Brevet FR2767929A1 — publié le 19990305

MODULE DE MATRICE DE FIBRES OPTIQUES REVETUES DE METAL DESRIPTION La présente invention concerne un module de matrice de fibres optiques et plus particulièrement, un module de matrice de fibres optiques revêtues de métal. Grossièrement, trois techniques sont requises, pour fabriquer des dispositifs à guides d'ondes optiques sur divers substrats plans en utilisant une technique de guides d'ondes plans: la conception des guides d'ondes, la fabrication des guides d'ondes et le conditionnement. La technique du conditionnement constitue ici la clé pour obtenir les meilleures propriétés optiques du dispositif à guides d'ondes optiques. Dans les dispositifs manuels en particulier, la connexion entre une fibre optique et un guide d'ondes optique est un facteur important dans la production de dispositifs optiques économiques. En ce qui concerne les dispositifs à guides d'ondes optiques, des guides d'ondes peuvent être agencés en matrices à intervalles précis par exposition et gravure, mais il est très difficile d'agencer précisément des fibres optiques à simple coeur et à plusieurs coeurs lorsque les fibres optiques sont fixées aux guides d'ondes. En général, lorsque les fibres optiques sont agencées et mises en matrices, des trous uniformes destinés à recevoir les fibres optiques sont formés dans un substrat de silicium ou un substrat métallique et sont utilisés pour fixer les fibres optiques. Un processus précis est requis pour former un dispositif destiné à fixer les fibres optiques. Lorsque les extrémités des fibres optiques sont polies apres que les fibres optiques sont chargées, une attention soigneuse est également nécessaire car les fibres optiques sont minces. De plus, puisque les fibres optiques minces ont une petite aire de surface, elles ne présentent qu'une petite surface de contact lorsqu'elles sont fixées au dispositif à guides d'ondes, conduisant à une fixation faible. Ces problèmes dégradent les performances globales du dispositif à guides d'ondes. Dans un module de matrice de fibres optiques général, les fibres optiques et les gorges destinées à fixer les fibres optiques sont également endommagées lors du polissage. Pour résoudre le problème ci-dessus, un but de la présente invention consiste à fournir un module de matrice de fibres optiques utilisant des fibres optiques revêtues de métal, capable d'améliorer la solidité de fixation au niveau d'une surface de contact des fibres optiques en agrandissant les sections transversales des fibres en matrice lorsqu'elles sont fixées à un dispositif à guides d'ondes, d'empêcher les axes des fibres optiques d'être basculés en raison d'une irradiation ultraviolette lors du chargement des fibres optiques et d'améliorer les performances globales du dispositif à guides d'ondes en ce qui concerne le conditionnement du dispositif à guides d'ondes optiques. En conséquence, pour atteindre le but ci-dessus, il est fourni un module de matrice de fibres optiques revêtues de métal utilisant une matrice de fibres optiques revêtues de métal, caractérisé en ce qu'il comprend: une matrice de fibres optiques revêtues de métal; un substrat d'agencement comprenant des gorges d'agencement pour charger la matrice de fibres optiques, un métal étant déposé sur la surface supérieure contenant les gorges d'agencement et la matrice de fibres optiques chargée dans les gorges d'agencement étant unie à celles-ci par l'intermédiaire du métal; et un couvercle destiné à protéger et à fixer la matrice de fibres optiques chargée dans les gorges d'agencement du substrat d'agencement. Il est préférable que le module de matrice de fibres optiques revêtues de métal comprenne en outre un substrat plan comprenant des trous dans lesquels la matrice de fibres optiques est destinée à être insérée, la matrice de fibres optiques chargée sur le substrat d'agencement étant insérée dans les trous et unie avec le substrat d'agencement. Le but et les avantages ci-dessus de la présente invention deviendront plus évidents en décrivant en détail un mode de réalisation préféré de celle-ci, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 montre un module de matrice de fibres optiques formé par moulage, utilisant un agent de scellement et en polissant une section transversale horizontale après agencement en matrice des fibres optiques le long de trous formés dans un substrat d'agencement revêtu de métal; la figure 2 montre un module de matrice de fibres optiques formé par moulage, utilisant un agent de scellement et en polissant une section transversale horizontale après fixation d'un substrat plan comprenant des trous façonnés à un substrat d'agencement sur lequel les fibres optiques représentées sur la figure 1 sont mises en matrice; la figure 3 est une section transversale d'une fibre optique revêtue de métal; la figure 4 est une section transversale d'un substrat d'agencement de fibre optique revêtue de métal sur lequel sont formées des gorges d'agencement; la figure 5 montre un substrat plan comprenant des trous façonnés dans lesquels des fibres optiques sont destinées à être insérées; la figure 6 est une vue en perspective du module de matrice optique de la figure 1, dans lequel une surface destinée à venir en contact avec un dispositif à guides d'ondes optiques est polie à un angle de 0; et la figure 7 est une vue en perspective du module de matrice optique de la figure 2, dans lequel une surface destinée à venir en contact avec un dispositif à guides d'ondes optiques est polie à un angle de 0. En se référant à la figure 1, un module de matrice de fibres optiques selon un mode de réalisation préféré de la présente invention est constitué d'une matrice de fibres optiques 120,un substrat d'agencement 100 et un couvercle 130. La matrice de fibres optiques 120 est revêtue d'un métal apte à être soudé ou brasé, comme représenté sur la figure 3. La matrice de fibres optiques 120 peut utiliser des fibres optiques uniques ou des fibres optiques en ruban. Sur la figure 3, le numéro de référence 160 est un coeur de fibre optique, le numéro de référence 170 est une gaine de fibre optique, et le numéro de référence 180 est un film de revêtement métallique. Le substrat d'agencement 100 comprend des gorges d'agencement 110 destinées à charger la matrice de fibres optiques 120. Les gorges d'agencement 110 sont en forme de V ou de U et agencent la matrice de fibres optiques 120. La figure 4 montre une section transversale du substrat d'agencement revêtu de métal 100. Comme représenté sur la figure 4, un métal soudable (par exemple, du cuivre) est déposé sur une épaisseur consistante sur la surface supérieure du substrat d'agencement 100 comprenant les gorges d'agencement 110, formant ainsi un film de revêtement métallique 180. Les gorges d'agencement 110 sont fixées à la matrice de fibres optiques 120, chargée dans les gorges d'agencement 110 par l'intermédiaire du métal. La fixation est réalisée par soudage ou brasage au laser. Le couvercle 130 protège et fixe la matrice de fibres optiques chargée dans les gorges d'agencement du substrat d'agencement 100. La figure 2 montre un module de matrice de fibres optiques constitué en fournissant en outre un substrat plan 150, comprenant des trous dans lesquels la matrice de fibres optiques est destinée à être insérée, au module de matrice de fibres optiques représenté sur la figure 1. Comme représenté sur la figure 5, les trous du substrat plan 150 ont le même espacement que les gorges d'agencement 110 du substrat d'agencement 100. Les trous peuvent être formés précisément dans le substrat plan 150 en utilisant une solution ou une vapeur réactive par traitement mécanique, laser ou exposition de semi-conducteur et gravure sèche ou humide. Les trous sont suffisamment grands pour que les fibres optiques revêtues de métal puissent être insérées à travers ceux-ci. Les trous du substrat plan peuvent également avoir des sections transversales de la forme d'un polygone, y compris un triangle et un rectangle, d'un cercle ou d'un ovale. Un métal apte à être brasé ou soudé peut est entièrement ou partiellement déposé sur le substrat plan. D'autre part, lorsque la matrice de fibres optiques est chargée dans les gorges d'agencement 110 du substrat d'agencement 100 et fixées par brasage, elle fait saillie au-delà du bord du substrat d'agencement de manière à être insérée à travers les trous du substrat plan 150. Après cela, les fibres optiques faisant saillie au-delà du bord du substrat d'agencement 100 sont insérées dans les trous du substrat plan et recouvertes et protégées par un couvercle. La structure résultante est ensuite fixée par moulage en utilisant un composé de remplissage 140 (par exemple, un composé de moulage en époxy). Selon les besoins, plusieurs substrats plans 150 comprenant des trous peuvent être empilés et unis. Après moulage, les parties en saillie des fibres optiques traversant les trous sont polies de manière à former ainsi une matrice de fibres optiques capable d'être précisément fixée à un dispositif à guides d'ondes optiques. Toutefois, lorsqu'un substrat poli à l'avance, tel qu'une tranche de silicium, est utilisé, le processus de polissage peut être omis. En fonction des demandes occasionnelles, une portion de substrat avec des trous du module de matrice de fibres optiques fabriqué est polie à un angle arbitraire vertical ou horizontal 0 (O = 0 à 20 ) pour éliminer les pertes de réflexion. Lorsqu'un polissage incliné pour diminuer les pertes de réflexion n'est pas nécessaire, le processus de polissage peut être omis, en utilisant le substrat poli à l'avance. D'autre part, dans le module de matrice de fibres optiques ne comprenant pas de substrat plan, comme représenté sur la figure 1, la -7 section transversale du module de matrice de fibres optiques destiné à être couplé au dispositif à guides d'ondes optiques est poli à un angle arbitraire horizontal ou vertical 0 (O = 0 à 20 ), suivant ce qui est nécessaire, pour diminuer ainsi les pertes de réflexion. La figure 6 montre le module de matrice de fibres optiques représenté sur la figure 1, dans lequel une surface en contact avec le dispositif à guides d'ondes optiques est polie à un angle 0 et un substrat plan empilé 150 est utilisé. La figure 7 montre le module de matrice de fibres optiques représenté sur la figure 2, dans lequel une surface en contact avec le dispositif à guide d'ondes optiques est poli à un angle O. Selon la présente invention, après que des fibres optiques sont chargées, leurs extrémités sont facilement polies. Lorsque les fibres optiques sont fixées à un dispositif à guides d'ondes, les extrémités des fibres optiques agencées en matrice sont agrandies, ce qui conduit à une solidité de fixation accrue à la surface de contact. L'ensemble des performances du dispositif à guide d'ondes est également amélioré en ce qui concerne le conditionnement du dispositif à guides d'ondes optiques. Lorsqu'un module de matrice de fibres optiques est fabriqué, les axes des fibres optiques sont empêchés d'être basculés, par irradiation UV, lors du chargement des fibres optiques, améliorant ainsi la fiabilité du module de matrice de fibres optiques. Lorsque le dispositif à guides d'ondes optiques est fixé à une fibre optique à plusieurs coeurs, la surface de contact est également élargie, améliorant ainsi les caractéristiques environnementales et la fiabilité du conditionnement du dispositif lors de la connexion des fibres optiques. La fixation des fibres optiques au substrat d'agencement est réalisée par un procédé fiable tel qu'un soudage au laser. Lorsque les gorges situées sur le substrat d'agencement sont très faiblement tournées par rapport à l'axe optique, un substrat ayant des trous précis pour compenser la torsion est utilisé, de sorte que la précision de l'axe optique augmente. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal utilisant une matrice de fibres optiques revêtues de métal, caractérisé en ce qu'il comprend: une matrice de fibres optiques (120) revêtues de métal; un substrat d'agencement (100) comprenant des gorges d'agencement pour charger la matrice de fibres optiques, un métal étant déposé sur la surface supérieure contenant les gorges d'agencement et la matrice de fibres optiques chargée dans les gorges d'agencement étant unie à celles-ci par l'intermédiaire du métal; et un couvercle (130) destiné à protéger et à fixer la matrice de fibres optiques chargée dans les gorges d'agencement du substrat d'agencement. 2. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 1, comprenant en outre un substrat plan comprenant des trous dans lesquels la matrice de fibres optiques est destinée à être insérée, la matrice de fibres optiques chargée sur le substrat d'agencement étant insérée dans les trous et unie avec le substrat d'agencement. 3. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les fibres optiques sont des fibres optiques uniques ou des fibres optiques en ruban. 4. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un métal apte à être brasé ou soudé est déposé sur une portion de la surface supérieure du substrat d'agencement comprenant les gorges d'agencement. 5. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 2, dans lequel un métal apte à être brasé ou soudé est déposé sur la totalité ou sur une partie de la surface du substrat plan. 6. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 2, dans lequel le substrat plan est constitué d'une pluralité de substrats plans empilés. 7. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 2, dans lequel les trous traversant le substrat plan sont formés par traitement mécanique, exposition sensible à la lumière, gravure, une solution ou une vapeur réactive. 8. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 2, dans lequel les trous traversant le substrat plan ont des sections transversales de la forme d'un polygone, y compris un triangle et un rectangle, d'un cercle ou d'un ovale. 9. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la matrice de fibres optiques est protégée et fixée par le couvercle par moulage en utilisant un composé de remplissage pour minimiser l'exposition de la surface métallique. 10. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 1, dans lequel l'extrémité du module de matrice de fibres optiques destinée à être connectée à un dispositif à guides d'ondes optiques est polie à un angle vertical de 0 à 20 . 11. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 1, dans lequel l'extrémité du module de matrice de fibres optiques destinée à être connectée à un dispositif à guides d'ondes optiques est polie à un angle horizontal de 0 à 20 . 12. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 2, dans lequel l'extrémité du substrat plan du module de matrice de fibres optiques destinée à être connectée à un dispositif à guides d'ondes optiques est polie à un angle vertical de 0 à 20 . 13. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 2, dans lequel l'extrémité du substrat plan du module de matrice de fibres optiques destinée à être connectée à un dispositif à guides d'ondes optiques est polie à un angle horizontal de 0 à 20 . 14. Le module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'union de la matrice de fibres optiques avec les gorges d'agencement du substrat d'agencement est réalisée par soudage ou brasage. 15. Module de matrice de fibres optiques revêtues de métal selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les gorges du substrat d'agencement sont en forme de V ou de U.