INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En effet, par des simulations et tests expérimentaux, les inventeurs ont réalisés que l’utilisation de motifs tubulaires couplant MCP présentant une épaisseur de paroi dite épaisseur de couplage, un indice de matériau dit indice de couplage, et un agencement de l’élément couplant spécifiquement adaptés, permettait de créer un canal de fuite pour la longueur d’onde au travers de cet élément couplant, permettant ainsi un couplage du rayonnement guidé par la première fibre optique vers la deuxième fibre optique et/ou de la deuxième fibre optique vers la première fibre optique. Plus précisément, les motifs tubulaires couplant MCP présentent une épaisseur de couplage différente de l’épaisseur confinante , du premier et du deuxième motif tubulaire confinant afin de créer une rupture de symétrie dans la première et/ou dans la deuxième gaine microstructurée SCF1, SCF2. Cette rupture de symétrie induit un canal de fuite du rayonnement au travers des motifs tubulaires couplant et donc permet un couplage entre un mode du cœur C1, C2 avec la gaine SCF1, SCF2. Ce canal de fuite permet ainsi le couplage entre les deux fibres FO1, FO2 du dispositif.
Les inventeurs ont déterminés que, pour créer ce canal de fuite, il est nécessaire que chaque motif tubulaire couplant présente une épaisseur de couplage et un indice de couplage tels que , , avec Cette condition permet que l’indice effectif de l’élément de couplage soit sensiblement égal à un indice effectif du premier cœur et/ou un indice effectif du deuxième cœur à la longueur d’onde et ainsi que l’élément couplant soit résonant avec le premier et/ou le deuxième coeur. De manière avantageuse, la fuite du rayonnement guidé dans le cœur C1 et/ou C2 se fait très majoritairement au travers du motif tubulaire couplant. Cela permet ainsi une bonne efficacité de couplage tout en ayant des pertes par propagations faibles. La illustre plus précisément l’effet de l’élément couplant SCP et des motifs tubulaires couplant MCP sur la courbe de pertes par propagation des fibres FO1, FO2 (voir plus loin).
La forme de la section des motifs tubulaires couplant MCP peut être circulaire ou encore elliptique, le grand axe des ellipses étant orienté radialement, vers le centre de la fibre ou encore tout motif connu pour les fibres HC-PCF-IC de l’homme de l’art. Les motifs tubulaires couplant MCP peuvent être d’une forme identique à celle les motifs tubulaires confinant ou de forme différente sans sortir du cadre de l’invention.
Comme évoqué précédemment, afin d’obtenir une bonne efficacité de couplage, il n’est pas nécessaire d’avoir une distance entre les cœurs C1 et C2 inférieure à la longueur d’onde. Cependant, lorsque l’élément couplant comprend une pluralité de motifs tubulaires couplant MCP il est alors nécessaire qu’une distance D 12 entre deux motifs tubulaires couplant adjacents soit inférieure à 100 fois ladite longueur d’onde , préférentiellement inférieure à , encore préférentiellement inférieure à afin de s’assurer que l’efficacité de couplage soit suffisamment élevée. Cette distance D 12 est illustrée dans la par exemple. Elle est définie comme la distance minimale entre la paroi externe de deux motifs tubulaires couplant adjacents. Par motifs MCP adjacents, on entend ici deux motifs tubulaires dont le centre est le plus proche comparativement à d’autres motifs tubulaires. De manière critique, cette condition peut être vérifiée sans polir une section des gaines microstructurées SCF1, SCF2 et donc sans dégrader les performances des fibres optiques FO1, FO2 dans le coupleur (voir par exemple ou 5A).
Comme évoqué précédemment, il est connu que les fibres de type HC-PCF-IC comme les fibres FO1, FO2 présentent des champs de fuites avec une distribution radiale particulière qui dépendent de la structure précise des gaines microstructurées SCF1, SCF2. Ainsi, au sein du dispositif D, les fibres FO1, FO2 possèdent une orientation azimutale respective adaptée pour qu’il existe un recouvrement maximal des champs de fuite des fibres afin de maximiser l’efficacité de couplage.
Jusqu’à présent, le dispositif D de l’invention était décrit avec deux fibres FO1, FO2 de type HC-PCF-IC sans décrire précisément l’agencement entre la structure des gaines microstructurées SCF1, SCF2 et celle du ou des motifs tubulaires de l’élément couplant. Les figures 3 à 9 présentent différents modes de réalisation dans lesquels on décrit plus précisément ces structures.
Dans une première variante de l’invention, illustrée en figures 3 à 7, l’élément couplant SCP du dispositif D comprend au moins un premier et un deuxième motif tubulaire couplant MCP1, MCP2.
La figure 3 illustre un mode de réalisation de cette première variante de l’invention, dans laquelle la première et la deuxième gaine microstructurée MCF1, MCF2 comprennent respectivement une pluralité de premiers et de deuxièmes motifs tubulaires confinant MCF1, MCF2 répartis en un unique anneau et entourant partiellement le premier et le deuxième cœur C1, C2. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le premier motif tubulaire couplant MCP1 est agencé au sein de la première fibre optique FO1, en regard d’une portion du premier cœur C1 non entourée par des motifs confinants MCF1 de la première gaine microstructurée SCF1. De même, le deuxième motif tubulaire couplant MCP2 est agencé au sein de la deuxième fibre optique FO2 en regard d’une portion du deuxième cœur non entourée par des motifs confinants MCF2 de la deuxième gaine microstructurée. Comme expliqué plus haut, les premiers et les deuxièmes motifs tubulaires confinant MCF1, MCF2 présentent respectivement une première et une deuxième épaisseur confinante , et un premier et un deuxième indice confinant et tels que : , , avec afin de confiner le rayonnement à la longueur d’onde . De plus, les premiers et deuxièmes motifs tubulaires couplant présentent une première et une deuxième épaisseur de couplage et un premier et un deuxième indice de couplage tels que , , avec afin de créer un canal de fuite.
Afin de maximiser l’efficacité de couplage, le premier et le deuxième motif tubulaire couplant sont agencés en vis-à-vis et de manière à ce qu’une distance D 12 entre la paroi externe de deux motifs tubulaires couplant adjacents MCP1, MCP2 soit inférieure à 100 fois la longueur d’onde , préférentiellement inférieure à , encore préférentiellement inférieure à
Dans le dispositif de l’invention, les fibres FO1, FO2 peuvent être maintenues à une distance fixe par l’intermédiaire d’un boitier afin de former un coupleur. Alternativement, les fibres sont soudées entre elles par leur gaine externe GE1, GE2 entourant les gaines microstructurées SCF1, SCF2.
La figure 4A est une représentation graphique qui permet de mieux illustrer l’effet de l’élément couplant SCP et plus précisément des motifs tubulaires confinants MCF1, MCF2 au sein des fibres FO1, FO2. La figure 4A représente les pertes par propagation en fonction de la longueur d’onde de deux fibres différentes. Une fibre appelée fibre conventionnelle similaire à celle représentée en figure 1B, c’est-à-dire de type HC-PCF-IC-SR-TL avec uniquement un motif tubulaire confinant entourant complétement le cœur creux de la fibre. Les motifs tubulaires de la gaine microstructurée de la fibre conventionnelle sont en silice avec une épaisseur de paroi de . La courbe de pertes par propagation de cette fibre conventionnelle est la courbe C cf de la figure 4A. La courbe C cp de pertes par propagation de la figure 4A correspond à celle des fibres FO1, FO2 du mode de réalisation de la figure 3. Ces fibres sont identiques à la fibre conventionnelle à l’exception du fait que dans les fibres FO1, FO2, un des motifs tubulaires confinant d’épaisseur confinante , et d’indice confinant est remplacé par un des motifs tubulaires couplant MCP1, MCP2 d’épaisseur de couplage et d’indice de couplage .
En observant la figure 4A, on note que, sur la gamme de longueur d’onde Z1, les pertes sont sensiblement plus importantes pour les fibres FO1, FO2 que pour la fibre conventionnelle. Cela s’explique par l’introduction du motif tubulaire couplant MCP1 MCP2, qui crée une rupture de symétrie dans la gaine microstructurée des fibres FO1, FO2 et donc détériore légèrement le confinement de ces longueurs d’onde dans la gamme Z1. On remarque de plus que l’introduction du motif tubulaire couplant MCP1 MCP2 dans les fibres FO1, FO2 ne modifie pas le fait que les longueurs d’onde de la gamme Z2 ne sont pas confinée dans le cœur. Dans les fibres FO1, FO2 et dans la fibre conventionnelle, ces longueurs d’onde de la gamme Z2 ne sont pas confinées dans le cœur et « s’échappent » par la gaine microstructurée. Enfin, sur la gamme Z3 de longueur d’onde, on remarque que l’élément couplant crée un canal de fuite LP pour les fibres FO1, FO2 centré à environ 1,55 qui n’est pas présent sur la courbe C cf pour la fibre conventionnelle.
Concernant la distribution radiale du champ fuite, la fuite se fait par l’élément couplant SCP au travers du premier et deuxième motif tubulaire couplant MCP1, MCP2. Le champ radial du vecteur de Poynting de la fibre du mode de réalisation de la est représenté dans la et permet d’observer la distribution radiale du champ de fuite. Dans la , plus une région est claire, plus le champ électrique dans cette région est élevé. Bien que le champ le plus intense soit celui confiné dans le cœur de la fibre, on observe qu’il existe un champ de fuite non négligeable au travers du motif couplant MCP1. La présence de ce motif tubulaire couplant MCP1, MCP2 permet donc la création d’une fuite directionnelle et contrôlée. L’agencement du premier et deuxième motif tubulaire couplant au sein de la gaine microstructurée étant symétrique dans la fibre FO1 et dans la fibre FO2 dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, l’élément couplant créé un canal de fuite dans la première fibre FO1 et dans la deuxième fibre FO2. C’est le recouvrement spatial entre le canal de fuite LP respectif des fibres FO1, FO2 qui permet une bonne efficacité de couplage de la fibre FO1 vers la fibre FO2 et l’inverse dans le dispositif du mode de réalisation de la . C’est pourquoi le premier et le deuxième motif tubulaire couplant MCP1, MCP2 sont en vis-à-vis. Ainsi, à l’inverse des coupleurs à fibres HC-PCF-IC-SR-TL de l’art antérieur dans lesquels il était nécessaire de dégrader les performances des fibres optiques, l’invention permet un couplage efficace sans introduire des pertes par propagation élevées.
Comme évoqué précédemment, il existe un compromis entre l’intensité du canal de fuite LP et (donc l’efficacité de couplage) et les pertes par propagation. Sur la figure 4A, une croix illustre un exemple de longueur adaptée pour permettre un couplage efficace tout en maintenant des pertes par propagation faibles. Concrètement, il faut que la longueur d’onde soit suffisamment proche de la longueur d’onde du canal LP pour permettre la fuite du rayonnement guidé dans les cœurs C1, C2 au travers de l’élément couplant SCP mais pas trop proche afin d’éviter des pertes par propagation trop élevées. Cet optimum est à déterminer par l’utilisateur en fonction des applications recherchées.
De même, en ajustant l’épaisseur des motifs tubulaires couplant MCP1, MPC2 il est possible d’ajuster l’intensité du canal de fuite à la longueur d’onde . Plus précisément, au sein de la gamme G1 précisée plus haut, plus l’épaisseur des motifs tubulaires couplant est proche de la valeur centrale de la gamme G1 (soit ), plus les pertes par propagation au sein de la fibre et l’intensité du canal de fuite sont fortes. A l’inverse, plus l’épaisseur des motifs tubulaires couplant est proche des bornes de la gamme G1 (soit ou ), plus les pertes par propagation et l’intensité du canal de fuite de couplage sont faibles. Il existe donc un compromis à trouver entre un couplage suffisant et un niveau de pertes correcte à la longueur d’onde .
Les figures 5A et 5B illustrent respectivement une vue transverse et de dessus du dispositif D selon un mode de réalisation de la première variante de l’invention. Dans le dispositif des figures 5A et 5B, les fibres FO1 et FO2 sont identiques à celles du mode de réalisation de la figure 4A à l’exception du fait que l’élément couplant SCP comprend un motif couplant additionnel MTa formant un des motifs tubulaires couplant. Ce motif MTa est agencé entre le premier et le deuxième motif tubulaire couplant. Comme tous les motifs tubulaires couplant, le motif couplant additionnel MTa présente une épaisseur de couplage et un indice de couplage tels que , , avec . Afin d’obtenir une bonne efficacité de couplage, le motif couplant additionnel MTa est agencé de manière à ce que le motif couplant additionnel MTa soit à une distance du premier et du deuxième motif MCP1, MCP2 inférieure à et de manière à ce que les motifs couplant MCP1, MCP2, MTa soient alignés sur un axe reliant les cœurs C1, C2. Le motif couplant additionnel MTa permet de faciliter le couplage entre les fibres FO1, FO2 celui-ci étant réalisé sans avoir besoin de souder la gaine externe des fibres (non représentée en et 5B). En effet, selon un mode de réalisation, les fibres FO1, FO2 sont maintenues dans une position fixe par l’intermédiaire d’un boitier de manière à être accolées ou juxtaposées au motif couplant additionnel MTa formant ainsi un coupleur simple et efficace comme illustré en .
A titre d’exemple non limitatif, le mode de réalisation illustré en figures 5A et 5B comprend un unique motif couplant additionnel MTA. Alternativement, selon un autre mode de réalisation, l’élément couplant SCP comprend une pluralité de motifs tubulaires couplant additionnels MTa agencés de manière à ce qu’une distance entre le centre de deux motifs tubulaires couplant additionnels adjacents soit inférieure à .
La illustre un mode de réalisation de l’invention dans lequel des motifs confinants MCF1, MCF2 entourent complétement le premier et le deuxième cœur C1, C2 respectivement. Le premier et le deuxième motif tubulaire couplant MCP1, MCP2 sont alors imbriqués dans un des premiers et deuxièmes motifs tubulaires confinant MCF1, MCF2, comme dans des gaines microstructurées comprenant des motifs de structure « nested ». Afin de maximiser l’efficacité de couplage, le premier et le deuxième motif tubulaire couplant MCP1, MCP2 sont agencés en vis-à-vis. Le dispositif D de ce mode de réalisation possède l’avantage de comprendre des fibres FO1, FO2 avec des gaines microstructurées avec des motifs tubulaires confinant MCF1, MCF2 qui entourent complétement le cœur. Ainsi, la rupture de symétrie introduite par les motifs tubulaires couplant MCP1, MCP2 est moins importante que dans les modes de réalisation des figures 3 et 5A, 5B et les pertes par propagation sont plus faibles.
Il est entendu que l’élément couplant SCP de ce mode de réalisation peut comprendre un ou plusieurs motifs tubulaires additionnels MTa entre le premier et le deuxième motif tubulaire couplant MCP1, MCP2, comme dans le mode de réalisation des figures 5A, 5B.
La illustre schématiquement un dispositif D selon un mode de réalisation de l’invention dans lequel la structure de la fibre FO1 est identique à la fibre FO1 du mode de réalisation illustré en et 5A et dans lequel la structure de la fibre FO2 est identique à structure de la fibre FO2 du mode de réalisation illustré en . Plus précisément, le premier motif tubulaire couplant MCP1 est agencé au sein de la première fibre optique, en regard d’une portion du premier cœur non entourée par la pluralité de premiers motifs tubulaires confinant MCF1. De plus, la pluralité de deuxièmes motifs tubulaires confinant MCF2 entoure entièrement le deuxième cœur et le deuxième motif tubulaire couplant MCP2 est imbriqué dans un des deuxièmes motifs tubulaires confinant. Afin de maximiser l’efficacité de couplage, le premier et le deuxième motif tubulaire couplant MCP1, MCP2 sont agencés en vis-à-vis. Le mode de réalisation de la permet d’illustrer la modularité de l’élément couplant SCP.
On note que le mode de réalisation des figures 3 à 7 appartient à la troisième alternative de l’invention. C’est-à-dire que l’élément couplant de ces modes de réalisation permet la création d’un canal de fuite pour le rayonnement guidé dans le premier cœur C1 vers le deuxième cœur C2 et pour le rayonnement guidé dans le deuxième cœur C2 vers le premier cœur C1. C’est la configuration symétrique de la répartition des motifs tubulaires couplant au sein de l’élément SCP permet le couplage bidirectionnel avec une intensité de fuite équivalente de la fibre FO1 vers la fibre FO2 et de la fibre FO2 vers la fibre FO1.
Dans une deuxième variante de l’invention, illustrée en figures 8 et 9, l’élément couplant SCP du dispositif D comprend un unique motif tubulaire couplant MCP.
La illustre un dispositif selon un mode de réalisation de l’invention dans lequel le motif tubulaire couplant MCP est agencé en regard d’une portion du premier cœur C1 non entourée par la pluralité de premiers motifs tubulaires confinant MCF1 et en regard d’une portion du deuxième cœur C2 non entourée par la pluralité de deuxièmes motifs tubulaires confinant MCF2. La présence d’un défaut ou rupture de symétrie (portion du cœur non entourée et élément couplant SCP) dans la gaine microstructurée des fibres FO1, FO2 implique que la fuite du rayonnement guidé dans le cœur C1, C2 se fait très majoritairement par ce défaut et donc au travers de l’élément couplant MCP. Ainsi, l’efficacité de couplage de ce mode de réalisation est particulièrement élevée car il permet un rapprochement des deux cœurs C1, C2.
Afin de permettre le couplage du premier cœur vers le deuxième cœur et du deuxième cœur vers le premier cœur au travers du motif tubulaire couplant MCP, le motif tubulaire est disposé sensiblement entre les portions non entourées par les gaines microstructurées SCF1, SCF2, à mi-chemin entre les cœurs C1, C2. De plus, il est nécessaire qu’une distance entre le premier cœur et le motif tubulaire couplant et entre le deuxième cœur et le motif tubulaire couplant soit typiquement inférieure à , sinon le recouvrement maximal des champs de fuite sera trop faible.
La illustre un dispositif selon un mode de réalisation de l’invention dans lequel la pluralité de premiers motifs tubulaires confinant MCF1 entoure complétement le premier cœur et la pluralité de deuxièmes motifs tubulaires confinant MCF2 entoure partiellement le deuxième cœur. Dans ce mode de réalisation, le motif tubulaire couplant MCP est agencé au sein de la deuxième fibre optique FO2, en regard d’une portion du deuxième cœur C1 non entourée par la pluralité de deuxièmes motifs tubulaires confinant MCF1. De plus, une orientation azimutale de la première et de la deuxième fibre optique FO1, FO2 au sein du dispositif est adaptée pour maximiser un recouvrement du canal de fuite avec le profil de fuite de ladite première gaine microstructurée et adapté pour optimiser l’espace entre les motifs tubulaires des deux fibres.
Dans le mode de réalisation illustré en , le motif tubulaire couplant est agencé entre face d’un « gap » ou espacement entre deux motifs tubulaires confinant MCF1 de la première gaine microstructurée car, dans la fibre FO1, la fuite se fait principalement par l’espace entre deux motifs tubulaires confinant MCF1. Cela est dû au fait que l’espacement entre les motifs tubulaires confinant MCF1 est supérieur à une valeur critique. Cette valeur critique est déterminée par simulation. L’agencement de l’élément couplant et l’orientation azimutale des fibres FO1, FO2 permet donc un couplage efficace de la deuxième fibre vers la première fibre car l’élément couplant crée un canal de fuite pour le rayonnement guidé dans le deuxième cœur C2 vers le premier cœur C1 . Il crée aussi un canal de fuite pour le rayonnement guidé dans le premier cœur C1 vers le deuxième cœur C2. Alternativement, selon un autre mode de réalisation, l’agencement des fibres FO1, FO2 dans le coupleur est inversé.
Selon un autre mode de réalisation de la , la structure de la première gaine microstructurée est différente, de sorte que la distribution radiale du champ de fuite de la fibre FO1 est différente de celle de la . Par exemple, la fibre FO1, peut comporter des motifs tubulaires plus rapprochés (et inférieure à la valeur critique), de sorte que la fuite se fait au principalement au travers des sections des motifs tubulaires confinant touchant la gaine externe GE1. Alternativement, la gaine peut comporter une cassure de symétrie azimutale sur le nombre de tubes confinant de la gaine (comme en ) de sorte que la fuite se fait principalement au travers de ce défaut. La relation entre la distribution radiale du champ de fuite et de la structure de gaine microstructurée (sans motif tubulaire couplant) de fibres de type HC-PCF-IC-SR-TL est connue de l’homme de l’art. La demande FR 1904610 décrit différentes structures de gaine microstructurée de fibre de type HC-PCF-IC-SR-TL -et leur profil de fuite associé- qui sont utilisables dans la fibre FO1 du mode de réalisation de la . Bien que la distribution radiale du champ de fuite puisse être différente selon la structure de la gaine MCF1, dans le mode de réalisation de la , l’orientation azimutale de la première et de la deuxième fibre optique au sein du dispositif est toujours adaptée pour maximiser un recouvrement du canal de fuite avec le profil de fuite de la première gaine microstructurée.
Selon un mode de réalisation, la ou les épaisseurs de couplage et la ou les indices de couplage sont adaptés pour que le rayonnement soit guidé de la première fibre optique vers la deuxième fibre optique en excitant un mode spatial différent (appelé M2) d’un mode spatial (M1) du rayonnement guidé par ladite première fibre optique. Pour cela, il est primordial qu’il existe une égalité de l’indice effectif du mode M1 du cœur C1 avec l’indice effectif du mode M2 du cœur C2, à la longueur d’onde . De plus, comme précisé précédemment, il faut aussi que ces indices effectifs soient égaux à celui de l’élément couplant SCP. Afin de contrôler l’indice effectif de l’élément couplant, de manière connue en soi, il est possible d’ajuster la taille des cœurs C1, C2 et/ou la forme des cœurs C1, C2 et/ou l’indice des gaines microstructurées SCF1, SCF2. Il est également possible de modifier l’indice des cœurs C1, C2, par exemple en le remplissant d’un gaz particulier et en ajustant finement la pression de ce dernier au sein des cœurs C1, C2.
Dispositif d’assistance à l’élaboration d’un verre correcteur définitif et procédé associé La présente invention concerne un dispositif d’assistance à l’élaboration d’un verre correcteur définitif comprenant :
- un module d’acquisition de monture configuré pour acquérir des données tridimensionnelles d’une monture, ladite monture étant destinée à accueillir le verre correcteur définitif; et
- un module d’acquisition de verre correcteur configuré pour acquérir des données tridimensionnelles d’un verre correcteur brut, ledit verre correcteur brut étant destiné à l’obtention du verre correcteur définitif.
Dans le domaine de la conception de lunettes, il est d’usage de faire recours à des dispositifs informatiques pour l’élaboration de verres correcteurs. Il est notamment connu d’usiner des verres correcteurs en fonction de la forme d’un contour de monture. La forme du contour de monture consiste en une ligne unidimensionnelle s’étendant sur un plan et correspondant généralement au fond du drageoir de la monture.
Les dispositifs informatiques utilisés permettent de visualiser le contour de monture d’une part et de visualiser/sélectionner des paramètres de découpe pour le verre correcteur d’autre part.