Brevet FR2833085A1 — publié le 20030606

Procédé et système pour réaliser des connexions optiques, et composants de connectique optique ainsi obtenus La présente invention concerne un procédé pour réaliser des connexions optiques. Elle vise également un système mettant en oeuvre ce procédé, ainsi que des composants de connectique optique ainsi obtenus. Le domaine de l'invention concerne principalement les télécommunications et plus généralement l'ensemble des technologies mettant en oeuvre des fonctions de transport d'information, de modulation et de commutation optique. Il existe déjà des procédés pour réaliser des connexions optiques basés sur le phénomène physique de double conjugaison de phase. Dans ces procédés, deux faisceaux sont appliqués sur un matériau de manière contrapropageante, et créent alors des réseaux de diffraction de Bragg dans le matériau, comme l'illustrent les documents US6005992 et W09839686. Ces réseaux de diffraction de Bragg provoquent pour chaque faisceau la génération de l'onde conjuguée de l'autre faisceau, c'est à dire l'onde identique en profil mais opposée en phase donc se propageant en sens inverse. La fonction d'interconnexion est donc réalisée et peut être étendue à des configurations complexes avec partitions. Cependant, la double conjugaison de phase interdit l'exploitation de la route tracée à une autre longueur d'onde que celle de l'inscription. Ceci impose en pratique, du fait des limites actuelles de la technologie en matière de photonique, que la source de signal soit la même que la source optique d'inscription. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de réalisation d'une connexion optique qui permette d'utiliser un faisceau porteur de signal de longueur d'onde différente ou non de celle des faisceaux d'inscription. Cet objectif est atteint avec un procédé pour réaliser une connexion entre deux guides optiques monomodes ou faiblement multimodes, caractérisé par une création d'un guidage optique dans un matériau non linéaire, réalisée par injection de faisceaux dans les guides à connecter. Par matériau non linéaire, on entend ici tout matériau présentant des modifications d'indice optique en réponse à un éclairement, notamment des matériaux photochimiques et des matériaux photopolymères. Dans une phase de création du guide optique de connexion, appelée dans la suite phase d'inscription, chaque guide optique à connecter envoie dans le matériau un faisceau, les deux faisceaux ainsi obtenus étant orientés de manière à se croiser en se propageant en sens inverse. Dans une phase d'exploitation, un faisceau porteur de signal entre dans le composant de connexion par l'un des deux guides considéré comme guide d'entrée, est guidé par le guide inscrit et sort par le second guide considéré comme guide de sortie. Dans une forme particulière de mise en oeuvre de l'invention, le matériau présente un effet mémoire, et le guide optique créé est maintenu au delà de ladite phase d'inscription après extinction des faisceaux d'inscription. Dans une autre forme de mise en oeuvre, le matériau ne présente pas d'effet mémoire et les faisceaux de la phase d'inscription sont maintenus au delà de ladite phase d'inscription. Cette invention s'inscrit dans le cadre de travaux scientifiques réalisés sur les paires solitons contrapropageantes photoréfractives. On entend par paire soliton est un soliton obtenu grâce à la superposition de deux faisceaux incohérents entre eux. Dans une paire soliton contrapropageante, les deux faisceaux se propagent en sens inverse. On sait aussi que l'autofocalisation des faisceaux est un phénomène plus général pour lequel le soliton est un cas limite. La diffraction est alors plus forte ou plus faible que l'effet non linéaire. L'effet photoréfractif est un effet non linéaire pour lequel une grandeur liée à un faisceau lumineux, telle que la fluence ou l'intensité, provoque une modification de l'indice de réfraction du matériau soumis à un rayonnement lumineux. On entend ici par fluence la densité spatiale d'énergie lumineuse d'un faisceau éclairant une surface. Dans le contexte des solitons, la diffraction d'un faisceau est compensée par un phénomène non linéaire. Le faisceau crée un guide optique induit dans un matériau par effet non linéaire. Le faisceau confiné dans le guide ne diffracte pas. Par ailleurs, l'effet mémoire procuré par la photoréfractivité permet d'obtenir un maintien du guide optique après extinction du faisceau. Ce guide peut être exploité par une onde subissant le phénomène non linéaire (effet Pockels) mais n'excitant pas le phénomène générateur (absorption). Il est à noter que les composants de connexion ainsi obtenus sont totalement bidirectionnels et que le faisceau utile porteur de signal peut être soit à la même longueur d'onde que les faisceaux d'inscription, soit à une longueur d'onde différente. Le procédé de réalisation de connexion selon l'invention peut être généralisé à la connexion entre une pluralité (n) de guides d'entrée et une pluralité (m) de guides de sortie, connectés par partitions ou non. Par partition, on entend qu'une partie des n guides d'entrée est connecté à une partie des m guides de sortie, tandis qu'une autre partie des n guides est connectée à une autre partie des m guides de sortie. Selon l'aptitude du matériau utilisé à effacer ou non la connexion réalisée, l'utilisation du procédé de réalisation de connexion selon l'invention pourra se faire soit dans le domaine du routage tout optique soit dans le domaine de la connectique. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un système pour réaliser une connexion entre deux guides optiques monomodes ou faiblement multimodes, mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour créer un guide optique dans un matériau non linéaire qui peut être ou non initialement homogène. Dans une forme de réalisation avantageuse, le système selon l'invention comprend, au titre des moyens de création de guide, des moyens pour inscrire dans le matériau un guide optique de connexion, comprenant des moyens pour envoyer dans le matériau un premier faisceau depuis un premier guide optique à connecter et un second faisceau depuis l'autre guide optique à connecter, ces deux faisceaux ainsi émis étant orientés de manière à se croiser en se propageant en sens inverse. Par ailleurs, lorsque le matériau de connexion ne présente pas un effet mémoire, le système selon l'invention peut comprendre en outre des moyens pour maintenir au delà de la phase d'inscription les faisceaux utilisés lors de ladite phase d'inscription. Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un composant de connectique optique mis en oeuvre dans un système de réalisation de connexion selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend un matériau non linéaire initialement homogène auquel sont reliés optiquement un premier et un second guides optiques à connecter, ce matériau étant prévu pour permettre la création d'un guide optique en son sein en réponse au croisement de deux faisceaux se propageant en sens inverse l'un de l'autre. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : les figures 1 et 2 illustrent schématiquement respectivement les phases d'inscription et d'exploitation du procédé de réalisation de connexion optique, mises en oeuvre dans un composant de connectique optique ; - la figure 3 représente un composant de connectique optique prévu pour connecter un guide optique à deux autres guides optiques ; et - la figure 4 représente un composant de connectique optique prévu pour connecter trois premiers guides optiques à trois seconds guides optiques selon deux partitions. Un composant de connectique optique 1 selon l'invention est réalisé dans un matériau non linéaire initialement homogène 100, tel que du titanate de baryum ou SBN (Strontium, Baryum, Niobate). Ce composant relie un premier guide optique 10 à un second guide optique 11. Lors de la phase d'inscription (figure 1), deux faisceaux Fi, Fi'se propageant en sens inverse l'un de l'autre sont envoyés dans le matériau 100 via les deux guides optiques 10,11 à connecter, ce qui conduit à la création d'un guide optique de connexion 12 au sein du matériau 100. A titre d'exemple non limitatif, la longueur d'onde des faisceaux d'inscription peut être choisie comprise entre dans le visible et le proche infrarouge. Lors de la phase d'exploitation, un faisceau porteur de signal Fe, entrant dans le composant 1 via le guide optique d'entrée 10, suit le guide optique de connexion 12 inscrit dans le matériau 100 et sort du composant 1 via le guide optique de sortie 13. Le procédé de réalisation de connexion selon l'invention peut aussi être mis en oeuvre pour la réalisation d'un composant de connexion optique 3, de type 1 vers 2 , entre d'une part un premier guide optique 30 et d'autre part, deux autres guides optiques 31,33, comme l'illustre la figure 3. Lors de la phase d'inscription, un faisceau d'inscription Fi est envoyé dans le matériau 100 via le premier guide optique 30 en contre-propagation par rapport à deux autres faisceaux d'inscription Fi', Fi'' envoyés eux aussi dans le matériau 100 via respectivement les deux autres guides optiques 31,33, ce qui conduit à la création et à l'inscription de deux guides optiques de connexion 34,32. On peut aussi réaliser un composant de connectique optique 4 selon l'invention du type 3 vers 3 avec partitions, comme l'illustre la figure 4. Le composant 4 est relié d'une part à un premier groupe de trois guides optiques 40,42, 44 et d'autre part à un second groupe de trois guides optiques 41,43, 45. Lors de la phase d'inscription, trois faisceaux d'inscription Fil, Fi2, Fi3 sont envoyés dans le matériau 100 via respectivement les trois guides optiques 40,42, 44 du premier groupe de guides optiques. Un faisceau d'inscription Fil'est envoyé en contre-propagation par rapport au faisceau Fil de sorte qu'un guide de connexion 48 est inscrit. Un faisceau d'inscription Fi2'est envoyé dans le matériau 100 via le guide optique 43 en contre-propagation par rapport au faisceau d'inscription Fi2, ce qui conduit à l'inscription d'un guide optique de connexion 50 au sein du matériau 100. Un troisième faisceau d'inscription Fi3'est envoyé dans le matériau 100 via le guide optique 45 en contre-propagation par rapport au faisceau d'inscription Fi3, conduisant à l'inscription d'un troisième guide optique de connexion 52 au sein du matériau 100. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, le procédé et le système de réalisation de connexion optique selon l'invention peuvent être appliqués pour la réalisation d'un routage tout optique ou encore pour la réalisation de guides dans des matériaux photopolymères. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser une connexion entre deux guides optiques (10,11) monomodes ou faiblement multimodes, caractérisé par une création d'un guidage optique (12) dans un matériau non linéaire (100), réalisée par injection de faisceaux dans les guides à connecter. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : - une phase d'inscription d'un guide optique de connexion (12), dans laquelle chaque guide optique à connecter (10, 11) envoie dans le matériau (100) un faisceau (Fi, Fi'), les deux faisceaux ainsi émis étant orientés de manière à se croiser en se propageant en sens inverse, et une phase d'exploitation, dans laquelle un faisceau porteur de signal (Fe) entre dans le matériau (100) par l'un des deux guides considéré comme guide d'entrée (10), est guidé par le guide inscrit (12) et sort par le second guide considéré comme guide de sortie (13). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau présente un effet mémoire dans lequel le guide optique créé est maintenu au delà de ladite phase d'inscription. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau ne présente pas d'effet mémoire et en ce que les faisceaux de la phase d'inscription sont maintenus au delà de ladite phase d'inscription. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, mis en oeuvre pour réaliser des connexions entre une première pluralité de guides d'entrée et une seconde connexion de guides de sortie. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les connexions sont réalisées par partitions dans lesquelles une partie de la première pluralité de guides d'entrée est connectée à une partie de la seconde pluralité de guides de sortie, tandis que l'autre partie de ladite première pluralité de guides d'entrée est connectée à une autre partie de ladite seconde pluralité de guides de sortie. 7. Système pour réaliser une connexion entre deux guides optiques monomodes ou faiblement multimodes, mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour créer un guide optique dans un matériau non linéaire. S. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend, au titre des moyens de création de guide, des moyens pour inscrire dans le matériau un guide optique de connexion, comprenant des moyens pour envoyer dans le matériau un premier faisceau depuis un premier guide optique à connecter et un second faisceau depuis l'autre guide optique à connecter, ces deux faisceaux ainsi émis étant orientés de manière à se croiser en se propageant en sens inverse. 9. Système selon la revendication 8, dans lequel le matériau de connexion ne présente pas un effet mémoire, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour maintenir au delà de la phase d'inscription les faisceaux utilisés lors de ladite phase d'inscription. 10. Système selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour réaliser des connexions entre une première pluralité de guides d'entrée et une seconde connexion de guides de sortie. 11. Composant de connectique optique (1) obtenu avec un système de réalisation de connexion selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un matériau non linéaire (100) auquel sont reliés optiquement un premier et un second guides optiques à connecter (10, 11), ce matériau étant prévu pour permettre la création d'un guidage optique (12) en son sein en réponse au croisement de deux faisceaux se propageant en sens inverse l'un de l'autre. 12. Composant de connectique optique selon la revendication 11, caractérisé en ce que le matériau présente en outre un effet mémoire. 13. Composant de connectique optique selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il est agencé pour réaliser des connexions entre une première pluralité de guides optiques d'entrée et une seconde pluralité de guides d'optiques de sortie. 14. Application du procédé et du système de réalisation de connexion optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour un routage tout optique. 15. Application du procédé et du système de réalisation de connexion optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour la connectique. 16. Application du procédé de réalisation de connexion optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour la réalisation de guides dans des matériaux par un processus physico-chimique et photochimique. 17. Application du procédé de réalisation de connexion optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour la réalisation de guides dans des matériaux photopolymères.