FR 2810416 A1 20011221 FR 0007757 A 20000616 L'invention porte sur un dispositif capable d'interconnecter deux ensembles de fibres optiques et concerne en premier lieu le domaine des équipements de télécommunications. Il peut être utilisé dans les n#uds de différents types de réseaux de télécommunications optiques, notamment dans équipements de brassage ou commutation dans les réseaux utilisant la technologie de multiplexage en longueur d'onde (WDM). Des équipements de brassage optique commencent à être utilisés à titre expérimental dans les réseaux de transport optiques et devraient être déployés à grande échelle dans les prochaines années. La fonction de brassage optique reconfigurable permet, dans un n#ud du réseau WDM, l'établissement et la reconfiguration de connexions entre des canaux optiques entrants et des canaux optiques sortants. Elle répond dans un premier temps à des besoins de sécurisation du réseau en cas de pannes de liens ou de n#uds, grâce à la possibilité de surpassement des n#uds par les canaux WDM. Dans ce cas, la reconfiguration des brasseurs est assurée par des organes d'administration du réseau. Cette possibilité de reconfiguration des brasseurs optiques permet plus généralement de passer d'une juxtaposition de liens WDM point-à-point à une véritable couche optique flexible dont la granularité est la longueur d'onde (ou canal optique), c'est-à-dire 2,5 ou 10 Gbit/s. Ce besoin de flexibilité de la couche optique est lié en particulier à l'augmentation du trafic Internet et à la nécessité de gérer les capacités de transmission WDM de plus en plus importantes qui en résultent. De façon plus générale, cette invention concerne tous les domaines où l'aiguillage de faisceaux optiques est nécessaire. Des matrices de commutation pour des brasseurs optiques ont été réalisées en technologie électronique. Plusieurs constructeurs (Tellium, Nortel, Ciena, Monterey Networks, Sycamore, Nexabit Networks) ont annoncé des produits mettant en #uvre cette technologie. vendeurs et multi-débit. Il est par contre relativement clair que ces technologies ne pourront s'imposer sur le marché que si leur coût est compétitif par rapport aux technologies électroniques. Parmi les technologies tout-optique disponibles, des solutions appelées optomécaniques ont une bonne maturité et d'excellentes performances optiques (DICON, JDS, AMP,...). Elles sont néanmoins caractérisées par un encombrement important et un prix qui devient vite prohibitif en fonction du nombre de ports. Des matrices thermo-optiques intégrées sont-elles aussi disponibles, soit en technologie polymère (JDS), soit en technologie silice (NEL). L'obtention d'un nombre de ports supérieur à 16 reste problématique. D'autres technologies intégrées, comme le Niobate de Lithium ou le Phosphure d'Indium nécessitent encore des développements significatifs pour arriver à des matrices performantes et de grande capacité. Les technologies précédentes souffrent d'un manque d'intégration (cas des systèmes NxN, à N entrées et N sorties, basés sur l'utilisation de 2N déflecteurs discrets 1 xN) soit nécessitent un nombre de composants élémentaires élevé limitant les possibilités d'intégration à compter de N = 16 ou 32 (cas des matrices intégrées planaires). Aussi, l'effort de recherche s'est orienté vers des solutions capables d'offrir d'ici quelques années des capacités élevées à un coût réaliste, en s'appuyant sur des technologies, ayant déjà acquis une certaine maturité hors du champ de l'optoélectronique traditionnelle. Des dispositifs micro-mécaniques sur Silicium (MEMS) sont étudiés pour des applications au brassage optique, essentiellement aux USA (AT&T, IMMI, OMM, Astarte, Lucent, Xros,...) Ces derniers mettent en oeuvre des matrices de commutation à base de micromiroirs sur silicium capables de défléchir un faisceau optique suivant deux axes. Un brasseur optique de 576 ports a été réalisé par Texas Instruments et Astarte. De son côté, Lucent annonce la commercialisation fin 2000 d'un 'Wavestar lambda router', de 256 ports. Xros a pour sa part présenté un prototype de 1152 ports, avec une commercialisation prévue début 2001. L'utilisation de micromiroirs est notamment intéressante du point de vue de l'insensibilité à la longueur d'onde et de l'indépendance à la polarisation. Il reste toutefois que cette technologie émergente suscite des interrogations en matière de fiabilité, d'asservissement angulaire et de rendements de fabrication, dans le cas de matrices de plusieurs dizaines de micromiroirs ayant chacun un diamètre de quelques centaines de m. Les technologies de cristaux liquides, qui ont un bon niveau de maturité pour les applications de visualisation, offrent également des perspectives intéressantes. NTT et France Télécom, ont réalisé différentes démonstrations, en cascadant plusieurs étages de cellules à cristal liquide et des cristaux biréfringents de calcite (par exemple 11 étages pour 64 ports). Des dispositifs de capacité plus réduite, utilisant également la rotation de polarisation dans un cristal liquide, sont proposés au Japon par NEL, aux USA par Chorum et Spectraswitch. L'utilisation de réseaux de diffraction créés dans des cellules à cristal liquide de haute résolution a également été envisagée depuis plusieurs années (NTT, Université de Cambridge, ENST Bretagne, France Télécom). Pour interconnecter efficacement deux ensembles de fibres monomodes, il est nécessaire de cascader deux étages de déflexion. Cette approche a été utilisée dans un démonstrateur de capacité 16x16 à base de deux barrettes de réseaux holographiques enregistrés sur un support photosensible [6] et également dans un système 8x8 mettant en #uvre deux barrettes de déflecteurs à cristaux liquides. Par ailleurs l'emploi général de réseaux de diffraction à base de cristaux liquides adressés électriquement a été proposé par différents laboratoires, dans diverses applications. Dans ces dispositifs, une tension électrique appliquée localement au bornes d'un cristal liquide de nature appropriée permet de créer une variation locale d'indice de réfraction ou de biréfringence. En faisant varier cette valeur suivant un ou deux axes il est possible de créer une structure qui va diffracter un faisceau incident dans une ou plusieurs directions privilégiées, dépendant du profil spatial de la variation d'indice : on obtient ainsi une fonctionnalité de déflecteur de faisceau. Jusqu'à présent les travaux dans le domaine des aiguilleurs optiques se sont limités à des dispositifs dans lesquels les faisceaux subissent une seule déflexion (Cf. les travaux de NTT [1], de l'Université de Cambridge [2, 3], et de l'ENST Bretagne [4]). Cette approche convient à des matrices de type 1 xN, à 1 entrée et N sorties [1,3, 4] ou éventuellement des matrices NxN de capacité réduite [2]. En effet, dans ce dernier cas on introduit obligatoirement, avec des fibres monomodes, une perte d'un facteur 1/N. Les capacités démontrées expérimentalement avec cette approche sont restées modestes : 1 x8 [5] et 1 x 14. Les dispositifs à cristaux liquides proposés ne permettent de connecter qu'un faible nombre de fibres. L'invention se propose de résoudre cet inconvénient grâce à un aiguilleur de faisceaux optiques comprenant une série de canaux optiques d'entrée et une série de canaux optiques de sortie, deux cellules à modulation spatiale d'indice optique aptes à respectivement dévier un faisceau optique sortant d'un canal d'entrée et arrivant sur un canal de sortie, caractérisé en ce que chaque série de canaux optiques est répartie selon deux dimensions transversales à la direction des canaux et en ce que les cellules à modulation spatiale d'indice sont chacune prévue pour produire des déviations selon ces deux dimensions. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un aiguilleur selon l'invention ; - la figure 2a est une vue en coupe longitudinale d'un aiguilleur en transmission et incidence normale - la figure 2b est une vue en coupe longitudinale d'un aiguilleur en transmission et incidence inclinée, - la figure 2c est une vue en coupe longitudinale d'un aiguilleur en réflexion avec miroir intermédiaire, - la figure 3 est une vue de face d'un ensemble de deux cellules de déviation comportant chacune deux parties destinées chacune à dévier respectivement l'un et l'autre sous-faisceau issu à chaque fois d'une séparation d'un faisceau d'entrée, ces deux parties constituant à chaque fois une série de lignes appartenant alternativement à une première et à une seconde partie ; - la figure 4 est une vue de face d'un ensemble de deux cellules de déviation comportant chacune deux parties destinées chacune à dévier respectivement l'un et l'autre sous-faisceau issu à chaque fois d'une séparation d'un faisceau d'entrée, ces deux parties constituant à chaque fois des surfaces non entrelacées ; - la figure 5 représente, dans un dispositif selon l'invention, un référentiel centré sur un axe optique d'une macrolentille, et la position dans ce référentiel de points de diffraction de différents ordres arrivant sur une cellule de sortie, après déviation par diffraction réalisée par une cellule d'entrée. - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale simplifiée d'un aiguilleur selon l'invention, dont les faisceaux optiques ont été rapportés dans le plan de la figure et dont les éléments optiques ont été rapportés le long du trajet des faisceaux ; Le dispositif d'interconnexion de la figure 1 présente des modules d'entrée/ sortie 100 et 200 constitués chacun d'une matrice de fibres optiques 110, 210 associée à une matrice de micro-lentilles 120,220 dont la fonction est de collimater sur une distance nécessaire au fonctionnement du système les faisceaux issus des fibres optiques. Les entrées et les sorties sont donc organisées en matrices à deux dimensions de faisceaux collimatés à l'aide de microlentilles. ' Il présente en outre des composants modulateurs spatiaux de lumière, ici à cristaux liquides 300 et 400, avec lesquels on peut créer des variations d'indice localisées, de façon à diffracter les faisceaux collimatés suivant des directions variables. Une première déflexion mise en #uvre par le dispositif 300 permet de diriger le faisceau incident vers la (ou les) directions correspondant à la (ou aux) fibre (s) sortie souhaitée(s). La seconde déflexion (cellule 400) permet de rendre parallèle l'axe du faisceau et celui de la fibre de sortie. Cette deuxième déflexion est indispensable pour assurer un couplage efficace dans cette dernière, notamment dans le cas (usuel) où l'on utilise des fibres optiques monomodes. Ces modulateurs spatiaux de lumière (ou "cellules" de déflexion) 300 et 400 fonctionnent en réflexion et sont situés dans un même plan. Ils sont divisés en "sous-cellules" dédiées chacune à une fibre d'entrée ou de sortie. Ainsi, seul un substrat de silicium est utilisé pour le contrôle des déflecteurs d'entrée et des déflecteurs de sortie, facilitant le positionnement et l'alignement du système ; Le dispositif de la figure 1 présente également une lentille 500 (plusieurs dans une variante), appelée ici macrolentille, par opposition aux microlentilles de collimation, dont un des rôles est d'éviter que la lumière directement réfléchie par les modulateurs spatiaux de lumière ne viennent perturber les canaux de sortie et faire en sorte qu'une même bande de fréquences spatiales soit utilisée sur l'ensemble des sous-cellules des modulateurs spatiaux de lumière, ce qui permet de limiter la bande passante (en fréquences spatiales) de ces composants. Un tel dispositif permet de limiter la bande de fréquence spatiale nécessaire pour un nombre donné d'entrées / sorties, et aussi d'améliorer significativement l'isolation optique entre les entrées / sorties non connectées (diminution de la diaphonie optique). Le positionnement judicieux des macrolentilles permet de minimiser, pour une capacité donnée du système, la bande de fréquences spatiales requise pour les modulateurs spatiaux de lumière, et, par voie de conséquence, de minimiser les pertes optiques du système et/ou d'améliorer sa compacité. Le présent aiguilleur comporte une optique intermédiaire, ici un miroir 600, permettant de diriger le faisceau, après déflexion par le premier modulateur spatial de lumière 300, vers le deuxième modulateur spatial 200. Des optiques supplémentaires (non représentées sur la figure 1) sont insérées entre les matrices de micro- et macro-lentilles pour séparer les deux composantes de polarisation transportées par les fibres optiques, notamment dans le cas où on utilise des fibres monomodes standard et des modulateurs spatiaux de lumière dont les caractéristiques dépendent de la polarisation (montage à diversité de polarisation). Le choix de la position des axes de la ou des macrolentille(s) 500 et l'organisation spatiale des modulateurs spatiaux de lumière en particulier dans le cas d'un montage à diversité de polarisation, est présenté en détail ci-après. On utilise des modulateurs spatiaux de lumière fonctionnant en réflexion : cette approche permet d'utiliser des composants à haute résolution réalisés sur un substrat non transparent (en premier lieu des modulateurs spatiaux de lumière à cristal liquide adressés par VLSI, ou d'autres technologies à base de modulateurs de phase électro-optiques reportées sur VLSI). Souvent ces modulateurs spatiaux sont sensibles à la polarisation : c'est le cas des modulateurs à cristaux liquides nématiques qui ne fonctionnent qu'en présence d'une polarisation rectiligne déterminée. D'autres composants peuvent présenter une sensibilité à la polarisation résiduelle, due par exemple à des imperfections de fabrication. Pour pallier cet inconvénient, on évite de travailler en incidence normale comme c'est le cas par exemple avec un montage à base de cubes de polarisation et de lames quart d'onde. On incline les cellules de déviation et les macrolentilles, de façon à écarter angulairement les faisceaux de la normale des cellules de déflexion. Cette solution peut bien sûr être utilisée, même lorsque les composants présentent une bonne insensibilité à la polarisation (cas par exemple de cristaux liquides ferroélectriques). Les figures 2a à 2c illustrent le passage d'un montage en transmission et incidence normale (Figure 2a) à un montage en transmission et incidence inclinée (Figure 2b), puis à un montage en réflexion avec miroir intermédiaire (Figure 2c). Remarquons que, dans le dispositif de la figure 1, les faisceaux incidents sur les cellules en réflexion passent deux fois dans la macrolentille 500, et les montages en transmission (c'est-à-dire sans réflexion) sont donc représentés avec une macrolentille de chaque côté des cellules de déflexion. Cette architecture est relativement compacte. Elle permet en outre, avant même de placer les macrolentilles, un alignement global du système à l'aide des faisceaux réfléchis directement par les cellules (ordres 0). D'autre part, il est utile que la cellule de déflexion d'entrée 300 soit dans le même plan que la cellule de sortie 400 : cela simplifie le montage final du système, et permet de bénéficier d'une grande précision de positionnement relatif des cellules de déflexion (en particulier lorsque le modulateur est réalisé à partir d'un circuit VLSI). Pour cela, il est proposé d'utiliser un miroir intermédiaire de repliement 600 entre entrées et sorties. On considérera par la suite le cas d'un miroir 600 plan mais d'autres types de miroir peuvent être utilisés. Le dispositif ne présente, dans le présente mode de réalisation, aucune partie mobile. Pour réaliser un système dit à diversité de polarisation , le faisceau issu d'une microlentille 500 est séparé en ses deux composantes de polarisation à l'aide d'une lame de calcite (ou d'un cube séparateur de polarisation selon une variante), puis la composante de polarisation orthogonale à la direction de frottement du cristal liquide est tournée de 90 à l'aide d'une lame demi-onde. Ainsi, dans ce dispositif, deux lames de cristal biréfringent associées à des lamelles demi-ondes (ou une cellule à cristaux liquides) et placées respectivement en entrée et en sortie du système permettent de rendre celui-ci insensible à la polarisation lumineuse, même si les modulateurs spatiaux de lumière sont sensibles à la polarisation lumineuse (diversité locale de polarisation). Chacune de ces deux composantes, dont une est réorientée, constitue un sous-faisceau qui est ensuite traité individuellement et indépendamment, c'est-à-dire que chaque cellule de déviation possède des zones distinctes qui dévient chacune une polarisation respective d'un même faisceau (polarisations momentanément ramenées parallèles l'une à l'autre après séparation). En sortie du système de commutation le processus inverse (lame demi-onde + calcite ou cube) permet de redifférencier les orientations et de recombiner les deux composantes de polarisation. Notons que les longueurs des chemins optiques suivis par ces deux composantes de polarisation devront être très proches (0,3 mm près, pour une dispersion de mode de polarisation (PMD) de 1 ps). Ce montage à diversité de polarisation double en pratique la capacité nécessaire. Deux options sont envisagées maintenant, en référence aux figures 3 et 4. A la figure 3, les cellules de déflexion 300 incluent des zones actives rectangulaires, comportant un entrelacement des lignes de sous-cellules, en appelant sous-cellule une partie d'une cellule qui dévie un seul faisceau. Ainsi, une ligne de sous-cellules appartient alternativement à la partie destinée à dévier les sous-faisceaux réorientés, et alternativement à la partie destinée à dévier les autres sous-faisceaux, non réorientés ici. Ainsi, pour un système de capacité NxN (N entrées et N sorties), et en notant M la racine carrée de N, la cellule de déflexion d'entrée 300 est composée de 2M lignes de M sous-cellules (2MxM). Les lignes paires sont utilisées pour la déviation des sous-faisceaux issus des composantes de polarisation horizontale et les lignes impaires pour la déviation des sous faisceaux issus des composantes verticales (d'autres dispositions sont également possibles). Dans cette option, l'élément séparateur de polarisation est préférentiellement une lame de calcite placée contre la matrice de microlentilles 120. Son épaisseur doit permettre un décalage entre composantes de polarisation correspondant à l'espacement centre à centre des sous-cellules de deux lignes consécutives. La rotation de polarisation est ensuite effectuée par N lamelles demiondes situées en vis-à-vis des lignes paires de sous-cellules. Ces lamelles peuvent être collées sur la lame de calcite. Cette fonction peut également être assurée par une cellule à cristal liquide en transmission du type nématique twisté dont les pixels sont des bandes situés en regard des lignes paires. Remarquons que ce montage nécessite des matrices de fibres et de microlentilles de forme rectangulaire, où le pas vertical est double du pas horizontal, lui-même égal au pas des sous-cellules. Selon une variante, les deux sous-faisceaux séparés, issus des deux composantes de polarisation, sont traités séparément par deux parties de déflexion formant des surfaces différentes dans chaque cellule 300 et 400. Dans l'exemple de la figure 4, ces parties sont de zone active carrée (MxM sous-cellules), soit un total de quatre parties de déflexion carrées pour l'ensemble des deux cellules 300 et 400 regroupées (2 pour l'entrée, 2 pour la sortie). Cela revient à réaliser, au sein de chaque cellule 300 ou 400, à chaque fois deux systèmes de commutation indépendants, un pour chaque composante de polarisation. Dans cette option, les matrices de fibres 110,210, et de microlentilles 120, 220, sont des matrices carrées régulières, dont le pas est sensiblement égal à celui des sous-cellules. L'élément séparateur de polarisation est préférentiellement un cube séparateur, placé contre la matrice de microlentilles 120,220, et une lame demi-onde est placée contre l'une des faces de sortie du cube. Ainsi, dans cette variante, deux ensembles constitués chacun d'un cube séparateur de polarisation, d'une lame demi-onde, et d'un autre cube séparateur, sont placés respectivement en entrée et en sortie du système, et permettent, associés à quatre zones actives de déflexion, de rendre le système insensible à la polarisation lumineuse, même si les modulateurs spatiaux de lumière sont sensibles à la polarisation (diversité globale de polarisation) Dans les deux exemples des figures 3 et 4, les zones actives de déflexion sont implantées sur un VLSI. Sur ces figures, un seul circuit VLSI englobe donc les zones actives de déflexion et permet de les contrôler simultanément. Sur les figures 3 et 4, les zones hachurées correspondent par exemple aux sous-cellules qui traitent la composante de polarisation horizontale, tandis que les zones blanches sont réservées à l'autre composante de polarisation. On a indiqué sur les figures 3 et 4 les positions des axes de macrolentilles, référencés X1 et X2 sur la figure 3 et X1, X2, X3, X4, sur la figure 4. Dans la variante de la figure 4, quatre macrolentilles sont utilisées, chaque macrolentille étant associée à une zone active de déflexion, et permettant d'augmenter la capacité, de diminuer les pertes optiques, et/ou d'améliorer la compacité du système. À noter que dans le cas d'une diversité globale de polarisation (figure 4), il est aussi possible de n'utiliser que deux macrolentilles au lieu de quatre, avec des axes positionnés de façon similaire au montage à diversité locale de polarisation (figure 3), mais les modulateurs spatiaux de lumière doivent alors disposer d'une résolution spatiale élevée . Lorsque l'on positionne une lentille 500 de telle sorte que l'on vise, en dehors de toute déviation par les cellules 300 et 400, une position en sortie (xs, ys) (dans le référentiel de la lentille, par rapport à son axe X) avec l'ordre 1 d'interférences, la position de l'ordre de diffraction m est donnée par (mxs, mys). On doit faire en sorte, dans le dimensionnement du système, que les positions des ordres parasites les plus gênants a priori (ordres-3, -2, -1, 0, 2 et 3 typiquement) tombent soit hors du champ de la cellule de sortie, soit entre deux ports de sortie voisins. Ainsi, on placera les axes de lentilles en dehors des zones actives, c'est à dire hors de la zone de trajet des faisceaux située entre les deux cellules 300 et 400, afin que l'ordre 0 et les ordres négatifs n'arrivent pas sur les cellules et ne soient donc gênants pour aucune des zones actives de déflexion. Plus précisément, on placera l'axe de lentille (figure 5) afin que les positions des centres de sous-cellules soient données, dans le référentiel de la lentille, par : @ [i entier positif, ou nul [xs=(1,25+ i).h entier positif, {ys=(0,5+j).h avec {j entier positif, négatif, ou nul, {ys=(0,5+j).h correspondants à une sous - cellule (i, j) où h est l'espacement centre à centre des sous-cellules (égal à celui des fibres, aux effets de parallaxe près). Avec cette disposition, seul l'ordre 5 de diffraction peut être gênant, car, lorsque l'on vise un port de sortie situé près de l'axe de lentille, cet ordre 5 peut tomber exactement sur un port de sortie tiers. Les autres ordres positifs potentiellement gênants (ordres 2 et 3 en particulier) peuvent être plus intenses que l'ordre 5, mais seront réinjectés de biais dans les fibres de sortie, donc plus atténués que l'ordre 5. Par rapport à une configuration où les positions des axes de macrolentilles ne sont pas optimisées, le gain en isolation optique pour le système complet est estimé à plus de 20 dB. Plus précisément, en référence à la figure 5, dans l'approximation paraxiale, le pas du réseau de diffraction, orienté perpendiculairement à la direction de déflexion, est inversement proportionnel à la longueur du vecteur reliant la projection de l'origine 0 de l'axe de la macro-lentille dans le plan de sortie au centre de la zone à atteindre (zone de la cellule 400 correspondant au canal de sortie souhaité). Sur la figure 5 on a représenté pour les zones situées les plus près de l'axe X, les droites reliant 0 au centre de la zone considérée. Lorsque l'on utilise l'ordre 1 de diffraction pour la communication optique (cas usuel pour des raisons de rendement meilleur des réseaux), le pas du réseau de diffraction est choisi de sorte que l'ordre 1 ait son centre en coïncidence avec le centre de la zone (ronds pleins sur la figure). La position des ordres supérieurs (d'ordre M > 1) est également représentée : ceux-ci sont dans le prolongement du vecteur reliant 0 au centre de la zone à atteindre, la distance de leur centre à 0 étant égale à M fois la distance de 0 au centre de l'ordre 1. Ils sont représentés sur la figure 5 par des ronds vides, dans le cas le plus fréquent où leur position est décalée par rapport au centre de la zone la plus proche, ce qui limite la quantité de lumière parasite injectée dans la fibre de sortie correspondante. Le rond hachuré correspond au cas où un ordre supérieur (ici l'ordre 5) voit son centre coïncider avec celui d'une des zones de sortie. Toutefois, comme cet ordre est élevé, seule une très faible proportion de lumière est diffractée dans sa direction, ce qui limite également la quantité de lumière parasite. Cette situation tient à un choix judicieux de la position de centre de la lentille : il faut que ce centre soit proche du milieu d'un des côtés du carré (ou du rectangle dans le cas de la diversité locale de polarisation) constitué de l'ensemble des zones de sortie, de façon à ce que le pas de réseau minimum ne soit pas trop faible (ce qui serait le cas s'il fallait une déviation angulaire importante, due au placement du centre de la lentille dans une zone déportée du dispositif). Il faut également de préférence que le centre de la lentille soit éloigné du centre de la zone de déviation la plus proche, d'une distance au moins égale à la largeur h d'une zone, de façon à limiter la perturbation apportée par les ordres 0 des réseaux. Dans le cas de la figure 5, 0 est décalé suivant y d'une demi-hauteur de zone par rapport au centre de la sous-cellule la plus proche, et le décalage suivant x correspond aux 3/4 d'une largeur de zone par rapport cette fois au côté de la zone la plus proche (c'est-à-dire à 1,25 fois du centre de la zone la plus proche). Les positions des centres des zones sont donc, dans le repère de la macro-lentille, (ici dans le cas d'un système à 64 ports avec diversité globale de polarisation) : xs = (1,25 + i) h avec 0 # i # 7 ys = (0,5 + j) h avec -4 Cela implique qu'un faisceau d'ordre supérieur, centré en (mxs, mys), se retrouve centré sur une zone de sortie si et seulement si ces coordonnées sont de la forme ((1,25 + i) h, (0,5 + j)h). Les seuls cas où cela se produit sont lorsque l'ordre 1 correspond aux valeurs i=j=0 et m = 5 (en effet, 5 x 1,25 = 6,25 et 5 x 0,5 = 2,5) et, vu la symétrie par rapport à Ox, i=0, j=-1. D'autres décalages de la forme xs = (1 + #x + i) h, ys = (#y + j) h avec #x et #y non entiers, peuvent être utilisés. Toutefois dans le cas de zones 8 x 8, le choix précédent est un bon compromis. Par exemple si on laisse ys inchangé, et si on choisit #x = 0,20, on aura une coïncidence de position uniquement avec un ordre 6 (6 x 1,20 = 7,20) mais le décalage des ordres inférieurs est dans l'ensemble moins important. Avec #x = 0,30, on obtient jamais de coïncidence de position de position mais dont l'ordre 3 n'est décalé que de 10% suivant x. Si, par ailleurs, on écarte la position de la lentille de l'axe Ox (y # 0,5), par raison de symétrie, il apparaît que si l'influence des ordres supérieurs est diminué sur une des moitiés de la matrice de sortie, elle sera accrue sur l'autre moitié. Au final, le choix optimum dépendra du poids relatif des ordres de diffraction et du nombre de zones. De manière plus générale, on évite la transmission d'ordres non souhaités en plaçant la macro-lentille de telle sorte que son axe optique soit à une distance du centre de la zone la plus proche, mesurée parallèlement à l'une ou à l'autre des directions x ou y, qui ne soit pas un multiple de la distance entre deux zones successives, également mesurée selon cette même direction x ou y. Cette disposition est encore plus avantageuse quand elle se vérifie à la fois par rapport à l'axe x et par rapport à l'axe y. D'autre part, ce positionnement optimisé des axes de macrolentilles permet de minimiser la bande de fréquences spatiales requise pour les modulateurs spatiaux de lumière. Cette minimisation de la bande de fréquences spatiales permet d'augmenter la capacité du système, d'améliorer sa compacité, de diminuer les pertes optiques, ou encore de combiner plusieurs de ces trois possibilités. Dans les cas de figure décrits ci-dessus, le système d'interconnexion comportera deux ou quatre parties de déflexion traitant chacune 2MxM ou MxM faisceaux : deux cellules de zones actives carrées (composants insensibles à la polarisation) ; deux cellules de zones actives rectangulaires (diversité locale de polarisation) ; quatrecellules de zones actives carrées (diversité globale de polarisation). Il est généralement avantageux d'associer toutes ces zones actives au sein d'un modulateur spatial de lumière unique : par exemple, dans le cas d'un modulateur spatial de lumière à cristal liquide, cette approche permet de n'avoir à fabriquer qu'une cellule à cristal liquide par système d'interconnexion. Lorsque les zones actives sont équipées d'un circuit VLSI (circuit intégré sur silicium à haute intégration), il est également avantageux que ce circuit englobe un maximum de zones actives, compte tenu des limitations technologiques (dimension du réticule de photomasquage, surface d'une zone active et de son électronique périphérique, nombre et pas des plots de contacts, taille du joint de colle nécessaire à l'étanchéité de la cellule à cristal liquide,...). A court terme, pour une capacité de 64x64, il paraît, suivant les résultats présentés dans la section suivante, envisageable d'intégrer au plus deux zones actives carrées par circuit VLSI). Selon une variante, on intègre l'ensemble des zones actives au sein d'un seul circuit VLSI. Dans tous les cas, il est possible d'intégrer toutes les zones actives du système (2 ou 4) sur un seul substrat de silicium, ce substrat pouvant comporter 5 10 15 20 25 30 éventuellement plusieurs circuits VLSI. Cette intégration des deux cellules déviatrices 300 et 400 sur un seul substrat permet de contrôler très précisément le positionnement relatif de ces zones actives de déflexion, et facilite l'alignement des faisceaux optiques. Dans les systèmes d'aiguillage optique faisant appel à des composants diffractifs reconfigurables (comme par exemple les modulateurs spatiaux de lumière à cristaux liquides), les pertes de puissance optique associées à la déflexion de chaque faisceau optique dépendent de la valeur de l'angle de déflexion. Cette dépendance se traduit par une variation des pertes optiques totales du système d'aiguillage en fonction des entrées / sorties connectées. Comme expliqué ci-après, le système proposé permet, grâce à la présence d'une macrolentille devant chaque cellule 300 et 400, d'obtenir des pertes uniformes sur toutes les connexions possibles entre les entrées et les sorties du système, et ce sans avoir recours à un quelconque système d'asservissement en puissance optique. On remarque tout d'abord que les variations de pertes du système en fonction des connexions sont liées à celles des modules d'entrée (fibres + microlentilles + composants de traitement de polarisation éventuels), des deux étages de déflexion, et des modules de sortie. On a représenté sur la figure 6 l'effet des macrolentilles sur la répartition géométrique des faisceaux. Sur cette figure éclatée le long du trajet optique et correspondant au montage de la figure 1, (cette figure pourrait également représenter une variante sans déflexion), la lentille 500 de la figure 1 a été dédoublée pour illustrer le fait que, sur la figure 1, la lentille 500 est traversée deux fois par chaque faisceau. Pour une connexion donnée de l'entrée i vers la sortie j, et dans l'approximation paraxiale, l'angle de déflexion à l'entrée ne dépend, grâce à la présence d'une macrolentille convergent devant la cellule d'entrée 300 (ou de tout autre type de montage convergent, comme une série de lentilles sur le même trajet optique par exemple), que de la sortie (pas de l'entrée considérée). En effet, tous le ordres 0 de lumière étant, quelquesoit l'entrée considérée, focalisés sur l'axe de la macrolentille d'entrée, il faut, quelque soit l'entrée considérée, une même déflexion pour que l'ordre 1 soit dévié sur une sortie donnée. On peut donc corriger les pertes de déflexion d'entrée par un atténuateur à répartition d'atténuation fixe devant la cellule de sortie 400, référencé 450 sur la figure 6. De même, l'angle de déflexion à la sortie ne dépend, grâce à la présence d'une macrolentille convergente devant la cellule de sortie 400 (ou de tout autre type de montage convergeant sensiblement sur la cellule d'entrée, comme une série de lentilles sur le même trajet optique par exemple), que de l'entrée (pas de la sortie considérée). On peut donc corriger les pertes de déflexion de sortie par un atténuateur à répartition d'atténuation fixe devant la cellule d'entrée 300, référencé 350 sur la figure 6. Cette propriété intéressante du système, liée à l'utilisation des macrolentilles, permet d'écrire les pertes du système (en dB) sous la forme suivante : P e (i) pertes à l'entrée, dépendant de l'entrée i P(', i) = Pe () + Pl (j) + P2 (') p, (j) avec p, (y) pertes de déflexion à l'entrée 7)=eV)+(7)+2V)+U)SC On peut donc uniformiser les pertes du système d'aiguillage indépendamment de la configuration d'interconnexion de celui-ci, en plaçant des atténuateurs sur toutes les entrées et sur toutes les sorties du commutateur. Ces atténuateurs sont, selon une variante, des atténuateurs non programmables, de coût encore plus faible. Le présent dispositif utilise des atténuateurs réglables sur les entrées et les sorties, le préréglage des atténuateurs permettant d'obtenir des pertes optiques uniformes sur toutes les connexions possibles entre les entrées et les sorties du système, et indépendantes de la configuration de ces connexions. Les atténuateurs sont donc d'atténuation fixe. Les atténuateurs d'entrée [resp. de sortie] doivent être préréglés à des valeurs de pertes de type Cste - pc(i)- p2(i) [resp. Cste'- p,(j)- ps(j) ]. Ce préréglage des atténuateurs, effectué une seule fois lors de la phase d'alignement du système, permet de rendre les pertes du système indépendantes des connexions considérées ou de la configuration du système. Quand on utilise plusieurs lentilles associées chacune à des cellules différentes, on place avantageusement les centres optiques de ces lentilles sur des côtés opposés du trajet de la lumière, de sorte que les effets des lentilles se compensent et que les déviations à mettre en #uvre par les cellules déviatrices ne sont pas trop élevées. Un autre élément important est que l'encombrement longitudinal du système varie de façon quadratique avec le pas des pixels p : une technologie VLSI de haute résolution permet donc de concevoir des systèmes de commutation compacts et de grande capacité. Le dimensionnement d'un système de capacité 64x64 à base de modulateurs spatiaux de lumière à cristal liquide nématique sur VLSI a été décrit. Pour ces dimensionnement, on a utilisé des modulateurs spatiaux de lumière avec une taille de pixels de l'ordre de 10 à 13 m. Ces valeurs correspondent à ce qui est utilisé dans l'état de l'art des technologies cristal liquide sur VLSI utilisées pour les micro-écrans de visualisation [9]. Dans le cas présent, la cellule à cristaux liquides est intégrée sur un circuit d'adressage VLSI, c'est à dire que ses éléments essentiels sont apposés successivement et de manière irréversible sur ce circuit, ces étapes correspondant à une intégration. On a utilisé une filière VLSI 0,18 m. Par ailleurs, on a considéré la collimation de faisceaux gaussiens issus de fibres monomodes et notamment les effets de troncature liés à la taille finie des optiques de collimation et des sous-cellules de déflexion (en pratique le facteur de troncature, égal au rapport du diamètre utile sur le diamètre de mode doit rester proche de 1,5). Le tableau suivant récapitule les principaux paramètres caractérisant la géométrie retenue pour le système. Il présente deux variantes : la première (colonne de gauche) associe deux zones actives au sein d'un même réticule de photomasquage ; dansla seconde (colonne de droite), chaque zone active occupe un réticule. Ce tableau donne également les dimensions des zones actives, qui sont légèrement plus petites que les matrices de fibres (parallaxe), et leur implantation relative (écart bord à bord suivant x et y). Les dimensions du réticule sont calculées en tenant compte des marges nécessaires pour les joints de colle et les plots de contact. La surface occupée par les joints de colle est significative comparée à la surface utile du circuit. Nombre de bits 5 ou 6 5 ou 6 Espacement des fibres (mm) 1,00 1,00 Nombre de pixels par côté de fibre 96 96 Nombre total de pixels par zone active 768 768 suivant x Nombre total de pixels par zone active 1728 768 suivant y Pas des pixels dessinés ( m) 10,2 10,2 Largeur zone active suivant x (mm) 7,8 7,8 Espacement x des zones actives (mm) 23,4 22,2 Hauteur y totale des zones actives (mm) 17,6 7,8 Espacement y des zones actives (mm) 1,96 8,3 Ecart x des axes de lentilles (mm) 21,9 20,8 Ecart y des axes de lentilles (mm) 9,79 16,1 Largeur x matnce de fibres (mm) 8,00 8,00 Largeur y matnce de fibres (mm) 8,00 8,00 Angle maximum de déflexion ( ) 2,1 2,1 Distance de déflexion utilisée (mm) 250 250 Distance miroir/cellules (mm) 125 125 Focale lentilles (mm) 500 500 Inclinaison repliement ( ) 7,2 6,9 Distance microlentilles/cellules (mm) 40 41 Rayon de faisceau sur microlentilles et ( m) 352 352 cellules Facteur de troncature 1,42 1,4 Facteur de parallaxe 0,980 0,980 Pas des pixels effectifs ( m) 10,4 10,4 Facteur de remplissage pixel (linéaire) (%) 93,7 93,7 Facteur de remplissage rampe de phase (%) 93 93 Rendement optique pour une déflexion (%) 55 55 Pertes système (déflexions uniquement) (dB) 5,2 5,2 Grâce à ce dispositif, on peut montrer à partir de considérations générales sur la propagation des faisceaux optiques en espace libre que toutes les dimensions du système de commutation sont sensiblement proportionnelles au nombre d'entrées/sorties du système. 1. H. Yamazaki, M Yamaguchi, and K Hirabayashi, "Estimation of the possible scale of holographic switches with liquid-crystal displays ", Appl. Opt., 34, 1333-1340 (1995) 2. D. C. O'Brien, R.J. Mears, T.D. Wilkinson, and W.A Crossland, "Dynamic holographie interconnects that use FLC SLM's", Appl. Opt., 33,2795 (1994) 3. D. C. O'Bnen, W.A. Crossland, and R.J. Mears, "A holographically routed optical crossbar: theory and simulation ", Opt Comp. and Process., 1,233-243 (1991) 4. P. Berthelé, B. Fracasso and J.-L. de Bougrenet de la Tocnaye, "Single-mode fibre optical switch using a polarisation insensitive liquid crystal spatial light modulator", Applied Optics, Vol. 37, pp 5461-5468 (1998) 5. W A. Crossland et al., "Beam steering optical switches using LCOS . the 'ROSES' demonstrator", IEE seminar on "Microdisplay and smart pixel technologies", 1-7, London, March 2000 6. L Bonnel and P. Gravey, "Holographie switching between single mode fibres: evaluation of a 16x16 demonstrator and perspectives", Proc. Photomcs in Switching'96, PThD4 7. N. Wolffer, B. Vinouze and P. Gravey, "Holographie switching between single mode fibres based on electrically addressed nematic liquid crystal gratings with high deflection accuracy", Opt. Commun., 160, 42 (1999) 8 D.T. Neilson et al , "Fully provisionned 112x112 micro-mechanical optical crossconnect with 35. 8 Tb/s demonstrated capacity", in Proc. OFC 2000 (Baltimore), PD12 9. H. L. Ong, SPIE Vol. 3560 "Display devices and microsystems", pp.1-12 (1998) REVENDICATIONS 1. Aiguilleur de faisceaux optiques comprenant une série de canaux optiques d'entrée (110) et une série de canaux optiques de sortie (210), deux cellules à modulation spatiale d'indice optique (300,400) aptes à respectivement dévier un faisceau optique sortant d'un canal d'entrée et arrivant sur un canal de sortie, caractérisé en ce que chaque série de canaux optiques (110,210) est répartie selon deux dimensions transversales à la direction des canaux et en ce que les cellules à modulation spatiale d'indice (300,400) sont chacune prévue pour produire des déviations selon ces deux dimensions. 2. Aiguilleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une au moins des cellules à modulation spatiale d'indice (300,400) est une cellule prévue pour réfléchir les faisceaux. 3. Aiguilleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux cellules à modulation spatiale d'indice optique (300,400) sont placées sensiblement dans un même plan, et en ce que l'aiguilleur inclut également un élément (600) prévu pour réfléchir les faisceaux entre les deux cellules (300,400). 4. Aiguilleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux cellules sont constituées par un même composant optique. 5. Aiguilleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il inclut un ensemble optique convergent (500) placé en recouvrement d'une première des deux cellules (300,400) et dont le foyer, défini en rapport au trajet de la lumière dans l'aiguilleur, est au voisinage du plan de l'autre cellule, l'aiguilleur incluant en outre des moyens (350,450) produisant une série d'atténuations optiques différentes appliquées aux différents canaux (110,210) adjacents à cette autre cellule, chaque atténuation appliquée à un canal considéré (110,210) étant non dépendante du canal qui est momentanément associé optiquement à ce dit canal considéré. 6. Aiguilleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite autre cellule est également munie d'un ensemble optique convergent (500) ayant son foyer au voisinage de la première cellule (300,400), et en ce que ladite première cellule est munie de moyens (350,450) produisant une série d'atténuations optiques différentes appliquées aux différents canaux adjacents à cette première cellule, chaque atténuation d'un canal considéré étant non dépendante du canal qui est momentanément associé optiquement audit canal considéré. 7. Aiguilleur selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que le ou un des dits ensembles optiques convergent(s) (350,450) est constitué par une lentille convergente recouvrant une cellule (300,400) et ayant son foyer au voisinage de la cellule opposée. 8. Aiguilleur selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que le ou un des dits ensembles optiques convergent(s) (500) est constitué de deux lentilles convergentes placées toutes deux sur le trajet des mêmes faisceaux optiques, le foyer de l'ensemble formé par ces deux lentilles (500) étant situé au voisinage de la dite autre cellule (300,400). 9. Aiguilleur selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le ou chaque dit ensemble optique convergent(s) (500) est placé devant une cellule à réflexion (300,400), le (chaque) ensemble optique convergent étant prévu pour être traversé deux fois par un même faisceau lumineux. 10. Aiguilleur selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que la ou chaque répartition d'atténuation (350,450) adjacente à une cellule (300,400) est sensiblement inverse d'une répartition des pertes optiques dues aux déviations au niveau de la cellule opposée. 11. Aiguilleur selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que la ou chaque ensemble optique convergent (500) présente son centre optique (X) en bordure d'une cellule de déviation (300,400), sensiblement au droit du centre d'un côté de cette cellule. 12. Aiguilleur selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé en ce qu'une cellule (300,400) présente une série de colonnes et de lignes formées chacune d'un ensemble de zones dédiées chacune à la déviation d'un seul faisceau, et en ce que le ou chaque ensemble optique convergent (500) présente un axe optique (X1,X2,X3,X4) placé de sorte que la distance de cet axe optique jusqu'à ladite zone la plus proche de cet axe, distance mesurée parallèlement à la direction des colonnes ou des lignes, n'est pas un multiple de la distance entre deux zones successives de cette cellule, distance également mesurée respectivement parallèlement à la direction des colonnes ou des lignes. 13. Aiguilleur selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé en ce qu'une cellule (300,400) présente une série de colonnes et de lignes formées chacune d'un ensemble de zones dédiées chacune à la déviation d'un seule faisceau, et en ce que la distance minimale entre l'axe optique (X1,X2,X3,X4) de l'ensemble optique convergent (500) et le centre d'une dite zone voisine de cet axe, distance mesurée parallèlement aux lignes, est de 1,25 fois la distance entre deux zones successives, éventuellement augmentée d'un nombre entier de fois la distance (h) entre deux zones successives, et en ce que la distance minimale entre l'axe optique (X1,X2,X3,X4) et le centre d'une zone voisine, mesurée parallèlement aux colonnes, est égale à 0,5 fois la distance entre deux zones successives éventuellement augmentée d'un nombre entier de fois la distance entre deux zones successives (h). 14. Aiguilleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de séparation de chaque faisceau provenant d'un canal d'entrée (110) en un premier et un deuxième sous-faisceaux ayant chacun une polarisation distincte, et des moyens pour réorienter à chaque fois ledit premier des sous-faisceaux ainsi séparés en une polarisation choisie, et en ce qu'il présente au moins une cellule (300,400) comportant deux parties distinctes, l'une destinée à dévier les dits premiers sous-faisceaux et l'autre destinée à dévier les dits seconds sous-faisceaux. 15. Aiguilleur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deux parties destinées à la déviation respectivement des premiers et des deuxièmes sous-faisceaux forment une série de lignes, les lignes de la première partie étant disposées alternativement avec les lignes de la seconde partie. 16. Aiguilleur selon la revendication 14, caractérisé en ce que les deux dites parties destinées à la déviation respectivement des premiers et des deuxièmes sous-faisceaux forment deux surfaces entières non entrelacées. 17. Aiguilleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des cellules à modulation spatiale d'indice (300,400) est placée obliquement par rapport au trajet moyen des faisceaux lumineux. 18. Aiguilleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une au moins des cellules déviatrices à modulation spatiale d'indice (300,400) est une cellule à cristaux liquides. 19. Aiguilleur selon la revendication 18, caractérisé en ce que ladite au moins une cellule déviatrice est équipée d'un circuit d'adressage du type intégré sur silicium, et est elle-même intégrée sur ce circuit.