrique respectif 10, 11, autorise des déplacements selon trois degrés de liberté de la fibre monocoeur considérée la, 2a. Les fibres monocoeurs traversant les deux ouvertures opposées axiales formes dans le manchon 6 ont été préalablement disposées selon un motif optimal, qui comme montré dans la figure 4, consiste en ce que lesdites fibres monocoeurs lorsqu'elles sont disposées circulairement côte à côte, le coeur respectif de chacune d'elles est excentré vers le centre du cercle ainsi constitué. Une telle disposition recourt par exemple à l'utilisation d'un microscope et d'au moins un micromanipulateur. A ce stade du procédé selon i'invention, illustré schématiquement dans la figure 1, intervent l'alignement du coeur excentré de chaque fibre monocoeur avec un coeur respectif de la fibre multicoeur 8. Une résine fluide R à polymérisation au rayonnement W est déposée sur la face d'extrémité saillante de la férule 70. Chaque micropositionneur 10, 11 positionne, par l'intermédiaire de son aiguille 100, 110, le coeur excentré de la fibre 1, 2 qui lui est associée, de sorte à l'aligner avec un coeur correspondant dans la fibre multicoeur 8. De manière conventionnelle, le contrôle de l'alignement des coeurs recourt à une mesure de puissance optique transmise, qui prend une valeur maximale lorsque les coeurs sont parfaitement alignés. Après optimisation des alignements des coeurs de la fibre multicoeur avec les coeurs des fibres monocoeurs, l'illumination à 1'W de la résine R conduit à la fixation de l'extrémité de la fibre multicoeur avec les extrémités des fibres monocoeurs. Les portions d'extrémités la, 2a des fibres monocoeurs 1, 2 sont ensuite désolidarisées des aiguilles de préhension 100, 110 par chauffage de celles-ci, duquel il résulte un ramollissement de la cire C. Comme illustré dans la figure 2, le conditionnement de l'unité de jonction selon l'invention se termine par la translation du manchon de protection 6 et sa fixation par vissage sur le capuchon de verrouillage 71. Dans la zone d'ouverture du manchon 6 par laquelle sont introduites les fibres monocoeurs 1, 2, le dépôt d'une résine élastomère R permet la fixation souple des fibres monocoeurs 1, 2 qui à ce niveau disposent de leur revêtement polymère de protection. Bien qu il puisse être envisagé que chaque fibre à coeur excentré 1, 2 s'étende jusqu'à l'extrémité de la liaison considérée, cette solution n'apparaît néanmoins pas optimale car l'excentricité du coeur conduit à une atténuation du signal se propageant dans la fibre. Il est donc préférable que la fibre à coeur excentré 1, 2 possède une longueur relativement faible. Dans ce cas, en référence à la figure 3, des extrémités respectives des fibres à coeur excentré, qui sont opposées aux extrémités de jonction avec la fibre multicoeur 8, doivent être raccordées à des fibres à coeur centré conventionnelles FC respectives. Cette opération est effectuée avant les opérations de jonction décrites précédemment. Un tel raccordement utilise la technique connue de soudage par fusion des fibres dans un équipement qui comprend des mandrins de préhension des fibres, des moyens d'alignement des coeurs et une source de chaleur sous la forme d'un arc électrique généré entre deux électrodes. Le soudage résulte de courants d'arc périodiques ayant une fréquence de récurrence appropriée qui minimise les effets de centrage résultant des forces de tension superficielle, de manière à tenir compte de l'excentricité du coeur à l'intérieur de la fibre monocoeur à coeur excentré. La soudure terminée, le raccordement est renforcé mécaniquement par la solution classIque d'un tube de renfort 21 collé, au moyen d'une colle appropriée 20, sur les gaines polymères respectives des fibres en présence 1 et FC. En revenant à la figure 4, il peut être apprécié que l'avantage important de l'invention est de permettre une jonction entre fibres monocoeurs 1-5 et fibre multicoeur 8 sans requérir un amincissement trop important des fibres monocoeurs 1-5 qui gardent ainsi toute leur résistance mécanique. Cet avantage résulte de l'excentricité du coeur dans chaque fibre monocoeur. REVENDICATIONS 1 - Unité de jonction des coeurs d'une fibre optique multicoeur (8) avec des coeurs respectifs (la, 2b, 3c, 4d, 5d) de fibres optiques monocceurs (1-5) , ladite fibre multicoeur (8) comprenant une pluralité de coeurs et des premières extrémités respectives desdites fibres monocoeurs (1-5) étant rassemblées et en regar avec une extrémité de la fibre multicoeur (8) de sorte que chaque coeur de fibre monocoeur (1-5) soit aligné avec l'un respectif des coeurs de la fibre multicoeur (8), caractérisée en ce que les coeurs de la fibre multicoeur 8) sont équirépartis circulairement et en ce que lesdites fibres optiques monocoeurs (1-5) possèdent des coeurs excentrés (la, 2b, 3c, 4d, 5d) respectifs qui définissent ensemble un motif identique au motif des coeurs dans la fibre multicoeur. 2 - Unité conforme à la reventlcation 1, caractérisée en ce que lesdites fibres monocoeurs (1, 5) sont disposées circulairement côte à cô=e, le coeur (la, 2b, 3c, 4d, 5d) respectif de chacune desdites fibres monocoeurs (1-5) étant excentré vers le centre du cercle ainsi constitué. 3 - Unité de jonction conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que des secondes extrémités respectives des fibres optiques monocoeurs (1-5) sont raccordées à des fibres conventiornelles à coeur central (FC). 4 - Unité conforme à :'une quelconque des revendications précédentes, caracterosea par un manchon (5) pour protéger la jonction. 5 - Procédé de réalisation d'une unité de jonction conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de - disposition préalable desdites fibres monocoeurs circulairement côte à côte, de sorte que les coeurs excentrés (la, 2b, 3c, 4d, 5d) des libres monocoeurs (1-5) forment un motif identique au motif des coeurs dans la fibre multicoeur (8), et - alignement du coeur excentré de chaque fibre monocoeur (1-5) avec un coeur respectif de la fibre multicoeur (8) par une mesure de puissance optique transmise, qui prend une valeur maximale lorsque les coeurs sont alignés. 6 - Procédé conforme à la revendication 5, caractérisé, en outre, par l'étape de - fixation (R) , dans le plan de jonction, d'une extrémité de la fibre multicoeur (8) avec les extrémités des fibres monocoeurs (1-5) ainsi alignées.