Brevet FR2815423A1 — publié le 20020419

Procédé et dispositif de transmission d'une onde optique dans une structure de guidage optique La présente invention concerne le domaine de la transmission d'ondes optiques dans des structures de guidage optique. Pour transporter une onde optique, on utilise des guides optiques qui sont couramment constitués de fibres optiques ou de composants intégrés qui comprennent des micro-guides optiques. Les fibres optiques comprennent en général un coeur de transmission de l'onde optique qui est entouré par une enveloppe tubulaire, l'indice de réfraction du ou des matériaux constituant le coeur étant supérieur à l'indice de réfraction du matériau constituant l'enveloppe. Les composants à micro-guides intégrés comprennent un coeur en général de transmission de l'onde optique formé entre deux couches, l'indice de réfraction du matériau constituant le coeur étant supérieur à l'indice de réfraction du ou des matériaux constituant ces couches. Différentes structures à micro-guides optiques intégrés sont en particulier décrites dans les brevets FR-A-90 02 575 et FR-A- 90 03 902. Le brevet FR-A-90 03 902 décrit plus particulièrement des commutateurs optiques intégrés dans lesquels une poutre flexible qui porte longitudinalement un micro-guide optique est susceptible d'être déformée afin d'amener sélectivement l'axe du coeur du micro-guide de la poutre en coïncidence avec l'axe de micro-guides fixes. La présente invention concerne un procédé et un dispositif de transmission d'une onde optique dans une structure comprenant au moins un moyen de guidage optique d'entrée et au moins un moyen de guidage optique de sortie entre lesquels l'onde optique est susceptible de transiter via leurs surfaces d'extrémités adjacentes placées en vis-àvis et dont l'un au moins est mobile par rapport à l'autre. Le procédé selon l'invention consiste à capter un signal de mesure représentatif de l'intensité de l'onde optique dans le moyen de guidage optique de sortie ; à comparer la valeur de ce signal de mesure à une valeur de référence associée à une valeur souhaitée de l'intensité de l'onde optique dans le moyen de guidage optique de sortie de façon à délivrer un signal de comparaison dépendant du résultat de cette comparaison ; et à régler la position relative du moyen de guidage optique mobile par rapport à l'autre en fonction de la valeur de ce signal de comparaison de façon à placer la surface d'extrémité du moyen de guidage optique mobile par rapport à la surface d'extrémité de l'autre moyen de guidage optique dans des positions relatives telles que l'intensité de l'onde optique dans le moyen de guidage optique de sortie tende vers ou atteigne la valeur souhaitée précitée. Selon l'invention, le procédé peut avantageusement consister à soumettre plusieurs moyens de guidage optique de sortie à la même valeur de référence. Selon l'invention, le procédé peut avantageusement consister à soumettre plusieurs moyens de guidage optique d'entrée à la même valeur de référence. Selon l'invention, le signal de mesure est de préférence obtenu par prélèvement d'une partie de l'onde optique. Le dispositif de transmission d'une onde optique selon la présente invention comprend des moyens de détection pour capter un signal de mesure représentatif de l'intensité de l'onde optique dans le moyen de guidage optique de sortie ; des moyens de comparaison pour comparer la valeur de ce signal de mesure à une valeur de référence associée à une valeur souhaitée de l'intensité de l'onde optique dans le moyen de guidage optique de sortie et délivrant un signal de comparaison dépendant du résultat de cette comparaison ; et des moyens de commande soumis à ce signal de comparaison et délivrant un signal de commande dudit moyen d'actionnement. Le dispositif selon l'invention comprend de préférence un moyen anti-retour placé dans l'espace séparant lesdites extrémités des moyens de guidage optique et permettant de limiter ou supprimer les réflexions optiques vers le moyen de guidage optique d'entrée. Selon l'invention, le moyen anti-retour peut comprendre un liquide dont l'indice de réfraction est égal à ou voisin de celui desdits moyens de guidage optique. Selon l'invention, le moyen anti-retour peut comprendre une substance optiquement absorbante, placée sur une face d'extrémité entourant ladite extrémité du moyen de guidage optique de sortie. Selon l'invention, le moyen anti-retour peut comprendre une substance absorbante optiquement placée sur une face d'extrémité entourant ladite extrémité du moyen de guidage optique d'entrée. Selon l'invention, le moyen d'actionnement peut comprendre une poutre flexible en porte-à-faux qui porte le moyen de guidage optique mobile dont l'extrémité est située du côté de l'extrémité de cette poutre et des moyens de sollicitation soumis auxdits moyens de commande pour déformer cette poutre de façon à déplacer latératement son extrémité. Selon l'invention, les moyens de sollicitation comprennent de préférence des moyens capacitifs ou des moyens inductifs délivrant une force de sollicitation de ladite poutre sous l'effet d'un courant et/ou d'une tension électrique délivrés par lesdits moyens de commande. Selon l'invention, l'un au moins desdits moyens de guidage optique comprend de préférence au moins un micro-guide optique intégré. Selon l'invention, l'un au moins desdits moyens de guidage optique comprend de préférence au moins une fibre optique. Le dispositif selon l'invention peut avantageusement comprendre plusieurs moyens de guidage optique mobiles respectivement commandés par des moyens d'actionnement soumis à un signal unique de référence. Le dispositif selon l'invention peut avantageusement comprendre plusieurs moyens de guidage optique fixes dont les signaux optiques sont soumis à un signal unique de référence. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un dispositif de transmission d'une onde optique décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente une coupe horizontale d'un dispositif de transmission selon la présente invention ; - la figure 2 représente une coupe selon II-II du dispositif de transmission selon la figure 1 ; - et la figure 3 représente une coupe longitudinale partielle d'une variante de réalisation du dispositif de transmission de la figure 1. Le dispositif 1 de transmission d'une onde optique représenté sur les figures comprend une structure intégrée 2 de guidage optique constituée par un bloc qui comprend des micro-guides intégrés. La structure intégrée 2 comprend une cavité 3 dans laquelle s'étend en porte-à-faux une poutre flexible horizontale 4, à partir d'une paroi verticale 5 de cette cavité 3. La surface d'extrémité 6 de la poutre 4, perpendiculaire à sa direction longitudinale, s'étend parallèlement et à faible distance d'une surface verticale 7 de la cavité 3 parallèle à sa paroi verticale 5 en formant un espace 4a entre ces surfaces 6 et 7. La structure de guidage optique 2 comprend un coeur rectiligne de transmission 8a d'un micro-guide optique d'entrée 8 qui s'étend du côté de la paroi 5 de la cavité 3 et qui se prolonge le long de la poutre 4 jusqu'à sa surface d'extrémité 6, cette surface 6 constituant une surface de sortie du micro-guide 8. Elle comprend également un coeur rectiligne de transmission 9a d'un micro-guide optique de sortie 8 qui s'étend du côté de la surface 7 de la cavité 3, cette surface 7 constituant une surface d'entrée du micro-guide de sortie 8. Lorsque la poutre flexible 4 est à sa position de repos, les coeurs de transmission 8a et 9a des micro-guides 8 et 9 sont alignés. Les coeurs de transmission 8a et 9a des micro-guides 8 et 9 sont formés entre une couche inférieure 10 et une couche supérieure 11, la cavité 3 étant creusée de telle sorte que la poutre 4 soit formée par des parties 10a et 11a de ces couches 10 et 11 entre lesquelles s'étend le coeur de transmission 8a. Pour constituer les micro-guides optique 8 et 9, l'indice de réfraction du matériau constituant les coeurs de transmission 8a et 9a est supérieur à l'indice de réfraction du ou des matériaux constituant les couches 10 et 11. Dans un exemple de réalisation, la couche inférieure 10 est réalisée sur un substrat 12 en silicium, les couches 10 et 11 sont en silice non dopée et les coeurs de transmission 8a et 9a sont en silice dopée, en nitrure de silicium ou en oxynitrure de silicium. A titre indicatif, les coeurs de transmission 8a et 9a des micro-guides 8 et 9 sont de section rectangulaire ou carrée et présentent des côtés de dimensions comprises entre 5 et 14 microns. La poutre flexible 4 est munie d'un organe d'actionnement 13a, en particulier tel que le suggère le brevet FR-A-90 03 902 et constitué de la manière suivante. A faible distance de son extrémité 6, la poutre flexible 4 présente, dans la cavité 3, un bras latéral 13 qui s'étend perpendiculairement à sa direction longitudinale. Ce bras porte, de part et d'autre, des branches opposées 14 et 15 entre lesquelles s'étendent respectivement et à distance des branches 16 et 17 ménagées en saillie dans la cavité 3 à partir de parois verticales opposées 18 et 19 de cette cavité. Les faces verticales en vis-à-vis des branches 14 et 15 d'une part et des branches 16 et 17 d'autre part sont recouvertes de couches métalliques non représentées de façon à constituer les électrodes d'un organe d'entraînement capacitif ou inductif 13a. Ces électrodes sont reliées à une double ligne 20 d'alimentation électrique, par des pistes et/ou des ponts filaires non représentés. La structure 2 comprend en outre un coeur de transmission 21a d'un micro-guide optique auxiliaire 21, dont une extrémité d'entrée est optiquement couplée au coeur de transmission 9a du micro-guide optique de sortie 9 de façon à extraire de ce dernier un signal optique de mesure et dont une extrémité de sortie est couplée optiquement à un capteur optique 22. Ce capteur 22 est sensible à l'intensité du signal optique de mesure délivré par le coeur 21a du micro-guide auxiliaire 21. Dans la pratique, le capteur optique 22 est soit intégré dans la structure 2 soit rapporté sur cette structure et couplé par contact avec l'extrémité du micro-guide auxiliaire 21. A titre d'exemple, l'extrémité d'entrée du coeur de transmission 21a du micro-guide optique auxiliaire 21 est couplée au coeur de transmission 9 de micro-guide optique de façon à extraire une faible partie de l'intensité de l'onde optique circulant dans le coeur de transmission 9a du micro-guide optique de sortie 9, éventuellement en sélectionnant une longueur d'onde particulière de mesure. Le signal électrique de sortie du capteur 22 est délivré à une entrée 23 d'un comparateur 24 dont l'autre entrée 25 est sollicitée par un signal de référence. La sortie du comparateur 24 sollicite l'entrée d'un circuit de commande 26 dont la sortie est reliée à la ligne 20 d'alimentation électrique de l'organe d'entraînement 13a. Dans la pratique, le comparateur 24 et le circuit de commande 26 peuvent être extérieurs à la structure 2. Le dispositif de transmission 1 d'onde optique qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante. Lorsque la poutre flexible 4 n'est pas sollicitée par l'organe d'entraînement 13a, l'onde optique circulant dans le coeur de transmission 8a du micro-guide optique d'entrée 8 est envoyée dans le coeur de transmission 9a du micro-guide optique de sortie 9 en transitant via leurs surfaces d'extrémité adjacentes 6 et 7 placées en vis-à-vis, au travers de l'espace 4a. L'intensité de l'onde optique circulant alors dans le microguide de sortie 9 est normalement égale à l'intensité de l'onde optique circulant dans le micro-guide d'entrée 8. Sa valeur est donc normalement à un maximum. En activant l'organe d'actionnement 13 sous l'effet d'une énergie électrique délivrée par le circuit de commande 26, la poutre 4 est tirée par le bras latéral 13 et fléchie. En conséquence, la surface d'extrémité 6 du micro-guide d'entrée 8 glisse par rapport à la surface d'extrémité 7 du micro-guide de sortie 9 jusqu'à des positions relatives qui dépendent de la valeur du signal électrique de commande délivré par le circuit de commande 26. D'une manière générale, plus la surface d'extrémité 6 du micro-guide d'entrée 8 glisse par rapport à la surface d'extrémité 7 du micro-guide de sortie 9, plus l'intensité de l'onde optique circulant dans le micro-guide de sortie 9 diminue et plus, de façon correspondante, l'intensité de l'onde optique circulant dans le microguide de mesure 21 diminue. Si l'on souhaite que l'intensité de l'onde optique circulant dans le micro-guide de sortie 9 soit réglée à une valeur déterminée à une valeur inférieure à sa valeur maximum, on injecte dans le comparateur 24 un signal de référence 25 dont la valeur est associée à l'intensité souhaitée de l'onde optique dans le micro-guide de sortie 9. La valeur de ce signal de référence peut être extraite d'un tableau de correspondance entre les valeurs du signal électrique délivré par le capteur optique 22, les valeurs de l'intensité du signal optique de mesure circulant dans le micro-guide auxiliaire 21 et les valeurs de l'intensité de l'onde optique circulant dans le micro-guide de sortie 9. Le comparateur 24 délivre un signal de comparaison dont la valeur dépend de l'écart entre la valeur du signal délivré par le capteur optique 22 et la valeur du signal de référence 25. Le circuit de commande 26, soumis à ce signal de comparaison, est programmé de manière à délivrer un signal électrique à l'organe d'actionnement 13 dont la valeur est telle que la poutre 4 fléchit jusqu'à une position telle que la valeur du signal délivré par la capteur optique 22 devienne égale à la valeur du signal de référence 25, l'extrémité 6 du coeur de transmission 8a du micro-guide d'entrée 8 ayant glissée par rapport au coeur de transmission 9a du micro-guide d'entrée 9. La poutre 4 se place ainsi dans une position relative telle que la valeur souhaitée de l'intensité de l'onde optique circulant dans le micro-guide de sortie 9 soit atteinte. Il résulte de ce qui précède que l'organe de commande 13a, le micro-guide 21, le capteur optique 22, le comparateur 24 et le circuit de commande 26 constituent une boucle de régulation faisant en sorte que la valeur de l'intensité de l'onde optique circulant dans le micro-guide de sortie 9 soit réglée ou régulée à une valeur déterminée, quelle que soit la valeur de l'intensité de l'onde optique circulant dans le micro-guide d'entrée 8 mais à condition bien entendu que cette valeur d'entrée soit supérieure ou égale à la valeur souhaitée de sortie. L'onde optique circulant dans le micro-guide de sortie 9 se trouve ainsi atténuée par rapport à l'onde optique circulant dans le micro-guide d'entrée 8. Afin de diminuer ou de supprimer les réflexions parasites susceptibles de se réinjecter dans le micro-guide d'entrée 8 lorsque ce dernier est décalé par rapport au micro-guide de sortie 9, on peut munir la surface 7, autour de l'extrémité du coeur de transmission 9a du micro-guide de sortie 9, d'une substance absorbante constituée par exemple, comme le montre la figure 3, par un dépôt de silicium amorphe 27. Dans une variante, on pourrait remplir l'espace 4a séparant les surfaces d'extrémité 6 et 7 du micro-guide d'entrée 8 et du microguide de sortie 9 d'un liquide dont l'indice de réfraction serait sensiblement égal à l'indice de réfraction des coeurs de transmission 8a et 9a des micro-guides d'entrée et de sortie 8 et 9, ce liquide remplissant par exemple la cavité 3. Ainsi, l'onde optique ne subirait ni réflexion ni déviation lors de son passage du micro-guide d'entrée 8 dans le micro-guide de sortie 9. Dans une autre variante, la couche 27 pourrait également être formée par un dépôt granuleux constituant une zone diffusante de l'onde optique. Le dispositif 1 de transmission d'onde optique réglable qui vient d'être décrit peut présenter de nombreuses applications. Il peut en effet être utilisé pour le réglage de l'intensité d'une onde optique par rapport à d'autres ondes optiques circulant dans d'autres micoguides du même dispositif ou d'autres dispositifs. Il présente un intérêt particulier lorsqu'il s'agit d'égaliser les valeurs des intensité de différentes ondes optiques devant être remultiplexer dans un seul guide optique. Dans une variante, le dispositif de transmission 1 pourrait présenter plusieurs micro-guides d'entrée 8 portés par des poutres différentes et plusieurs micro-guides optiques de sortie 9, auxquels seraient respectivement associées des chaînes de réglage constituées par des micro-guides de mesure 21, des capteurs optiques 22, des comparateurs 24 et des circuits de commande 26 et qui seraient soumis à la même valeur de référence 25, de telle sorte que les intensités des ondes optiques dans ces micro-guides de sortie 9 seraient égales. Dans une autre variante, une même poutre 4 pourrait présenter plusieurs micro-guides d'entrée 8 associés à plusieurs microguides optiques de sortie 9. Dans ce cas, tous les micro-guides d'entrée seraient simultanément réglés par rapport aux micro-guides de sortie grâce à un organe d'actionnement commun de cette poutre. Dans une autre variante, la poutre 4 pourrait constituer un commutateur commutant sélectivement le micro-guide d'entrée vers des micro-guides de sortie pour lesquels l'intensité de l'onde optique transmise devrait être réglée à une ou des valeurs déterminées. Dans une autre variante d'exécution, le micro-guide d'entrée 8 et/ou le micro-guide de sortie 9, intégré dans la structure, pourraient être remplacés par des fibres optiques fixées sur une structure support présentant une poutre. REVENDICATIONS 1. Procédé de transmission d'une onde optique dans une structure comprenant au moins un moyen de guidage optique d'entrée et au moins un moyen de guidage optique de sortie entre lesquels l'onde optique est susceptible de transiter via leurs surfaces d'extrémités adjacentes placées en vis-à-vis et dont l'un au moins est mobile par rapport à l'autre, caractérisé par le fait qu'il consiste : à capter un signal de mesure représentatif de l'intensité de l'onde optique dans le moyen de guidage optique de sortie (9) ; à comparer la valeur de ce signal de mesure à une valeur de référence associée à une valeur souhaitée de l'intensité de l'onde optique dans le moyen de guidage optique de sortie (9) de façon à délivrer un signal de comparaison dépendant du résultat de cette comparaison ; et à régler la position relative du moyen de guidage optique mobile (8) par rapport à l'autre en fonction de la valeur de ce signal de comparaison de façon à placer la surface d'extrémité (6) du moyen de guidage optique mobile (8) par rapport à la surface d'extrémité (7) de l'autre moyen de guidage optique (9) dans des positions relatives telles que l'intensité de l'onde optique dans le moyen de guidage optique de sortie (9) tende vers ou atteigne la valeur souhaitée précité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à soumettre plusieurs moyens de guidage optique de sortie à la même valeur de référence. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il consiste à soumettre plusieurs moyens de guidage optique d'entrée à la même valeur de référence. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le signal de mesure est obtenu par prélèvement d'une partie de l'onde optique. 5. Dispositif de transmission d'une onde optique comprenant au moins un moyen de guidage optique d'entrée et au moins un moyen de guidage optique de sortie entre lesquels une onde optique est susceptible de transiter via leurs surfaces d'extrémités adjacentes ainsi qu'un moyen d'actionnement pour déplacer l'un des moyens de guidage optique par rapport à l'autre de façon à déplacer ces surfaces d'extrémités l'une par rapport à l'autre, en particulier pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend : des moyens de détection (22) pour capter un signal de mesure représentatif de l'intensité de l'onde optique dans le moyen de guidage optique de sortie (9) ; des moyens de comparaison (24) pour comparer la valeur de ce signal de mesure à une valeur de référence associée à une valeur souhaitée de l'intensité de l'onde optique dans le moyen de guidage optique de sortie et délivrant un signal de comparaison dépendant du résultat de cette comparaison ; et des moyens de commande (26) soumis à ce signal de comparaison et délivrant un signal de commande dudit moyen d'actionnement (13a). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen anti-retour (27) placé dans l'espace (4a) séparant lesdites extrémités des moyens de guidage optique et permettant de limiter ou supprimer les réflexions optiques vers le moyen de guidage optique d'entrée. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que le moyen anti-retour comprend un liquide dont l'indice de réfraction est égal à ou voisin de celui desdits moyens de guidage optique. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que le moyen anti-retour (27) comprend une substance optiquement absorbante, placée sur une face d'extrémité entourant ladite extrémité du moyen de guidage optique de sortie. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait que le moyen anti-retour (27) comprend une substance absorbante optiquement placée sur une face d'extrémité entourant ladite extrémité du moyen de guidage optique d'entrée. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé par le fait que le moyen d'actionnement (13a) comprend une poutre flexible (4) en porte-à-faux qui porte le moyen de guidage optique (8) dont l'extrémité est située du côté de l'extrémité de cette poutre et des moyens de sollicitation (14,16) soumis auxdits moyens de commande (26) pour déformer cette poutre de façon à déplacer son extrémité. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les moyens de sollicitation comprennent des moyens capacitifs ou des moyens inductifs délivrant une force de sollicitation de ladite poutre sous l'effet d'un courant et/ou d'une tension électriques délivrés par lesdits moyens de commande. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé par le fait que l'un au moins desdits moyens de guidage optique comprend au moins un micro-guide optique intégré. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé par le fait que l'un au moins desdits moyens de guidage optique comprend au moins une fibre optique. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs moyens de guidage optique mobiles respectivement commandés par des moyens d'actionnement soumis à un signal unique de référence. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 14, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs moyens de guidage optique fixes dont les signaux optiques sont soumis à un signal unique de référence.