Brevet FR2788606A1 — publié le 20000721

ISOLATEUR A ATTENUATION OPTIQUE DESCRIPTION La présente invention concerne un composant optique qui est utilisé pour la transmission optique, et plus particulièrement, un composant optique formé en combinant un atténuateur optique et un isolateur, le composant optique étant utilisé comme module. Dans un réseau optique, il existe de nombreux cas, notamment, un système de multiplexage de longueurs d'ondes (WDM), o l'on utilise un atténuateur optique pour égaliser la puissance optique. Toutefois, lorsque l'atténuateur optique est utilisé, la réflexion arrière peut entraîner un problème. Ainsi, un isolateur est installé à l'arrière de l'atténuateur pour empêcher l'apparition de ce problème. Toutefois, l'utilisation de l'isolateur a certains effets indésirables tels que la perte d'insertion supplémentaire, la complexité du dispositif en raison de l'utilisation de composants supplémentaires et une augmentation des coûts de matériaux supplémentaires. Lors de l'installation d'un réseau optique, lorsqu'un atténuateur optique et un isolateur sont connectés l'un à l'autre en série, la perte d'insertion, qui est égale à la somme des pertes d'insertion des deux dispositifs optiques, apparaît. En particulier, un multiplexeur insertion-extraction nécessite autant d'atténuateurs et isolateurs optiques qu'il y a de canaux, ce qui augmente la taille globale de l'appareil. De même, lorsque qu'un atténuateur optique est utilisé sans isolateur, la réflexion arrière de l'atténuateur optique est largement susceptible de poser des problèmes dans la transmission de signaux optiques. Pour résoudre les problèmes susmentionnés, un but de la présente invention est de proposer un isolateur à atténuation optique qui peut remplir à la fois une fonction d'atténuation et une fonction d'isolation. Pour atteindre le but ci-dessus, il est proposé un isolateur à atténuation optique selon un aspect de la présente invention comprenant: un premier collimateur connecté à un premier milieu de transmission optique, le premier collimateur étant destiné à collimater la lumière recue par l'intermédiaire du premier milieu de transmission optique; un filtre d'atténuation optique destiné à atténuer la lumière de sortie du premier collimateur; une unité d'isolation pour recevoir la lumière atténuée par le filtre d'atténuation optique et laissant uniquement passer la lumière polarisée qui se déplace dans'- une-direction de polarisation spécifique prédéterminée; et un second collimateur connecté à un second milieu de transmission optique, le second collimateur étant destiné à collimater la lumière polarisée qui est passée à travers l'unité d'isolation, et à transmettre la lumière obtenue au second milieu de transmission optique. Pour atteindre le but ci-dessus, il est aussi prévu un isolateur à atténuation optique selon un autre aspect de la présente invention, comprenant: un premier collimateur connecté à un premier milieu de transmission optique, le premier collimateur étant destiné à collimater la lumière reçue par l'intermédiaire du premier milieu de transmission optique; une unité d'isolation pour recevoir la lumière de sortie du premier collimateur et laissant uniquement passer la lumière polarisée qui se déplace dans une direction de polarisation spécifique prédéterminée; un filtre d'atténuation optique destiné à affaiblir la lumière polarisée qui est passée à travers l'unité d'isolation; et un second collimateur connecté à un second milieu de transmission optique, le second collimateur étant destiné à collimater la lumière polarisée qui est passée à travers le filtre d'atténuation optique, et à transmettre la lumière obtenue au second milieu de transmission optique. Pour atteindre le but ci-dessus, il est également prévu un isolateur à atténuation optique selon encore un autre aspect de la présente invention, comprenant: un polariseur pour laisser passer uniquement la lumière qui est polarisée dans une direction identique à la direction de polarisation du polariseur, parmi la lumière reçue; un filtre d'atténuation optique pour atténuer la lumière polarisée qui est passée à travers le polariseur; un rotateur de Faraday pour faire tourner la lumière atténuée qui est passée par le filtre d'atténuation optique, d'un nombre prédéterminé de degrés; et un analyseur pour laisser passer uniquement la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de l'analyseur, parmi la lumière mise en rotation. Pour atteindre le but ci-dessus, il est en outre proposé un isolateur à atténuation optique selon encore un autre aspect de la présente invention, comprenant: un polariseur pour laisser passer uniquement la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de polarisation du polariseur, parmi la lumière reçue; un rotateur de Faraday pour faire tourner la lumière polarisée qui est passée à travers le polariseur, d'un nombre prédéterminé de degrés; un filtre d'atténuation optique pour affaiblir la lumière qui est passée par le rotateur de Faraday; et un analyseur pour laisser passer uniquement la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de l'analyseur, parmi la lumière reçue depuis le filtre d'atténuation optique. Les buts et avantages susmentionnés de la présente invention ressortiront plus clairement en décrivant en détail les modes de réalisation préférés en référence aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique illustrant la structure d'un isolateur; la figure 2 est un schéma synoptique illustrant la structure d'un atténuateur optique variable; la figure 3 est un schéma synoptique illustrant la structure d'un isolateur à atténuation optique qui réalise à la fois l'atténuation et l'isolation optiques, selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est un schéma synoptique illustrant la structure d'un isolateur à atténuation optique qui réalise à la fois l'atténuation et l'isolation optiques, selon un autre mode de réalisation de la présente invention; la figure 5 est un schéma synoptique illustrant la structure d'un isolateur à atténuation optique qui réalise à la fois l'atténuation et l'isolation optiques, selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention; la figure 6 est un schéma synoptique illustrant la structure d'un isolateur à atténuation optique qui réalise à la fois l'atténuation et l'isolation optiques, selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention. Les isolateurs entraînent une perte faible concernant la lumière transmise dans une direction normale d'une borne de projection d'entrée à une borne de sortie, et une perte élevée concernant la lumière transmise dans la direction opposée à la direction normale pour empêcher la lumière de se déplacer vers l'arrière et de se recombiner. Par conséquent, les isolateurs sont des composants optiques destinés à stabiliser le fonctionnement d'un système. Un isolateur représenté sur la figure 1 comprend un premier collimateur 100, un polariseur 110, un rotateur de Faraday 120, un analyseur 130 et un second collimateur 140. Le polariseur 110 et l'analyseur 130 sont tournés de 45 par l'un par rapport à l'autre, et conservent leur position relative. Dans le principe de fonctionnement des isolateurs, les isolateurs transmettent uniquement la lumière polarisée spécifique dans une direction et empêchent le passage de la lumière polarisée dans une direction qui est perpendiculaire à la direction de la lumière polarisée. Le rotateur de Faraday 120 fait tourner la lumière polarisée incidente de 45 . La lumière réfléchie par la borne de sortie de l'isolateur pénètre par le côté arrière du rotateur de Faraday 120, puis fait de nouveau l'objet d'une rotation de 45 . Par conséquent, la lumière réfléchie fait l'objet d'une rotation de 90 par rapport à la lumière incidente. De ce fait, l'onde réfléchie ayant fait l'objet d'une rotation de 90 est bloquée par le polariseur 110. Le rotateur de Faraday utilise alors un effet Faraday dans lequel la surface polarisée de la lumière a tourné tandis que la lumière passe par un matériau magnéto-optique. La figure 2 représente un atténuateur optique variable. En faisant référence à la figure 2, l'atténuateur optique variable comprend un premier collimateur 200, un filtre de densité neutre variable linéaire 210 et un second collimateur 220. Le premier collimateur 200 reçoit de la lumière d'une fibre optique, collimate la lumière reçue et transmet la lumière collimatée au filtre de densité neutre variable linéaire 210. Le filtre de densité neutre variable linéaire 210 atténue de manière variable la lumière collimatée et transmet la lumière obtenue au second collimateur 220. Le second collimateur 220 collimate la lumière affaiblie vers une fibre optique. L'atténuateur optique variable peut constamment atténuer les signaux optiques par le fonctionnement décrit ci-dessus. L'intensité de cet atténuation est variable. L'atténuateur optique variable est utilisé pour mesurer les caractéristiques d'un système de télécommunication optique. La figure 3 représente un isolateur à atténuation optique selon un mode de réalisation de la présente invention, qui comprend un premier milieu de transmission optique 300, un premier collimateur 310, un filtre d'atténuation optique 320, une unité d'isolation 330, un second collimateur 340 et un second milieu de transmission optique 350. De la lumière est appliquée au premier collimateur 310 par l'intermédiaire du premier milieu de transmission optique 300 qui est une fibre optique ou un guide d'ondes. Le premier collimateur 310 collimate la lumière reçue et transmet la lumière collimatée au filtre d'atténuation optique 320. Le filtre d'atténuation optique 320 peut atténuer de manière variable la lumière collimatée. Le degré de cet atténuation peut être commandé en tournant une vis qui est installée sur l'extérieur du module d'isolateur à atténuation optique selon la présente invention. La lumière atténuée est transmise à l'unité d'isolation 330. L'unité d'isolation 330 comprend un polariseur, un rotateur de Faraday et un analyseur. Ainsi, l'unité d'isolation 330 laisse uniquement passer la lumière polarisée dans une direction qui est identique à la direction prédéterminée de polarisation devant être réalisée par le polariseur et empêche le passage de la lumière polarisée qui se déplace perpendiculairement par rapport à la direction de polarisation. La lumière qui est passée à travers l'unité d'isolation 330 est collimatée par le second collimateur 340 et la lumière obtenue est transmise au second milieu de transmission optique 350. La figure 4 représente un isolateur à atténuation optique selon un autre mode de réalisation de la présente invention, qui comprend un premier milieu de transmission optique 400, un premier collimateur 410, une unité d'isolation 420, un filtre d'atténuation optique 430, un second collimateur 440 et un second milieu de transmission optique 450. Le mode de réalisation représenté sur la figure 4 est le même que celui représenté sur la figure 3 hormis que les positions des filtres d'atténuation optique 320 et 430 sont différentes. A savoir, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, le filtre d'atténuation optique 430 est placé vers l'arrière de l'unité d'isolation 420. D'autre part, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, le filtre d'atténuation optique 320 est placé devant l'unité d'isolation 330. De ce fait, l'atténuation avant isolation, comme le montre la figure 3, est comparé à l'atténuation après isolation, comme le montre la figure 4. L'isolateur à atténuation optique de la figure 3 ou 4 peut être fabriqué selon le caractère adapté du procédé pour fabriquer l'isolateur à atténuation optique. La figure 5 représente un isolateur à atténuation optique selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention qui comprend un premier milieu de transmission optique 500, un premier collimateur 510, un polariseur 520, un filtre d'atténuation optique 530, un rotateur de Faraday 540, un analyseur 550, un second collimateur 560 et un second milieu de transmission optique 570. Le mode de réalisation représenté sur la figure 5 est obtenu en installant en outre un filtre d'atténuation optique entre les composants constituant l'unité d'isolation 330 ou 420 représenté sur la figure 3 ou 4. Les caractéristiques du mode de réalisation représenté sur la figure 5 vont maintenant être décrites. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3 ou 4, l'unité d'isolation 330 ou 420 effectue une isolation indépendante. D'autre part, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, un filtre est installé entre les composants de l'unité d'isolation et procède à l'atténuation avant ou après le fonctionnement de chaque composant de l'isolateur. Sur la figure 5, de la lumière est appliquée au premier collimateur 510 par l'intermédiaire du premier milieu de transmission optique 500 qui est un filtre optique ou un guide d'ondes. Le premier collimateur 510 collimate la lumière reçue et transmet la lumière collimatée au polariseur 520. Le polariseur 520 laisse passer sélectivement uniquement les faisceaux lumineux qui se déplacent dans une direction identique à sa direction de polarisation, parmi les faisceaux lumineux reçus. Le filtre d'atténuation optique 530 peut atténuer de manière variable la lumière polarisée. Le degré de cette atténuation peut être commandé en tournant une vis qui est installée sur l'extérieur du module isolateur à atténuation optique selon la présente invention. La lumière atténuée est appliquée au rotateur de Faraday 540. Le rotateur de Faraday 540 fait subir à la lumière reçue une rotation de 45 dans une direction de polarisation existante. La lumière ayant fait l'objet d'une rotation de 45 est appliquée à l'analyseur 550. Seule la lumière polarisée circulant dans une direction qui est identique à la direction de polarisation de l'analyseur 550 passe à travers l'analyseur 550. Le second collimateur 560 collimate la lumière polarisée qui est passée par l'analyseur 550 et transmet la lumière obtenue au second milieu de transmission optique 570. La figure 6 représente un isolateur à atténuation optique selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention, qui comprend un premier milieu de transmission optique 600, un premier collimateur 610, un polariseur 620, un rotateur de Faraday 630, un filtre d'atténuation optique 640, un analyseur 650, un second collimateur 660 et un second milieu de transmission optique 670. Le mode de réalisation représenté sur la figure 6 est identique à celui représenté sur la figure 5 hormis que le filtre d'atténuation optique 640 est installé derrière le rotateur de Faraday 630. De même, le filtre d'atténuation optique de la figure 5 ou 6 pourra être fabriqué de manière sélective selon le caractère adapté d'un procédé de fabrication. Dans les structures décrites ci-dessus selon les modes de réalisation, la fonction de l'atténuation optique variable peut être réalisée en commandant un filtre de densité neutre variable linéaire et, dans le même temps, la fonction d'isolation peut être remplie en utilisant des premier et second collimateurs, un polariseur, un rotateur de Faraday et un analyseur. Par conséquent, les isolateurs à atténuation optiques selon la présente invention sont en mesure de déterminer de manière variable le degré d'atténuation optique. Selon la présente invention, un atténuateur optique et un isolateur sont configurés pour former un module, de telle sorte que la perte d'insertion puisse être réduite et que le nombre de milieux de transmission utilisés soit réduit, ce qui empêche la génération de pertes provoquées par les milieux de transmission optique. De même, un isolateur à atténuation optique selon la présente invention est utilisé en tant qu'atténuateur optique pour un système de communications optiques ayant une directivité, telle qu'une détérioration de la lumière du système de il communications optiques due à la réflexion arrière puisse être empêchée, et que le degré d'atténuation puisse être commandé. REVENDICATIONS 1. Isolateur à atténuation optique caractérisé en ce qu'il comprend: un premier collimateur (310, 410, 510, 610) connecté à un premier milieu de transmission optique (300), le premier collimateur (310) étant destiné à collimater la lumière reçue par l'intermédiaire du premier milieu de transmission optique (300); un filtre d'atténuation optique (320) destiné à atténuer la lumière de sortie du premier collimateur (310); une unité d'isolation (330) pour recevoir la lumière atténuée par le filtre d'atténuation optique (320) et laissant uniquement passer la lumière polarisée qui se déplace dans une direction de polarisation spécifique prédéterminée; et un second collimateur (340) connecté à un second milieu de transmission optique (350), le second collimateur (340) étant destiné à collimater la lumière polarisée qui est passée à travers l'unité d'isolation (330) et à transmettre la lumière obtenue au second milieu de transmission optique (350). 2. Isolateur à atténuation optique selon la revendication 1, dans lequel le filtre d'atténuation optique (320) est apte à commander de manière variable son atténuation par rapport à la lumière reçue. 3. Isolateur à atténuation optique selon la revendication 1, dans lequel l'unité d'isolation (330) comprend: un polariseur pour laisser uniquement passer la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de polarisation du polariseur, parmi la lumière reçue; un rotateur de Faraday pour faire tourner d'un nombre de degrés prédéterminé la lumière qui est passée à travers le polariseur; et un analyseur pour laisser uniquement passer la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de l'analyseur, parmi la lumière ayant fait l'objet d'une rotation. 4. Isolateur à atténuation optique caractérisé en ce qu'il comprend: un premier collimateur (410) connecté à un premier milieu de transmission optique (400), le premier collimateur (410) étant destiné à collimater la lumière reçue par l'intermédiaire du premier milieu de transmission optique (400); une unité d'isolation (420) pour recevoir la lumière de sortie du premier collimateur (410) et laisser uniquement passer la lumière polarisée qui se déplace dans une direction de polarisation spécifique prédéterminée; un filtre d'atténuation optique (430) pour atténuer la lumière polarisée qui est passée à travers l'unité d'isolation (420); et un second collimateur (440) connecté à un second milieu de transmission optique (450), le second collimateur (440) étant destiné à collimater la lumière qui est passée par le filtre d'atténuation optique (430) et à transmettre la lumière obtenue au second milieu de transmission optique (450). 5. Isolateur à atténuation optique selon la revendication 4, dans lequel le filtre d'atténuation optique (430) est apte à commander de manière variable son atténuation par rapport à la lumière reçue. 6. Isolateur à atténuation optique selon la revendication 4, dans lequel l'unité d'isolation (420) comprend: un polariseur pour laisser uniquement passer la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de polarisation du polariseur, parmi la lumière reçue; un rotateur de Faraday pour faire tourner d'un nombre de degrés prédéterminé la lumière qui est passée à travers le polariseur; et un analyseur pour laisser uniquement passer la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de l'analyseur, parmi la lumière ayant fait l'objet d'une rotation. 7. Isolateur à atténuation optique, caractérisé en ce qu'il comprend: un polariseur (520) pour laisser uniquement passer la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de polarisation du polariseur (520), parmi la lumière reçue; un filtre d'atténuation optique (530) pour atténuer la lumière polarisée qui est passée par le polariseur (520); et un rotateur de Faraday (540) pour faire tourner d'un nombre de degrés prédéterminé la lumière atténuée qui est passée par le filtre d'atténuation optique; et un analyseur (550) pour laisser uniquement passer la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de l'analyseur (550), parmi la lumière ayant fait l'objet d'une rotation. 8. Isolateur à atténuation optique selon la revendication 7, dans lequel le filtre d'atténuation optique (530) est apte à commander de manière variable son atténuation par rapport à la lumière reçue. 9. Isolateur à atténuation optique selon la revendication 7, comprenant en outre: un premier collimateur (510) connecté à un premier milieu de transmission optique (500), le premier collimateur (510) étant destiné à collimater la lumière reçue par l'intermédiaire du premier milieu de transmission optique (500) et transmettre la lumière collimatée au polariseur (520); et un second collimateur (560) connecté à un second milieu de transmission optique (570), le second collimateur (560) étant destiné à collimater la lumière qui est passée à travers l'analyseur (550) et à transmettre la lumière obtenue au second milieu de transmission optique (570). 10. Isolateur à atténuation optique caractérisé en ce qu'il comprend: un polariseur (620) pour laisser uniquement passer la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de polarisation du polariseur (620), parmi la lumière reçue; un rotateur de Faraday (630) pour faire tourner d'un nombre de degrés prédéterminé la lumière polarisée qui est passée à travers le polariseur (620); un filtre d'atténuation optique (640) pour atténuer la lumière qui est passée à travers le rotateur de Faraday (630); et un analyseur (650) pour laisser uniquement passer la lumière qui est polarisée dans une direction qui est identique à la direction de l'analyseur (650), parmi la lumière reçue depuis le filtre d'atténuation optique (640). 11. Isolateur à atténuation optique selon la revendication 10, dans lequel le filtre d'atténuation optique (640) est apte à commander de manière variable son atténuation par rapport à la lumière reçue. 12. Isolateur à atténuation optique selon la revendication 10, comprenant en outre: un premier collimateur (610) connecté à un premier milieu de transmission optique (600), le premier collimateur (610) étant destiné à collimater la lumière reçue par l'intermédiaire du premier milieu de transmission optique (600) et à transmettre la lumière collimatée au polariseur (620); et un second collimateur (660) connecté à un second milieu de transmission optique (670), le second collimateur (660) étant destiné à collimater la lumière polarisée qui est passée à travers l'analyseur (650) et à transmettre la lumière obtenue au second milieu de transmission optique (670).