Brevet FR2822248A1 — publié le 20020920

La présente invention concerne le domaine des connecteurs pour fibres optiques. Plus précisément, la présente invention concerne un dispositif conçu pour permettre la connexion d'une fibre bi-coeur à des fibres standards de télécommunications. Les fibres bei-coeurs sont bien connues de l'homme de l'art. Leur structure ne sera donc pas décrite dans le détail par la suite. Néanmoins on rappellera ci-dessous quelques données de base relatives à ces fibres bi-coeurs, en relation avec les figures 1 et 2 annexées. La figure 1 représente une fibre bi-coeur dans sa forme la plus générale qui soit. La fibre bi-coeur possède généralement deux coeurs 10,20 délimités par les surfaces S4 et S4', le plus souvent circulaires mais pas nécessairement, par où se propagent les signaux lumineux. Selon la figure 1, le coeur 10 est circulaire de révolution, tandis que le coeur 20 est elliptique. Ces coeurs peuvent être dopés par des ions de terre rare pour des applications ayant trait à l'amplification. d caractérise la distance entre les deux coeurs 10, 20. Les coeurs 10, 20 peuvent être entourés d'une zone 30, 40 de propriétés différentes, délimitées par les surfaces S3 et S3' (remarque : S3 (S3') n'est pas nécessairement en contact avec S4 (S4'). Ces zones 30,40 peuvent être photosensibles pour des applications nécessitant une photoinscription de réseaux de Bragg. S3 et S3'peuvent avoir n'importe quelle forme géométrique et accepter n'importe quel dopant usuel pour des applications tels que maintien de polarisation, amplificateur, etc... La zone délimitée par la surface S2, généralement appelé gaine optique 50, est souvent non dopée. Elle peut prendre les formes géométriques diverses et variées. La gaine optique 50 est à son tour entourée par un revêtement de protection 60 délimité par la surface SI, généralement circulaire. La figure 2 correspond au cas simplifié où les surfaces S3 et S3', S4 et S4' sont identiques. SI est circulaire et possède un diamètre de plusieurs centaines de microns. Soit d la distance entre les coeurs et d2 la largeur du rectangle circonscrivant la surface S2, la longueur de ce rectangle est d2+d. Une fibre bi-coeur ne peut être raccordée directement à deux fibres monocoeurs, du fait de l'entraxe minimal résultant de la juxtaposition de deux fibres monocoeurs. De fait la distance entre les deux coeurs d'une fibre bi-coeurs est généralement comprise entre 30 et 100 um, tandis que la distance minimum qui peut être atteinte en plaçant deux fibres monocoeur côte à côte, pour rapprocher le plus possible les coeurs de deux fibres, est égale au diamètre extérieur de la gaine des fibres monocoeur, qui est typiquement au minimum de 125 u. m. Différentes solutions ont déjà été proposées pour assurer le raccordement de fibres bi-coeurs à des fibres monocoeurs. Une solution consiste à intercaler un guide d'onde planaire entre les entrées/sorties des fibres bi-cceurs et les fibres monocoeurs associées. Cette solution est cependant onéreuse. Une autre solution consiste à fusionner et étirer deux fibres monocoeurs. Cependant cette solution est difficile à réaliser et, pour permettre un bon rendement de couplage, nécessite une fibre bi-coeur ayant des dimensions géométriques qui s'éloignent du standard des télécommunications.. Au vu de l'état de l'art, la présente invention a pour but de proposer de nouveaux moyens permettant le raccordement d'un fibre bi-coeur à des fibres monocoeurs, assurant de bonnes performances optiques, principalement le couplage, et économiques (faible coût, réalisation aisée). Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un ensemble comprenant : au moins une fibre bi-coeur, . un support adapté pour porter la fibre bi-coeur, au moins deux fibres monocoeurs amincies au niveau de leur gaine, selon un profil évolutif contrôlé sur une longueur déterminée de l'extrémité de ces fibres, . un support comportant des gorges en V ou en U adaptées pour porter les extrémités amincies des fibres monocoeurs, telles que l'entraxe en sortie des fibres monocoeurs coïncide avec l'entraxe de la fibre bi-coeur, et . des moyens aptes à fixer relativement les deux supports en position alignée des fibres. La présente invention concerne également en tant que tels les deux sous ensembles formés chacun respectivement de l'un des supports précités muni pour le premier de la fibre bi-coeur, et pour le second des fibres monocoeurs. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : . les figures 1 et 2 précédemment décrites, représentent schématiquement, selon des vues en coupe transversale, des fibres bi-coeurs connues, . la figure 3 représente une vue latérale d'une extrémité amincie selon la présente invention, d'une fibre monocoeur, . la figure 4 représente une vue en bout de la même fibre amincie, . la figure 5 représente une vue en bout d'un support portant deux fibres monocoeurs amincies, et . la figure 6 représente une vue similaire en bout d'un support portant une fibre bi- coeur. Les fibres monocoeurs 100,110 utilisées dans le cadre de la présente invention sont de préférence des fibres monomodes standard des télécommunications. Dans le cadre de la présente invention, le profil de l'amincissement de l'extrémité de la fibre monocoeur est globalement tronconique. On a représenté sur les figures 3 et 4 un mode de réalisation type d'amincissement de l'extrémité d'une fibre monocoeur, conforme à la présente invention. Cet amincissement se caractérise par une succession de tronçons de profil tronconique de longueur variable. L'angle de réduction de l'enveloppe externe tronconique est constant pour un tronçon donné. Il change en revanche d'un tronçon à l'autre. Typiquement il est ainsi prévu trois tronçons successifs Tl, T2 et T3. Typiquement le tronçon T2 a une longueur double du tronçon Tlet le tronçon T3 a une longueur triple du tronçon Tl. Par ailleurs typiquement chaque tronçon Tl à T3 conduit à une réduction du diamètre de la gaine de l'ordre de 1/4 de son diamètre. Plus généralement pour un amincissement sous forme de n tronçons successifs, la longueur des tronçons de Tal... Ti... à Tn évolue selon la loi i. Ll, dans laquelle i désigne le rang du tronçon et LI représente la longueur du premier tronçon., tandis que chaque tronçon Tl à Tn conduit à une réduction du diamètre de la gaine de l'ordre de 1/ (n+l) de son diamètre. En variante l'amincissement de l'extrémité de la fibre monocoeur peut être défini par une courbe continue et non pas par une suite de tronçons. L'amincissement de l'extrémité de la fibre monocoeur peut être réalisé à l'aide de tous moyens connus de l'homme de l'art. Il est de préférence obtenu par attaque chimique. Cependant en variante cet amincissement peut être réalisé par érosion mécanique. On notera que l'amincissement mécanique est réalisé selon la présente invention, par enlèvement de matière sur la gaine de la fibre. Il se distingue ainsi fondamentalement d'un étirement classique de fibre, en ce que selon l'invention, le diamètre du coeur de la fibre reste invariable. Par ailleurs l'amincissement mécanique réalisé selon la présente invention ne modifie pratiquement pas la taille de mode des fibres monocoeurs et permet par conséquent d'assurer un bon couplage avec la fibre bicoeur. Bien évidemment l'amincissement peut être réalisé simultanément sur un grand nombre de fibres. Une fois amincies, les fibres monocoeurs 100,110 sont positionnées sur un support ou socle 120. Celui-ci comporte des gorges en V (ou en U, voir toute autre forme géométrique adaptée aux fibres destinées à y être positionnées) 121,122 adaptées pour recevoir chacune, l'extrémité amincie d'une fibre monocoeur. Les gorges 121,122 sont non parallèles entre elles. Elles se rapprochent en direction du bord du support 120 destiné à être accolé à la fibre bi-coeur, de telle sorte que l'entraxe en sortie des fibres monocoeurs 100,110, au niveau de ce bord du support 120, coïncide avec l'entraxe de la fibre bi-coeur. Au niveau du bord du support 120, l'entraxe des fibres 100,110 est ainsi typiquement de 40 um. Sur la figure 5, cet entraxe est référencé d. Le support 120 est formé préférentiellement dans une plaquette de silice ou de silicium. Les gorges en V, 121,122, sont réalisées de préférence par attaque chimique. Le cas échéant le support 120 peut être positionné sur une lame de silice, pour renforcer l'ensemble. Après avoir été positionnées dans les gorges 121,122, les fibre monocoeurs 100,110 sont immobilisées sur le support 120 avec de la colle 123. L'embout ainsi obtenu est de préférence recouvert ensuite par une plaquette ou contre lame référencée 125 sur la figure 5. Les fibres monocoeurs sont ainsi prises en sandwich entre le support de base 120 et la contre lame 125. L'embout est par ailleurs de préférence poli, une fois les diverses opérations précitées réalisées. La fibre bi-coeur 130 a typiquement un entraxe d de l'ordre de 40 um avec une forme extérieure circonscrite par un rectangle de 110 x 150 u. m. Dans le cadre de la présente invention, une telle fibre bs-zur 130 est positionnée dans une gorge 142 en U formée dans un support ou socle 140. La largeur de la gorge 142 est de préférence complémentaire de la grande dimension du rectangle précité, de sorte que les axes des deux coeurs 10,20 de la fibre bi-coeur 130 soient placés dans un plan parallèle à la surface de base de la gorge 142. Le support 140 est de préférence formé à base de silice ou de quartz. La gorge 142 peut être réalisée par exemple à l'aide d'une scie. Après avoir positionnée la fibre bi-coeur 130 dans la gorge 142, celle-ci est de préférence immobilisée sur le support 140 grâce à de la colle 143. L'embout ainsi obtenu est de préférence recouvert ensuite par une plaquette ou contre lame référencée 145 sur la figure 6. La fibre bicoeur 130 est ainsi prise en sandwich entre le support de base 140 et la contre lame 145. Le porte fibre 140 et la fibre bi-coeur 130 sont ensuite de préférence polis. Il reste alors à mettre en regard les deux porte-fibres 120 et 140 et à ajuster ceux-ci soit dynamiquement, soit passivement selon la précision des dispositifs de micro-alignement, pour aligner les coeurs des fibres monocoeurs 100,110 sur les coeurs de la fibre bs-zur 130. Les deux porte-fibres 120 et 140 sont ensuite immobilisés dans la position optimale, à l'aide de tous moyens appropriés, par exemple par collage. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. Ainsi par exemple, le porte fibre 120 peut comporter un nombre de gorges 121, 122 supérieur à 2, et supérieur au nombre de fibres monocoeurs utilisées, les dites gorges étant espacées deux à deux d'un entraxe variable, qui s'écarte progressivement de la valeur de consigne d par pas de +/- 8 zu plus généralement, un espacement de pas variable. Typiquement on peut par exemple, mais non limitativement, prévoir 5 gorges séparées deux à deux de (d-2s), (d-s), d, (d+8), (d+2s). Cette disposition permet d'optimiser le processus d'alignement puisqu'elle permet de choisir l'entraxe des fibres monocoeurs qui est le plus adapté à la fibre bicoeur utilisée. Par ailleurs selon les applications visées, un organe à fonction optique, tel qu'une lame polarisante, peut être intercalée entre les extrémités des fibres monocoeurs et de la fibre bicoeur, avant d'aligner et de fixer relativement celles-ci. REVENDICATIONS 1. Ensemble de connexion entre fibre bicoeur et fibres monocoeurs, caractérisé en ce qu'il comprend : . au moins une fibre bi-coeur (130), . un support (140) adapté pour porter la fibre bi-coeur (130), . au moins deux fibres monocoeurs (100,110) amincies par enlèvement de matière, au niveau de leur gaine, selon un profil évolutif contrôlé sur une longueur déterminée de l'extrémité de ces fibres, . un support (120) comportant des gorges (121,122) adaptées pour porter les extrémités amincies des fibres monocoeurs (100,110), telles que l'entraxe en sortie des fibres monocoeurs (100,110) coïncide avec l'entraxe de la fibre bi-coeur (130), et . des moyens aptes à fixer relativement les deux supports (140,120) en position alignée des fibres. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le profil de l'amincissement de l'extrémité de chaque fibre monocoeur (100,110) est globalement tronconique. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le profil de l'amincissement de l'extrémité de chaque fibre monocoeur (100,110) est défini par une courbe continue. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le profil de l'amincissement de l'extrémité de chaque fibre monocoeur (100, 110) est défini par une succession de tronçons de profil tronconique de longueur variable. 5. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le profil de l'amincissement de l'extrémité de chaque fibre monocoeur (100,110) est défini par une succession de n tronçons de profil tronconique successifs, la longueur des tronçons de Tl à Tn évoluant selon la loi i. Ll, dans laquelle i désigne le rang du tronçon et LI représente la longueur du premier tronçon., tandis que chaque tronçon Tl à Tn conduit à une réduction du diamètre de la gaine de l'ordre de 1/ (n+l) de son diamètre. 6. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les gorges (121, 122) formées dans le support (120) des fibres monocoeurs (100, 110) sont non parallèles entre elles et se rapprochent en direction du bord du support (120) destiné à être accolé à la fibre bi-coeur, de telle sorte que l'entraxe en sortie des fibres monocoeurs (100,110), au niveau de ce bord du support (120), coïncide avec l'entraxe de la fibre bi-coeur. 7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le support (140) de la fibre monocoeur (150) possède une gorge (142) en U. 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la largeur de la gorge (142) est complémentaire de la grande dimension de la fibre bicoeur (150). 9. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'un au moins des supports (120,140) est formé à base de silice, de silicium ou de quartz. 10. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que chaque fibre (100,110, 130) est collée sur son support respectif (120,140). 11. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que chaque support (120,140) est revêtu d'une contrelame (125,145). 12. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le support (120) de fibres monocoeurs comporte un nombre de gorges (121, 122) supérieur à 2, et supérieur au nombre de fibres monocoeurs utilisées, les dites gorges étant espacées deux à deux d'un entraxe variable, qui s'écarte progressivement de la valeur de consigne d par pas de +/-s ou d'un pas variable. 13. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'une lame polarisante, est intercalée entre les extrémités des fibres monocoeurs (100,110) et de la fibre bicoeur (130), avant d'aligner et de fixer relativement celles-ci. 14. Embout pour la mise en oeuvre d'un ensemble conforme à l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il comprend une fibre bicoeur (130) et un support (140) adapté pour porter la fibre bs-zur (130). 15. Embout pour la mise en oeuvre d'un ensemble conforme à l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux fibres monocoeurs (100,110) amincies par enlèvement de matière, au niveau de leur gaine, selon un profil évolutif contrôlé sur une longueur déterminée de l'extrémité de ces fibres et un support (120) comportant des gorges (121, 122) adaptées pour porter les extrémités amincies des fibres monocoeurs (100, 110), telles que l'entraxe en sortie des fibres monocoeurs (100, 110) coïncide avec l'entraxe de la fibre bicoeurs (130),