Brevet FR2752951A1 — publié le 19980306

La présente invention concerne un connecteur optique multifibre et, en particulier, un connecteur optique multifibre perfectionné qui permet à la fois de transmettre un signal optique et de couper la transmission d'un signal optique, avec une perte de transmission réduite, par réalisation d'un connecteur optique multifibre pour câble optique du type à ruban utilisable lorsqu'un câble optique nécessite une connexion et une séparation répétées pendant l'installation d'un système de câbles optiques. Au fur et à mesure des progrès de la technologie, les hommes ont besoin de davantage d'informations. En conséquence, on a beaucoup étudié une technique basée sur la lumière afin de transmettre simultanément une grande quantité de signaux. Depuis peu, un système de communication ayant une grande capacité et une très grande vitesse de transmission de signaux est nécessaire pour une technique multimédia qui se développe rapidement, par exemple pour une transmission de signaux audio et vidéo et un traitement de signaux d'image enmouvement. Par conséquent, dans l'industrie, l'utilisation d'un câble optique, qui est un moyen important de transmission de signaux, est passée d'un câble optique à fibre unique à un câble optique à fibres multiples. D'une manière générale, dans un système de câbles optiques, il existe un point non connecté, du fait de sa limite de branchement. Il faut raccorder ce point non connecté. La connexion de la fibre optique doit être effectuée de façon à minimiser la perte par insertion et la perte par réflexion. Comme moyen de connexion pour le système de câble optique, on a utilisé habituellement un connecteur optique à connexion permanente ou à connexion séparable répétitive. Parmi ces connecteurs, un connecteur optique multifibre est très utilisé dans l'industrie en raison de ses meilleures caractéristiques de flexibilité et de sa plus grande rapidité de raccordement. Toutefois, la perte par insertion est plus grande que celle d'un élément de connexion optique multifibre usuel. Parmi les modes de mise en oeuvre d'une technique à connecteur optique multifibre, on connaît les méthodes suivantes : une méthode de duplication d'une fibre unique par utilisation d'une structure cylindrique en céramique et d'un manchon cylindrique ; une méthode de formation d'une rainure en V dans un substrat en céramique et de connexion d'un manchon aligné ; et une méthode d'alignement et de connexion d'un ensemble de fibres optiques au moyen d'une tige métallique cylindrique usinée avec précision. Dans ce cas, la méthode de connexion varie selon le domaine d'application. Depuis peu, on utilise une méthode de polissage d'une section transversale inclinée, afin d'obtenir une excellente caractéristique de perte. Parmi les méthodes de connexion de câble optique décrites ci-dessus, un connecteur de panneau arrière de type miniaturisé, utilisé au Japon, vise à réduire de moitié la dimension d'un embout en céramique de fibre unique. Puisque ce connecteur n'utilise pas un ensemble de fibres optiques, il est très facile de réaliser un système de câbles. Toutefois, puisque ce connecteur donne une plus faible densité de montage, il ne convient pas pour les dimensions compactes des produits futurs et à la fabrication d'un produit de grande densité. En outre, puisqu'une technique de fabrication plus précise est exigée du fait d'une technique d'alignement consistant à utiliser un manchon, le coût de fabrication du connecteur peut devenir élevé. Un connecteur de type multifibre a été proposé aux Etats-Unis. Cette technique consiste à attaquer un substrat en céramique pour former une rainure en V, afin d'augmenter la densité de montage et d'obtenir une possibilité de connexion de fibres multiples. Toutefois, il est difficile d'obtenir un pas et une hauteur avec une préci sion meilleure que 1 um qui est nécessaire pour le connecteur optique, de sorte que la fabrication du produit est coûteuse. On connaît encore une autre méthode. Plus particulièrement, le connecteur est fabriqué par une méthode de transfert mécanique. Cette méthode est classée en un type MTP et un type MPO en fonction de son domaine d'application. Le connecteur décrit ci-dessus a été très utilisé dans le monde entier en raison de sa plus faible perte par insertion, de 0,2 dB environ. Dans le connecteur optique multifibre décrit plus haut, la technique de fabrication de l'embout présente beaucoup d'importance en ce qui concerne l'alignement. Par conséquent, on utilise une résine renforcée par fibres de verre afin de diminuer le coefficient de dilatation thermique à 2x105. En outre, comme méthode de moulage, on utilise une méthode de moulage par transfert à basse pression. Pour l'alignement, on utilise deux broches de guidage, et on utilise un ressort de serrage pour maintenir une force d'accouplement. Les connecteurs décrits ci-dessus sont avantageux du point de vue de la productivité du fait de l'utilisation d'une technique de moulage de matière de poids moléculaire élevé. Toutefois, une nouvelle matière pour.leconnecteur doit posséder une caractéristique d'amélioration de la sécurité de connexion en fonctionade la variation de température. Afin d'améliorer la perte par insertion, une technique de haute précision est nécessaire. En outre, une erreur d'alignement est augmentée pendant un polissage incliné, du fait d'un intervalle entre une tige métallique d'alignement et un embout qui est une pièce moulée de haut poids moléculaire. En conséquence, un objet de la présente invention est de procurer un connecteur optique multifibre perfectionné qui évite les inconvénients des connecteurs optiques multifibres connus. Un autre objet de la présente invention est de procurer un connecteur optique multifibre perfectionné qui permet à la fois de transmettre un signal optique et de couper une transmission de signal optique, avec une perte de transmission réduite, par réalisation d'un connecteur optique multifibre pour câble optique à ruban, utilisable lorsqu'un câble optique nécessite une connexion et une séparation répétées pendant l'installation d'un système de câble optique. Les objectifs ci-dessus sont atteints par un connecteur optique multifibre perfectionné qui comprend un adaptateur comportant des orifices dans lesquels une prise mâle est insérée, un passage traversant étant formé dans la partie centrale du connecteur optique multifibre et un trou d'enclenchement étant ménagé à travers les parois supérieure et inférieure du connecteur optique multifibre, une prise mâle qui s'engage dans les deux orifices de l'adaptateur et qui comporte,danssapartie centrale, un passage traversant dans lequel les fibres optiques sont insérées, un élément d'enclenchement comportant à son extrémité un doigt d'enclenchement afin d'accoupler la prise mâle à l'adaptateur, un boîtier de prise pour recevoir un corps de prise, un embout prévu à une extrémité de la prise mâle et comportant une pluralité de petits trous dans lesquels une âme des fibres optiques est insérée pour des fonctions de protection et d'alignement des fibres optiques, un élément d'alignement des fibres optiques qui est inséré dans le passage traversant de l'adaptateur de manière à entourer la partie extérieure de l'embout prévu à une extrémité de la prise mâle introduite dans l'adaptateur et de manière à aligner exactement la fibre optique insérée dans l'embout, et un élément de protection de câble optique entourant la partie extérieure du câble optique connecté à la prise mâle et protégeant le câble optique contre une rupture. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description ci-après, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue partiellement en coupe illustrant un connecteur optique multifibre conforme à la présente invention la figure 2 est une vue en perspective illustrant un adaptateur d'un connecteur optique multifibre représenté sur la figure 1, conforme à la présente invention la figure 3A est une vue en perspective éclatée illustrant un connecteur optique multifibre conforme à la présente invention ,dans lequel un embout est inséré dans un manchon pour placer l'embout en coopération avec le manchon; et la figure 3B est une vue en coupe transversale illustrant un connecteur optique multifibre conforme à la présente invention, dans lequel un embout est inséré dans un manchon. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. La figure 1 est une vue partiellement en coupe illustrant un connecteur optique multifibre conforme à la présente invention, et la figure 2 est une vue en perspective illustrant un adaptateur d'un connecteur optique mul- - tifibre représenté sur la figure 1 et conforme à la présen-. te invention. Comme représenté, le connecteur optique multifibre conforme à la présente invention comprend un adaptateur 10 présentant des orifices 12 dans lesquels est insé rée une prise mâle 20, un passage traversant formé dans la partie centrale du connecteur optique multifibre et un trou d'enclenchement 11 ménagé à travers les parois supérieure et inférieure du connecteur optique multifibre,une prise mâle 20 qui s'engage dans les deux orifices de l'adaptateur 10 et qui comporte, dans sa partie centrale, un passage traversant dans lequel sont insérées des fibres optiques, un élément d'enclenchement 23 comportant une griffe d'enclenchement 24 formée à une de ses extrémités afin d'accoupler la prise mâle 20 à l'adaptateur 10, un boîtier de prise 2i pour recevoir un corps de prise, un embout qui est disposé dans une extrémité de la prise 20 et qui comporte une pluralité de petits trous dans lesquels sont insérées les âmes des fibres optiques pour des fonctions de protection et d'alignement des fibres optiques, un élément d'alignement des fibres optiques qui est inséré dans le passage traversant de l'adaptateur pour entourer la partie extérieure de l'embout disposé à une extrémité de la prise insérée dans l'adaptateur et pour aligner exactement la fibre optique insérée dans l'embout, et un élément de protection de câble optique 30 qui entoure la partie extérieure du câble optique connecté à la prise 20 et protège le câble optique contre une rupture. Généralement, puisque le câble optique 50 est cassable, il est revetu avec une matière souple. Le câble optique qui n'est pas dénudé pour une connexion plus exactement alignée est très difficile à manipuler. En outre, puisque le câble optique 50 auquel la prise 20 est attachée risque trop de se casser du fait de la force de flexion exercée sur le câble lorsqu'on le déforme, on utilise un élément de protection de câble optique 30 en caoutchouc ou matière analogue ayant une bonne flexibilité, afin d'éviter la cassure du câble optique. Un embout 25 est fixé à une extrémité de la prise 20, pour une fonction de bonne protection et une fonction d'alignement. De plus, un manchon 40, qui est un élément d'alignement de fibre optique pour supporter la partie circonférentielle extérieure de l'embout 25, prévu sur une partie de la prise mâle 20 insérée dans l'adaptateur 10 pour aligner l'âme de fibre optique 52 placée dans l'embout 25, est inséré dans le passage central de l'adaptateur 10. Une partie d'enclenchement 24 de la prise 20 se loge dans le trou d'enclenchement 11 prévu dans l'adaptateur 10, lors de l'accouplement de l'adaptateur avec la prise 20. Cette construction vise à produire une structure alignée lors de l'accouplement avec la prise 20, et elle vise à créer une sécurité, en ce qui concerne la force appliquée extérieurement, après l'accouplement avec la prise 20. Sur les dessins, le repère 12 désigne une saillie de fixation de manchon, pour empêcher le manchon 40 inséré dans le passage traversant central de l'adaptateur de s'echap- per de ce dernier, le repère 22 désigne une saillie formée sur la surface circonférentielle extérieure du boîtier de prise 21 de la prise mâle 20, et le repère 51 désigne un élément de revêtement extérieur d'un câble optique du type à ruban 50. La figure 3A est une vue en perspective éclatée illustrant un connecteur optique multifibre conforme à la présente invention, dans lequel un embout 25 est inséré dans un manchon 40 de manière à maintenir l'embout 25 en coopéra- tion avec le manchon 40, et la figure 3B est une vue en coupe transversale illustrant un connecteur optique multifibre conforme à la présente invention, dans lequel un embout 25 est inséré dans un manchon 40. Comme représenté, une pluralité de petits trous 54 sont formés dans la partie centrale de l'embout 25 afin de supporter les âmes 52 des fibres optiques, les petits trous 54 étant mutuellement alignés. Le manchon 40 peut être fabriqué en diverses ma; tières ayant une force élastique prédéterminée. En outre, il a de préférence une forme triangulaire en coupe transversale, vu de son côté supérieur. Pour un meilleur alignement de l'embout 25, le manchon 40 doit avoir une bonne caractéristique d'avance en ligne droite. Ce manchon 40 peut être fabriqué par moulage à la presse. Comme représenté sur les figures 1,3A et 3B, on dénude le câble optique à ruban 50, on le place dans la prise 20 et on l'insère dans l'embout 25 comportant une pluralité de petits trous 54 prévus à un pas prédéterminé et à un diamètre inférieur au micromètre, de sorte que le signal optique à transmettre à l'âme de fibre optique 52 peut être transmis avec une perte de transmission réduite. Cette perte de transmission réduite résulte de l'alignement de l'embout 25 sous l'action de forces A1,A2,A3 indiquées par des flèches, ces forces étant appliquées à trois surfaces de contact entre le manchon 40 et 1' embout 25. Plus précisément, l'embout 25 dont la surface a été polie est ainsi inséré dans le manchon 40 disposé dans l'adaptateur 10. Comme représenté sur les figures 3A et 3B, l'âme 52 des fibres du câble optique dénudé 50 sortant de l'élé- ment de revêtement 51 est insérée dans la pluralité des petits trous 54 prévus dans l'embout 25, respectivement, et elle est fixée par un adhésif 53 remplissant les intervalles entre les petits trous 54 et les âmes 52. En ce qui concerne le contact entre les embouts 25, l'alignement est effectué manuellement en coopération avec une partie de guidage de l'embout 25 dans le manchon 40 de l'adaptateur 10. Afin de réduire la perte par réflexion qui se produit à l'endroit d'un contact entre les embouts 25, la section de l'embout 25 est inclinée. Afin de réduire le temps de polissage, une extrémité de l'embout 25 est chanfreinée de sorte que l'alignement des embouts 25 peut être plus facilement obtenu en coopération avec les forces A1,A2,A3 appliquées aux trois surfaces de contact lors de l'insertion dans le manchon 40. La perte de transmission plus faible entre les fibres optiques à l'endroit des sections transversales des embouts 25 en contact dans le manchon 40 inséré dans l'adaptateur 10 est obtenue du fait d'un contact direct supprimant tout intervalle. De façon plus détaillée, ce résultat est atteint par formation d'une saillie 26 dans la partie centrale de l'embout 25 et utilisation d'un ressort de serrage 28 qui engendre une force élastique prédéterminée et qui est supporté par l'extrémité de la saillie 26, comme représenté sur la figure 1. Généralement, lorsqu'on transmet un signal optique dans le mode unique, afin de réduire la perte de transmission, il faut traiter l'embout 25 de manière à pouvoir maintenir une précision prédéterminée, meilleure que le micromètre. De plus, la plage de température de service du connecteur optique doit être de 1000C environ et le coefficient de dilatation thermique de l'embout 25 doit être choisi de façon à conserver une précision prédéterminée de l'embout 25. Autrement dit, en considérant la valeur de variation absolue, il faut maintenir le coefficient de dilatation thermique de l'embout 25 au-dessous de 10 v de sorte qu'une structure ayant une dimension de 1 mm sé déforme de moins dé 1 um sur la base de la variation de température de 1000Afin de satisfaire aux conditions cidessus, l'embout 25 est fabriqué comme suit. Premièrement, pour une raison de productivité de l'embout 25, on utilise de préférence une matière de haut poids moléculaire. La fabrication de l'embout en matière de haut poids moléculaire est effectuée par une méthode de moulage précis. Cette matière de haut poids moléculaire a une plus faible viscosité et une meilleure possibilité de réglage de dimension. Une résine époxy possède les caractéristiques précitées. Toutefois, la résine époxy ne peut pas satisfaire à une condition de précision prédéterminée pour le connecteur de fibres optiques. Une matière de renforcement doit être ajoutée pour l'effet de compensation. On connaît de nombreux types de matières de renforcement. Parmi ces nombreuses matières de renforcement, une fibre de carbone est la plus avantageuse en ce qui concerne le coefficient de dilatation thermique. Puisque la fibre de carbone a un coefficient de dilatation thermique négatif dans la direction axiale, la fibre de carbone a un coefficient de dilatation thermique plus faible que la résine époxy, en coopération avec la résine époxy. En ce qui concerne les caractéristiques de moulage, la fibre de carbone doit si possible avoir une longueur réduite. Si la longueur de la fibre de carbone est trop faible, l'effet de renforcement est réduit. L'augmentation de la matière additive de renforcement nuit aux caractéristiques de moulage . En outre, il est impossible de mouler l'embout 25 avec précision, du fait des caractéristiques d'écoulement accrues. Sur la base des caractéristiques décrites cidessus, comme résultat de l'étude de la fabrication de l'embout 25, la longueur optimale de la fibre de carbone est de 0,7 à 0,9 mm, ce qui satisfait aux caractéristiques précitées. De plus, lorsque la quantité de matière de renforcement ajoutée représente 25 à 45% en poids par rapport au poids total de la matière, on obtient une viscosité semblable à celle de la résine époxy. Sur les bases ci-dessus, on a préparé une matière de haut poids moléculaire et on a fabriqué l'embout 25 par une technique de moulage par transfert à basse pression. Dans ce cas, on a pu obtenir un pas désiré de 250 um pour les petits trous 54 dans lesquels sont insérées les âmes 52 des fibres optiques. En outre, il a été possible d'obtenir un coefficient de dilatation thermique de 10 6 sensiblement réduit par rapport à l'art antérieur. En outre, on a pu obtenir une précision désirée de l'embout 25 sans post-traitement,en coopération avec la précision du moulage. On décrit maintenant les opérations d'assemblage et de séparation de la prise mâle 20 et de l'adaptateur 10 du connecteur optique multifibre conforme à la présente invention, avec référence à la figure 1. Opérations d'Assemblage Pour accoupler la prise 20 à l'adaptateur 10, on insère doucement un élément d'enclenchement 23 du bol- tier de prise 21 dans le boîtier d'adaptateur, en coopération avec la surface inclinée de la griffe d'enclenchement 24 de l'élément d'enclenchement 23. Le boîtier de prise 21, introduit à l'intérieur du boîtier d'adaptateur à une profondeur prédéterminée, est inséré jusqu'au trou d'enclenchement 11 du boîtier d'adaptateur. La griffe d'enclenchement 24 formée sur l'élément d'enclenchement 23 du boîtier de prise 21 vient en prise dans le trou d'enclenchement 11 du boîtier d'adaptateur, e n coopération avec une force élastique. Ensuite, puisque l'élément d'enclenchement 23 du bol- tier de la prise possède une force élastique prédéterminée, un accouplement plus stable et plus serré peut être maintenu entre la prise mâle 20 et l'adaptateur 10. Opérations de Séparation Pour séparer la prise 20 et l'adaptateur 10, on tire en arrière la partie sortante22 de la prise, formée dans les régions supérieure et inférieure du boîtier de prise 21. Lorsqu'on tire la partie sortante 22 de la prise, vers l'arrière, la griffe d'enclenchement 24 de l'élément d'enclenchement 23 se déplace de façon glissante vers le bas en coopération avec la partie inclinée de la prise en contact avec l'élément d'enclenchement 23. Par conséquent, on peut séparer complètement la prise 20 et l'adaptateur 10 l'un de l'autre. La séparation de la prise mâle 20 est effectuée par traction vers l'arrière sur la prise 20. Sa séparation n'est pas effectuée au moyen de l'élément de protection de câble optique 30 ni du câble optique 50. Comme décrit ci-dessus, le connecteur optique multifibre conforme à la présente invention, qui est utilisé dans le système de communication optique par câble, procure une nouvelle méthode d'alignement d'un câble optique, la structure d'un connecteur optique et la matière de l'embout. En outre, le connecteur optique multifibre conforme à la présente invention permet de réduire les difficultés en ce qui concerne la technique de moulage de très grande précision, ce qui permet de réduire le coût de fabrication de sorte qu'on peut fabriquer le connecteur à un prix plus faible. En outre, le connecteur optique multifibre conforme à la présente invention est bien adaptable au système du réseau de communication optique. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de fa çon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Connecteur optique multifibre pour connecterun câble optique et un transmetteur optique, ainsi que des transmetteurs optiques, comprenant un adaptateur (10) présentant des orifices (12) dans lesquels une prise mâle est insérée, un passage traversant étant formé dans la partie centrale du connecteur optique multifibre, et un trou d'enclenchement (11) étant prévu à travers les parois supérieure et inférieure du connecteur optique multifibre une prise mâle (20) qui est engagée dans les deux orifices de l'adaptateur et qui comporte,dans sa partie centrale, un passage traversant dans lequel des fibres optiques sont insérées, un élément d'enclenchement (23) comportant une griffe d'enclenchement (24) formée à son extrémité afin d'accoupler la prise à l'adaptateur, et un boîtier de prise (21) pour recevoir un corps de prise un embout (25) qui est disposé dans une extrémité de la prise mâle et qui comporte une pluralité de petits trous (54) dans lesquels on insère une âme (52) des fibres optiques, pour des fonctions de protection et d'alignement des fibres optiques un élément d'alignement de fibre optique (40) qui est inséré dans le passage traversant de l'adaptateur, de manière à entourer la partie extérieure de l'embout disposé à une extrémité de la prise insérée dans l'adaptateur et à aligner exactement l'âme de la fibre optique insérée dans l'embout ; et un élément de protection de câble optique (30) disposé de manière à entourer la partie extérieure du câble optique (50) connecté à la prise mâle et à protéger le câble optique contre une rupture. 2.- Connecteur suivant la revendication 1, dans lequel ledit élément d'alignement de fibre optique est un manchon (40) de section transversale triangulaire pour alignement de l'embout (25) en coopération avec des forces (A1,A2,A3) basées sur un contact avec trois surfaces de l'embout, le manchon étant ouvert à la partie supérieure. 3.- Connecteur suivant la revendication 2, comprenant en outre une partie chanfreinée (27) formée aux deux angles supérieurs de l'embout (25) afin d'effectuer un alignement de l'embout en coopération avec les forces (A1,A2, A3) appliquées à trois surfaces de contact lorsque l'embout est inséré dans le manchon (40). 4.- Connecteur suivant la revendication 1, dans lequel un traitement de polissage incliné est effectué sur la section transversale de l'embout (25) de façon à réduire une perte par réflexion entre les embouts, et tous les angles d'une extrémité de l'embout sont chanfreinés de façon à réduire la surface. 5.- Connecteur suivant la revendication 1, comprenant en outre une saillie (26) formée dans la partie centrale de l'embout (25), et un ressort de serrage (28) disposé à l'arrière de la saillie pour engendrer une force élastique prédéterminée. 6.- Connecteur suivant la revendication 1, dans lequel ledit embout (25) est fabriqué en une matière composite comprenant une résine époxy et une fibre de carbone. 7.- Connecteur suivant la revendication 6, dans lequel la quantité de l'additif en fibre de carbone est de 25 à 35% en poids. 8.- Connecteur suivant la revendication 6, dans lequel la longueur de la fibre de carbone est de 0,7 à 0,9 mm.