Brevet FR2839060A3 — publié le 20031031

FR 2839060 A3 20031031 FR 0205455 A 20020430 de la recharge de gaz contenue dans le vehicule (2). -1-. ATTENUATEUR OPTIQUE VARIABLE Domaine technique L'invention se rattache au domaine de la microelectronique, et plus particulierement au secteur des composants optiques realises a partir de structures microelectromecaniques, egalement appelees MEMS. L'invention vise plus particulierement des attenuateurs optiques variables, composants egalement connus sous l'abreviation VOA pour Variable Optical Attenuator. L'invention concerne plus specifiquement une nouvelle geometric utilisee pour realiser l'obturateur d'un attenuateur optique vanable. Technioues anterieures De fagon generale, un attenuateur optique variable est un composant optique utilise dans les reseaux de communications par fibres optiques, dans le but d'adapter la puissance optique transmise entre une fibre optique d'entree et une fibre optique de sortie. De multiples architectures ont deja ete proposees pour realiser des attenuateurs optiques variables, et notamment en utilisant des technologies MEMS. Un exemple d'attenuateur variable est decrit dans le document US 6 275 320. De facon classique, un attenuateur optique comprend deux canaux, destines a recevoir chacun une fibre optique, a savoir une fibre optique d'entree et une fbre optique de sortie. L'attenuateur comprend egalement une structure mobile, formant un obturateur, qui est deplacee par l'intermediaire d'un actionneur. En fonction de son deplacement, cet obturateur permet la transmission d'une partie variable de l'energie lumineuse issue de la fibre optique d'entree en destination de la fibre optique de sortie. Plus precisement, lorsque la paroi de l'obturateur penetre le faisceau issu de la fibre optique d'entree, une partie est reflechie, voire absorbee par cette paroi, le reste du faisceau se propageant a destination de la fibre optique de sortie. Un probleme se pose avec la partie du faisceau d'entree qui est reflechi sur -2 l'obturateur, puisque cette fraction reflechie peut interferer avec le faisceau d'entree, et perturber le reseau connecte a la fbre optique d'entree. Pour resoudre ce probleme, il a ete propose, dans le document US 6 246 826 d'incliner les canaux des fibres d'entree et de sortie par rapport a l'obturateur. Grace a cette disposition, la partie du faisceau d'entree qui se reflechit sur l'obturateur n'est pas colineaire avec le fais c e au d' entree, et les ris ques de perturb ations de la fbre optique d'entree vent diminues. Toutefois, une telle solution presente ['inconvenient d'augmenter tres fortement la surface de substrat occupee par l'attenuateur variable. Cette contrainte est d'autant plus importante que pour diminuer les phenomenes de reflexion, on sonhaite generalement que ['angle d'incidence du faisceau issu de la fbre optique stecarte le plus possible de la normale a la face de ltobturateur correspondent. En outre, cette disposition allonge la course de l'obturateur, ce qui a des consequences sur la geometric de l'actionneur, et sur la puissance consommee. Un probleme que se propose done de resoudre ['invention est celui de pouvoir concilier a la fois les exigences relatives a ['elimination ou tout au moins la diminution des problemes de reflexion du faisceau d'entree, avec la limitation de la surface de substrat occupee par l'attenuateur variable. Expose de ['invention L'invention concerne done un attenuateur optique variable qui comporte des structures micro - electromecaniques (MEMS) realis ee s sur un sub strat. Le sub strat peut par exemple etre a base de materiau semi conducteur tel que du silicium, mais egalement a base de materiaux dielectriques. Parmi ces structures MEMS, on compte notamment des canaux d'entree et de sortie, alignes dans l'axe l'un de l'autre, et destines a recevoir des fibres optiques respectivement d'entree et de sortie. L'attenuateur comporte egalement de facon connue un obturateur mobile apte a se translater de facon controlee dans l'espace entre les canaux d'entree et de sortie et ce, perpendiculairement a l'axe desdits canaux d'entree et de sortie. -3 Conformement a ['invention, la face de l'obturateur en regard du canal d'entree presente une inclinaison non nulle par rapport a la direction de deplacement de l'obturateur. Autrement dit, la face de l'obturateur sur laquelle vient se reflechir le faisceau issu de la fbre d'entree n'est pas perpendiculaire a cette derriere, mais presente une certaine inclinaison. De la sorte, le faisceau reflechi sur l'obturateur ne vient pas perturb er le faisceau d'entree et c e, bien que l'obturateur s e depl ace perpendiculairement au faisceau d'enkee. Grace a cette disposition, on beneficie des avantages en terme de surface occupee sur le substrat que l'on observe avec les attenuateurs dont l'obturateur se deplace perpendiculairement au faisceau d'entree. On elimine par la meme disposition les perturbations relatives aux phenomenes de reflexion du faisceau d'entree. Avantageusement en pratique, l'inclinaison de la face de l'obturateur en regard du canal d'entree par rapport a la direction de deplacement de l'obturateur est choisie au voisinage de 45 degree. De cette maniere, le faisceau reflechi sur l'obturateur se retrouve sensiblement parallele a la direction de deplacement de l'obturateur, c'est-a-dire dans une direction particulierement eloignee du faisceau 2 0 d' entree. Les p erturb ations de ce fai sceau d' entree vent done tres fortement attenuees, et voire totalement annulees. L'invention couvre egalement des variantes dans lesquelles l'inclinaison de la face de l'obturateur est inferieure. Toutefois, il convient que cette inclinaison soit superieure a l'inclinaison minimale pour laquelle la partie reflechie du faisceau d'entree ne peut repenetrer dans la fbre d'entree. Dans une variante de realisation, les deux faces de l'obturateur, situees en regard des canaux d'entree et de sortie peuvent presenter chacune une inclinaison non nulle par rapport a la direction de deplacement de l'obturateur. Avantageusement, ces deux faces peuvent 8tre symetriques par rapport a l'axe de deplacement de l'obturateur. Grace a cette disposition, il est possible d'utiliser l' attenuateur optique s ans se soucier du canal dans lequel sera mi se en p lace la -4 fibre optique d'entree, puisque les proprietes d'annulation des phenomenes de reflexion arriere vent identiques de chaque cote de l'obturateur. Dans d'autres variantes, l'attenuateur peut comporter plusieurs obturateurs venant se chevaucher sur le trajet du faisceau d'entree pour obtenir une attenuation totale. Description sommaire des fiaures La maniere de realiser ['invention ainsi que les avantages qui en decoulent ressortiront bien de la description du mode de realisation qui suit, a l'appui de ['unique figure annexee correspondent a une vue de dessus de la partie centrale d'un attenuateur variable conformement a ['invention. Maniere de realiser ['invention L'attenuateur optique (1) illustre a la fgure comporte deux canaux (2, 3) destines a recevoir les fibres optiques respectivement d'entree (4) et de sortie (5). L'attenuateur comporte egalement un obturateur (10) qui est monte a l'extremite d'une poutre (11), elle-meme mobile par l'intermediaire d'un actionneur (6) constitue de deux peignes interdigites (13, 14). Lorsqu'une tension est appliquee entre les peignes (13, 14), le peigne mobile (14) est attire par le peigne fxe (13) de sorte que la poutre (11) se deplace parallelement a son axe de symetrie (15). Bien entendu, d'autres actionneurs que ceux illustres a la fgure peuvent etre employee pour provoquer le deplacement de l'obturateur (10), sans sortir du cadre de ['invention. Conformement a ['invention, ltobturateur (10) presente une forme telle que ses faces (20, 21) ne vent pas paralleles a l'axe (15) de deplacement de l'obturateur, mais presentent au contraire une inc linais on qui e st preferentiellement de l' ordre de degree par rapport a ce meme axe. Compte-tenu du fait que ltobturateur (10) se deplace perpendiculairement a l'axe (7) des fbres, les faces (20, 21) de ltobturateur (10) presentent egalement une inclinaison de 45 degree par rapport a la direction de propagation des faisceaux. Dans la forme illustree, l'obturateur (10) constitue un -5 element situe en extremite de la poutre (11), et ce pour limiter la masse de la partie mobile, pour des questions de consommation d'energie. De la sorte, lorsque le faisceau d'entree (30), issu du cceur (8) de la fibre d'enkee (4) parvient sur l'obturateur (10), une fraction seulement (31) parvient a destination de la fibre optique de sortie (5). L'autre portion (32) est reflechie sur la face (20) de l'attenuateur. Cette portion (32) se propage en dehors de liespace situe entre les deux canaux (2, 3). Il ressort de ce qui precede que l'attenuateur optique conforrne a ['invention presente l'avantage essentiel de limiter les phenomenes de reflexion dans la fibre d'entree, tout en permettant de profiler des avantages d'une kanslation de l'attenuateur perpendiculairement au faisceau d'entree. La surface de subskat occupee est done limitee, et certaines proprietes d'auto-alignement, consequences des proprietes cristallographiques de certains subskats peuvent etre avantageus ement mi s es a pro fit. -6 RE'VENDICATIONS 1/ Attenuateur optique variable (1) comportant des structures micro eleckomecaniques realisees sur un substrat (9), et notamrnent: s - des canaux d'entree (2) et de sortie (3), alignes dans l'axe (7) l'un de l'autre, et destines a recevoir des fibres optiques respectivement d'entree (4) et de sortie (5), - au moins un obturateur mobile (10) apte a se translater de fa,con controlee dans l'espace entre les canaux d'entree (2) et de sortie (3), et ce perpendiculairement a l'axe (7) des canaux d'entree et de sortie, caracterise en ce que la face (20) de liobturateur en regard du canal d'entree (2) presente une inclinaison non nulle par rapport a la direction de deplacement (15) de ltobturateur (10) 2/ Attenuateur optique variable selon la revendication 1, caracterise en ce que la face (20) de ltobturateur en regard du canal d'entree presente une inclinaison voisine de 45 degree par rapport a la direction de deplacement (15) de l'obturateur (10). 3/ Attenuateur optique variable selon la revendication 1, caracterise en ce que les deux faces (20, 21) de l'obturateur (10), situees en regard des canaux d'entree (2) et de sortie (3) presentent une inclinaison non nulle par rapport a la direction de deplacement (15) de l'obturateur (10). 4/ Attenuateur optique variable selon la revendication 1, caracterise en ce que les deux faces (20, 21) de l'obturateur situees en regard des canaux d'entree et de sortie vent symetriques par rapport a l'axe de deplacement (15) de l'obturateur (10).