FR2504690A1 - Procedes, appareils et articles pour systemes a fibres optiques - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE DES PROCEDES, DES APPAREILS ET DES ARTICLES POUR DES SYSTEMES COMPRENANT DES FIBRES OPTIQUES. ELLE VISE A INTRODUIRE UN SIGNAL OPTIQUE DANS UNE FIBRE OPTIQUE A TRAVERS SA GAINE ET A EXTRAIRE UN SIGNAL OPTIQUE D'UNE FIBRE OPTIQUE EGALEMENT A TRAVERS SA GAINE. A CET EFFET ON UTILISE UN MOYEN DE COUPLAGE OPTIQUE QUI EST EN CONTACT AVEC LA SURFACE DE LA GAINE AU NIVEAU D'UNE PARTIE COURBEE DE LA FIBRE. ELLE A POUR OBJET EGALEMENT D'ALIGNER AXIALEMENT LES EXTREMITES DE FIBRES OPTIQUES. A CET EFFET DES MOYENS SONT PREVUS POUR RETENIR DEUX FIBRES DE TELLE SORTE QUE LEURS EXTREMITES SOIENT APPROXIMATIVEMENT ABOUTEES ET AXIALEMENT EN LIGNE. AU MOINS UN DES MOYENS DE RETENUE PEUT ETRE DEPLACE POUR MAXIMALISER LE SIGNAL OPTIQUE EXTRAIT ET AINSI POUR ALIGNER LES FIBRES. L'INVENTION PERMET DE REDUIRE LES PERTES DE SIGNAL AU MINIMUM.

Description

La présente invention concerne des procédés et des appareils destinés à

introduire un signal optique dans une fibre optique à travers sa gaine et à extraire un signal optique d'une fibre optique également à travers sa gaine.

Les fibres optiques les plus largement utili-

sées comprennent un coeur en verre, un enrobage en verre qui entoure le coeur et une gaine qui entoure l'enrobage et qui est faite d'une matière polymère relativement souple Lorsque, dans le présent mémoire, il est fait référence à une fibre "optique" ou à une "fibre optique du type spécifié", il va de soi qu'il s'agit d'une fibre qui comprend un coeur en verre, un enrobage en verre et une gaine La gaine protège l'enrobage et le coeur et permet de courber la fibre (et de la maintenir) selon un coude de rayon nettement plus petit que celui qui serait possible en l'absence de la gaine La gaine peut être entourée par une chemise On introduit habituellement des signaux optiques dans des fibres optiques en les dirigeant axialement vers l'extrémité exposée des fibres On a également proposé d'introduire un signal optique dans une fibre latéralement à travers l'enrobage, après avoir enlevé la partie de la gaine qui se trouve

éventuellement dans le chemin du signal.

On a à présent découvert d'une manière éton-

nante qu'il est possible d'introduire un signal optique dans une fibre optique du type spécifié à travers sa gaine et qu'il est également possible d'extraire un signal optique d'une fibre optique du type spécifié à travers sa gaine et de détecter le signal extrait On peut utiliser ces découvertes dans plusieurs procédés

et appareils Une utilisation particulièrement intéres-

sante de ces découvertes réside dans l'amenée de deux fibres optiques axialement en ligne et, de préférence, dans le raccordement des fibres alignées l'une à l'autre. Il est souvent souhaitable d'amener deux fibres optiques précisément en ligne dans le sens axial de telle sorte qu'un signal puisse être transféré d'une fibre à l'autre avec un minimum de perte Les fibres alignées sont alors fréquemment raccordées l'une à l'autre Le raccordement peut être un raccordement permanent (habituellement appelé "jonction") que l'on obtient en raccordant les fibres directement l'une à l'autre par fusion ou par collage de ces fibres l'une à l'autre à l'aide d'un adhésif adaptateur d'indice (c'est-à- dire un adhésif dont l'indice de réfraction est choisi tel que la perte de signal soit réduite au minimum) En variante, le raccordement peut être un raccordement détachable que l'on obtient en montant les extrémités des fibres dans deux parties à emboîter d'un connecteur et en emboîtant ensuite les deux parties du connecteur l'une dans l'autre de manière à assurer

l'alignement des fibres.

Les procédés connus pour aligner des fibres

optiques du type spécifié ont de graves inconvénients.

La plupart des procédés connus alignent les surfaces externes des deux fibres, non pas leurs coeurs (dont l'alignement est évidemment le facteur dominant pour déterminer la perte du signal au niveau du raccordement) Ce type de procédé dépend très nettement de l'habileté de l'opérateur et il risque en tout cas de donner de mauvais résultats parce que le coeur ne se trouve fréquemment pas précisément au centre de la

fibre On a également proposé de raccorder les extrémi-

tés de deux fibres optiques en amenant ces extrémités approximativement en ligne et en contact abouté, en

introduisant un signal optique dans l'extrémité éloi-

gnée d'une fibre, en détectant le signal optique à l'extrémité éloignée de l'autre fibre, et en déplaçant les extrémités à raccorder de manière à maximaliser le signal détecté, ce qui assure un alignement précis des coeurs de fibres situés dans ces extrémités Ce procédé

peut donner d'excellents résultats, mais il est irréa-

lisable en raison de la nécessité d'établir des liai-

sons de communication entre le point d'alignement et les extrémités éloignées des fibres Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 215 937 propose un procédé selon lequel une fibre optique est centrée dans une partie d'un connecteur par un procédé optique qui fait appel à un signal optique qui est introduit dans la

fibre à travers l'enrobage sans traverser la gaine.

Selon un aspect de l'invention, il est prévu un procédé pour aligner axialement les extrémités d'une première et d'une deuxième fibre optique du type spécifié, selon lequel on positionne les extrémités des fibres approximativement dans des positions axialement en ligne et en contact abouté, on dirige un signal optique sur la gaine de la première fibre en un endroit situé près de l'extrémité à aligner de telle sorte que le signal traverse la gaine en direction de l'extrémité à aligner, on extrait le signal optique de la deuxième fibre à travers sa gaine à un endroit situé près de l'extrémité à aligner, on détecte l'intensité du signal extrait et on déplace au moins une des fibres afin de maximaliser l'intensité du signal optique extrait Les fibres alignées sont alors de préférence raccordées l'une à l'autre L'utilisation de l'invention permet de réaliser rapidement et commodément d'excellentes jonctions, des pertes nettement inférieures à 0,3 d B par raccordement pouvant être obtenues facilement et de

manière répétée.

La technique préférée pour raccorder les fibres alignées consiste à fournir un adhésif fluide durcissable adaptateur d'indice aux extrémités des

fibres alignées L'adhésif est de préférence polyméri-

sable (ce terme comprenant également des adhésifs qui sont déjà des polymères, mais qui peuvent subir une

polymérisation ou une réticulation supplémentaire).

L'adhésif peut être autodurcissant (c'est-à-dire qu'il peut s'agir, par exemple, d'un adhésif époxy à deux composants ou d'un adhésif cyanoacrylique), mais il s'agit de préférence d'un adhésif qui ne polymérise que lorsqu'il est soumis à un traitement choisi après alignement des fibres Des adhésifs particulièrement utiles sont des adhésifs photopolymérisables qui peuvent être polymérisés par exposition à de la lumière

ultraviolette, par exemple un adhésif d'uréthanne/acry-

late amorcé par exposition à la lumière D'autres adhésifs durcissables peuvent être utilisés, notamment des adhésifs thermoplastiques, comme des résines de butyrate Cependant, des matières thermoplastiques doivent être maintenues à une température peu élevée jusqu'à ce que les fibres aient été alignées L'adhésif durci a habituellement un indice de réfraction d'au

moins 1,4, de préférence d'au moins 1,5 et est transpa-

rent aux rayons d'au moins une des fréquences utilisées comme signal dans des fibres optiques (normalement 840

à 860, 1280 à 1320 et 1450 à 1550 nanomètres) -

Le procédé d'alignement perfectionné conforme

à l'invention rend possible l'utilisation d'une tech-

nique nouvelle et perfectionnée pour fournir un adhésif adaptateur d'indice aux fibres Cette technique fait appel à un auxiliaire de jonction nouveau qui fait partie de l'invention L'invention procure donc, selon un autre de ses aspects, un article utile pour la jonction de deux fibres optiques et comprenant ( 1) un fût droit dans l'ensemble tubulaire qui comporte deux extrémités ouvertes et dont la plus petite dimension interne, en coupe, est d'au moins 300 microns, et ( 2) une masse d'adhésif durcissable qui est contenue dans le fût, qui est la seule matière présente dans le fût, qui y est retenue par des forces dues à sa tension superficielle lorsque le fût est maintenu dans une position horizontale à la température de jonction, de préférence à 230 C et qui, après durcissement, est transparente aux rayons d'au moins une des fréquences utilisées comme signal dans des fibres optiques Le fût est de préférence un tube présentant une section transversale annulaire, mais il peut également s'agir d'un tube présentant une section transversale fermée différente, ou encore d'un chenal ouvert ou d'une autre forme de capacité qui contient et retient l'adhésif; tous ces fûts sont inclus dans l'expression "fût dans

l'ensemble tubulaire" utilisée dans le présent mémoire.

Le fût peut, si on le souhaite, être pourvu de coiffes d'extrémité amovibles qui scellent ses extrémités ouvertes pour maintenir l'adhésif propre et l'empêcher,

si nécessaire, de s'échapper du fût.

Lorsqu'on utilise ce nouvel auxiliaire de jonction, on enfonce les fibres dans l'adhésif à

l'intérieur du fût et on les aligne ensuite à l'inté-

rieur du fût Le fût peut être fait, par exemple, de verre -de quartz, d'un métal ou d'une composition polymère, pourvu que cette matière permette la mise en oeuvre du procédé souhaité pour le durcissement de l'adhésif (et ne soit pas détériorée par celui-ci) Un avantage de cette technique réside dans le fait que le fluage de l'adhésif autour des fibres lorsqu'elles sont enfoncées dans cet adhésif contribue à assurer que les extrémités des fibres soient exemptes de matières étrangères Un autre avantage est qu'il n'est pas nécessaire d'arracher la gaine de l'extrémité des fibres (bien que ceci puisse être effectué, si on le souhaite). Les dimensions internes du fût doivent être telles qu'elles permettent un déplacement adéquat des fibres pendant le processus d'alignement Les gaines de fibres sont de préférence disposées dans la masse d'adhésif et, par conséquent, la plus petite section interne du fût vaut de préférence au moins 1,6 fois et en particulier 3 à 6 fois le diamètre extérieur de la gaine de la fibre La gamme de calibres des fibres pour lesquels un fût particulier est adéquat, est d'autant E, plus grande que la plus petite section transversale interne est plus grande, mais accroît d'autant la difficulté de retenir un adhésif polymérisable à l'intérieur du fût Compte tenu de ces considérations, la plus petite section interne est de préférence d'au

moins 400 microns, en particulier d'au moins 750 mi-

crons, et spécialement d'au moins environ 1000 microns,

mais de préférence de moins de 3000 microns, spéciale-

ment de moins de 1500 microns, par exemple de 750 à 1500 microns Lorsque le fût a une section transversale annulaire, sa plus petite section transversale interne est évidemment le diamètre intérieur du fût L'adhésif durcissable utilisé dans le nouvel auxiliaire de jonction a de préférence une viscosité telle qu'il soit retenu dans le fût horizontal à 231 C et, de préférence, dans toutes les autres conditions que l'on risque de renconter avant le durcissement Par ailleurs, la viscosité de l'adhésif ne doit pas être telle qu'il soit difficile d'y introduire les fibres optiques et de les déplacer dans les conditions de jonction On préfère utiliser un adhésif ayant une viscosité de 750

à 2500 centipoises, en particulier de 1200 à 2000 cen-

tipoises, par exemple d'environ 1600 centipoises (les viscosités mentionnées plus haut sont mesurée à 231 C à l'aide d'un viscosimètre Brookfield, modèle HBT, broche

n SC 4-27, tournant à 100 tours/minute).

Le nouvel auxiliaire de jonction permet de

préparer des jonctions qui sont nouvelles en elles-

mêmes L'invention fournit donc, selon un autre aspect,

une jonction entre deux fibres optiques du type spéci-

fié axialement en ligne, les fibres étant raccordées l'une à l'autre par une masse d'un adhésif adaptateur d'indice contenu dans un fût droit dans l'ensemble tubulaire dont la plus petite section transversale interne est d'au moins 300 microns et qui n'entre en

aucun point en contact avec les fibres.

On peut également raccorder les fibres ali-

gn 6 es en soudant leurs extrémités l'une à l'autre Des procédés connus faisant, par exemple, intervenir un arc électrique, conviennent à cet effet Cependant, ces

procédés exigent un degré d'habileté élevé de l'opéra-

teur, ainsi que le d 4 nudage -des fibres par enlèvement

de leur gaine.

Après avoir raccordé les fibres optiques l'une à l'autre, on peut, si on le souhaite, protéger la jonction en appliquant par rétrécissement un manchon

polymère thermorétrécissable par-dessus cette jonction.

On peut également raccorder les fibres ali-

gnées en les montant dans des parties à emboîter d'un connecteur pour fibres optiques et en fixant les

parties du connecteur l'une à l'autre Selon ce pro-

cédé, on peut relier les fibres l'une à l'autre par un corps intermédiaire On fixe les parties emboîtées du connecteur de préférence de façon réglable l'une à l'autre et on les règle pour maximaliser l'intensité du signal extrait Lorsque le réglage est terminé, on fixe

les parties du connecteur dans la position souhaitée.

Suivant un autre aspect de l'invention, il est prévu un appareil convenant pour exécuter le procédé d'alignement décrit plus haut et qui comprend: ( 1) un premier dispositif de retenue destiné à retenir une première fibre du type spécifié près de son extrémité; ( 2) un dispositif pour produire un signal optique et pour diriger le signal contre la gaine d'une première fibre retenue dans le premier dispositif de 3 J; retenue, de telle sorte que le signal traverse la gaine de la première fibre en direction de l'extrémité de celle-ci; ( 3) un deuxième dispositif de retenue destiné à retenir une deuxième fibre du type spécifié près de

son extrémité, dans une position dans laquelle l'extré-

mité de la deuxième fibre soit approximativement en contact abouté et axialement en ligne avec l'extrémité d'une première fibre retenue dans le premier dispositif de retenue, et ( 4) un dispositif pour extraire un signal optique d'une deuxième fibre retenue dans le deuxième dispositif de retenue, à travers la gaine de cette deuxième fibre, et pour détecter l'intensité du signal extrait, au moins un dispositif de retenue (le premier ou le deuxième) pouvant être déplacé par rapport à l'autre de manière à maximaliser le signal optique détecté par le dispositif ( 4) et ainsi obtenir n alignement axial précis des coeurs de la première et de la deuxième fibre. Le dispositif générateur de signaux dans un tel appareil peut être, par exemple, un laser ou une diode électroluminescente Le signal de sortie du dispositif générateur de signaux peut être modifié, si on le souhaite, en réaction à l'intensité du signal

extrait, de telle sorte que la sensibilité du dispo-

sitif de détection soit maintenue à un niveau prédéter-

miné (et de préférence élevé) Ceci est souhaitable, par exemple, si la sensibilité du dispositif détecteur diminue au cas o l'intensité du signal détecté excède

une valeur particulière.

Le dispositif de retenue dans un tel appareil peut être un dispositif d'un type bien connu, par exemple un mandrin à dépression ou une rainure de précision. Le déplacement des deux dispositifs de retenue peut être effectué à la main, mais l'appareil comprend, de préférence aussi, un servomécanisme qui déplace au moins un des dispositifs de retenue en réaction à l'intensité du signal extrait et qui aligne donc les fibres L'appareil peut aussi comprendre un dispositif destiné à débiter un adhésif fluide adaptateur d'indice vers les extrémités des fibres, un dispositif étant de préférence prévu pour retenir un fût contenant cet adhésif de telle façon que les extrémités des fibres puissent être alignées dans l'adhésif L'appareil comprend, de préférence un dispositif destiné à faire durcir un tel adhésif, par exemple une source de lumière ultraviolette de haute intensité En variante, l'appareil peut aussi comprendre un dispositif destiné

à souder les extrémités des fibres l'une à l'autre.

On a découvert deux moyens importants pour faciliter l'introduction d'un signal optique dans une fibre 'optique du type spécifié, à travers sa gaine On a donc découvert qu'en dirigeant lé signal optique au niveau d'une partie courbée de la fibre optique et en réglant convenablement les directions du signal et de la fibre, on peut accroître sensiblement la proportion du signal qui traverse la gaine et pénètre dans la fibre L'angle entre le signal et la tangente à la -fibre au point d'impact du signal n'est de préférence pas supérieur à 20 , ni en particulier à 10 et est même en substance égal à 00 Le rayon de courbure de la partie courbée de la fibre est de préférence de 3 à mm, en particulier de 4 à 8 mm On a découvert également qu'en appliquant un organe de couplage adéquat à la gaine de la fibre (en particulier une partie courbée d'une fibre comme décrit plus haut), on peut augmenter sensiblement la proportion du signal qui traverse la gaine et pénètre dans la fibre L'organe de couplage doit (a) épouser la surface de la gaine de la fibre, (b) se trouver dans le trajet du signal optique dirigé vers la fibre, et (c) augmenter la proportion du

signal qui traverse la gaine et pénètre dans la fibre.

On a donc constaté que l'on peut accroître sensiblement la proportion du signal qui traverse la gaine et pénètre dans la fibre en plaçant sur la gaine, à l'endroit d'impact du signal, un bloc d'un polysiloxane ou d'une autre matière élastiquement déformable adéquate On obtient une amélioration analogue en remplaçant le bloc de polysiloxane par un organe l) approprié, par exemple un doigt, que l'on a plongé dans de l'eau, de l'alcool isopropylique ou un autre liquide adéquat La pression exercée sur la fibre par le moyen de couplage est importante et une pression excessive peut réduire ou même annuler complètement l'amélio- ration souhaitée Ainsi, bien qu'il soit important que le moyen de couplage et la fibre s'épousent dans une certaine mesure, il faut éviter une pression trop importante (qui peut avoir pour effet d'amener la fibre à ne plus épouser le moyen de couplage et/ou à se déformer> Le moyen de couplage doit évidemment être

transparent au signal optique et son indice de réfrac-

tion est de préférence supérieur à l'indice de réfrac-

tion de l'enrobage de la fibre, par exemple de préfé-

rence d'au moins 1,3 et en particulier d'au moins 1,35.

On estime que le moyen de couplage peut se comporter comme une lentille pour focaliser le signal optique d'une manière avantageuse Dès qu'il a traversé la gaine de la fibre, le signal traverse de préférence également l'enrobage et se propage dans le coeur de la fibre; cependant, le signal peut aussi se propager dans l'enrobage ou à la fois dans l'enrobage et le coeur de

la fibre.

On a également découvert que les deux moyens décrits plus haut sont aussi utiles pour augmenter la proportion d'un signal qui peut être extraite d'une fibre optique, à travers la gaine de la fibre, à un endroit souhaité On sait que la proportion d'un signal optique qui est perdue par une fibre optique augmente à mesure que le rayon'de courbure de la fibre diminue, et ceci était précédemment considéré comme un inconvénient grave L'invention, au contraire, permet d'utiliser ce fait d'une manière positive et avantageuse Lorsqu'un moyen de couplage tel que décrit plus haut est appliquë à une partie courbée d'une fibre optique qui véhicule un signal optique, la proportion du signal qui est extraite dans la région du moyen de couplage, est nettement plus élevée qu'en d'autres points de la fibre

présentant le même rayon de courbure.

Les découvertes que l'on vient de mentionner peuvent être mises à profit dans l'appareil et le procédé d'alignement 'décrits plus haut Le signal optique est donc de préférence dirigé vers une partie courbée de la première fibre, cette partie ayant de préférence un rayon de courbure de 3 à 15 mmn, en particulier de 4 à 8 mm, et l'angle formé entre le signal et la tangente à la fibre au point d'impact du signal n'étant de préférence pas supérieur à 20 ', ni en particulier à 100, et étant spécialement en substance égal à 00 Il est également préférable d'appliquer un

moyen de couplage tel que décrit plus haut à la pre-

mière fibre, en particulier à une partie courbée de cette première fibre De même, pour augmente r la proportion du signal qui est extraite et détectée, il est préférable que la deuxième fibre comporte une partie courbée dont une tangente pénètre de préférence directement dans le dispositif de détection et/ou qu'un moyen de couplage soit appliqué à la deuxième fibre, ce

moyen de couplage (a) épousant la surface de la deu-

xième fibre, et (b) augmentant la proportion du signal qui est extraite et détectée En général, il est avantageux de prévoir des parties courbées semblables dans la première et dans la deuxième fibre et d'y appliquer des moyens de couplage semblables; cependant,

on peut avoir recours à des moyens de couplage diffé-

rents pour les deux fibres.

Cependant, ces découvertes sont utiles non seulement dans l'appareil et le procédé d'alignement, mais également dans d'autres appareils et procédés, par exemple des procédés servant à déterminer si une fibre optique véhicule ou non un signal optique, des procédés pour extraire une proportion souhaitée d'un signal optique d'une fibre optique véhiculant un signal et des procédés pour introduire un signal optique dans une

fibre optique à travers sa gaine.

Par conséquent, selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé pour détecter un signal optique dans une fibre optique, selon lequel ( 1) on applique à une partie courbée de la fibre un moyen de couplage qui, (a) épouse la surface de la gaine de la fibre, et (b), lorsqu'un signal optique traverse la fibre, augmente la proportion du signal qui est extraite à travers la gaine de la fibre, et ( 2) on fait 1 O passer tout signal optique extrait par un dispositif de détection Le dispositif de détection peut simplement

déterminer si l'intensité d'un signal extrait quel-

conque excède un niveau particulier (ce qui pourrait arriver, par exemple, lors d'un essai de la continuité de la fibre) En variante, le dispositif de détection peut fournir une mesure quantitative de l'intensité

d'un signal extrait quelconque; dans ce cas, l'inten-

sité du signal extrait peut être utilisée pour modifier

une autre variable Le signal extrait peut être intro-

duit directement dans un dispositif de détection adjacent au moyen de couplage En variante, le signal extrait peut être introduit dans une deuxième fibre optique et le dispositif de détection peut être placé à l'autre extrémité de la deuxième fibre optique Le dispositif de détection peut être un élément d'un appareil de télécommunication, par exemple un téléphone ou un ordinateur La proportion du signal qui est extraite de la fibre au voisinage du moyen de couplage

est d'autant plus importante que le rayon de la cour-

bure de la fibre est plus petit Il est ainsi possible d'extraire une proportion souhaitée d'un signal optique d'une fibre optique Le moyen de couplage et le rayon de la courbure de la fibre sont de préférence en corrélation de sorte qu'au moins 0,5 %, par exemple au

moins 1 % ou au moins 2 %, mais pas plus de 4 % et habi-

tuellement pas plus de 3 % d'un signal optique quel-

conque soient extraits Le rayon de courbure est habituellement compris entre 3 et 15 mm, de préférence

entre 4 et 8 mm.

Suivant un autre aspect, l'invention fournit un procédé pour introduire un signal optique dans une fibre optique du type spécifié, selon lequel ( 1) on produit un signal optique, et ( 2) on dirige le signal optique vers une partie de la fibre qui est en contact avec un moyen de couplage qui (a) épouse la surface de la gaine de la fibre, (b) se trouve dans le trajet du signal optique dirigé vers la fibre, et (c) augmente la proportion du signal optique qui traverse la gaine de la fibre Le moyen de couplage, qui est de préférence tel que décrit plus haut, est en contact avec une partie courbée de la fibre, le rayon de courbure étant de préférence compris entre 3 et 15 mm, en particulier entre 4 et 8 mm, et l'angle entre le signal et la tangente à la fibre au point d'impact du signal n'étant de préférence pas supérieur à 20 , ni en particulier à

, et étant spécialement en substance égal à 00.

Suivant un autre aspect, l'invention procure un appareil comprenant ( 1) une fibre optique du type spécifié, et ( 2) un moyen de couplage optique qui est en contact avec la surface de la gaine de la fibre et qu'il épouse Le moyen de couplage est de préférence en contact avec une partie courbée de la fibre, le rayon de courbure étant de préférence -de 3 à 15 mm et en particulier de 4 à 8 mm L'appareil peut également comprendre (a) un dispositif pour produire un signal optique et diriger le signal, vers la fibre, à travers le moyen de couplage, ou un dispositif pour détecter un signal optique extrait de la fibre par l'intermédiaire

du moyen de couplage.

L'invention est illustrée par le dessin annexé, qui est une vue schématique d'un appareil conforme à l'invention servant à aligner deux fibres

optiques et à les raccorder.

Comme le montre le dessin, une première fibre optique 30, comportant une extrémité 32, est maintenue

dans une configuration souhaitée par un premier dispo-

sitif de retenue réglable 10 et par un premier dispo-

sitif de courbage 11 qui maintient une partie courbée 31 dans la fibre Un premier moyen de couplage optique 28 est en contact avec la partie courbée 31 de la

première fibre Une deuxième fibre optique 42 compor-

tant une extrémité 40 est maintenue dans une configura-

tion souhaitée par un deuxième dispositif de retenue réglable 12 et par un deuxième dispositif de courbage

13 qui maintient une partie courbée 41 dans la fibre.

Un second moyen de couplage optique 34 est en contact avec la partie courbée 41 de la deuxième fibre Les extrémités ( 38, 40) de la première et de la deuxième fibre sont disposées dans un tube 18 qui contient un adhésif adaptateur d'indice 19 pouvant être durci par de la lumière ultraviolette, et qui est maintenu en place par un porte-tube 16 Un dispositif générateur de signaux 24 produit un signal optique qui traverse un dispositif de focalisation tel qu'une lentille 26 et le premier moyen de couplage 28 avant de frapper la gaine de la partie courbée 31 de la première fibre 30 Le signal optique pénètre dans la première fibre 30, puis traverse la deuxième fibre 40 jusqu'à atteindre la partie courbée 41, o un fraction du signal est extraite par l'intermédiaire du deuxième moyen de couplage 34 et passe par l'intermédiaire d'un moyen de

focalisation tel qu'une lentille 36 à un détecteur 38.

Le signal reçu par le détecteur 38 peut être affiché sur un instrument de mesure 44 et/ou peut être fourni à un servomécanisme 46 qui est relié aux dispositifs de retenue réglables 10 et 12 et au moyen duquel les

dispositifs de retenue 10 et 12 sont réglés automati-

quement l'un par rapport à l'autre afin de maximaliser le signal détecté, assurant ainsi un alignement des

fibres sans exiger une grande habileté de l'opérateur.

Le détecteur 38 et le générateur de signaux 24 sont de

préférence reliés l'un à l'autre, de sorte que l'inten-

sité du signal produit est réglée automatiquement à un niveau auquel le signal détecté se trouve dans le secteur de sensibilité maximum dudétecteur et de préférence de manière que le détecteur ignore les variations indésirables de l'intensité du signal produit L'appareil comprend également une source de

lumière ultraviolette 20 et un dispositif de focalisa-

tion associé tel qu'une lentille 22 Lorsque les extrémités 32 et 40 des fibres ont été alignées avec précision, la source de lumière ultraviolette est enclenchée pendant un laps de temps suffisant pour

faire durcir l'adhésif 19.

L'invention est illustrée d'une-manière plus

particulière par l'exemple suivant.

EXEMPLE -

On a utilisé un appareil automatisé tel que

représenté au dessin pour raccorder deux fibres opti-

ques identiques Les fibres (qui sont fournies par la Société Corning Glass sous la désignation commerciale Glass Code 1616) comprennent un coeur en verre d'un diamètre de 50 microns, un enrobage en verre d'un diamètre extérieur de 125 microns et une gaine en polyacrylate d'un diamètre extérieur de 250 microns On dénude les extrémités des fibres par enlèvement de la gaine et on clive les extrémités dénudées des fibres pour obtenir des surfaces d'extrémité propres à environ 3 mm de l'extrémité de la gaine On fixe alors chacune des fibres dans la configuration souhaitée au moyen des dispositifs de retenue et de courbage Chacun des dispositifs de retenue comprend deux plaques qui 'se font face, une des plaques contenant une rainure dans laquelle la fibre est placée Chacun des dispositifs de courbage comprend une broche ronde d'un rayon d'environ 5 mm présentant une gorge circonférentielle dans laquelle la fibre est placée Chaque moyen de couplage est un bloc rectangulaire d'un poly(diméthylsiloxane) ayant un indice de réfraction d'environ 1,41 et une dureté Shore A d'environ 45 (cette matière étant fournie à l'état non durci par la Société General Electric sous la dénomination commerciale RTV 108 ou RTV 615) Le générateur de signaux est une diode électroluminescente infrarouge à haute intensité

présentant une valeur de crête d'environ 840 nm (four-

nie par RCA sous la désignation commerciale SG 1010) avec l'électronique associée, et le signal est dirigé approximativement tangentiellement vers la partie courbée de la première fibre à travers le premier moyen de couplage Le détecteur est une diode PIN sensible aux rayons infrarouges (fournie par Hewlett Packard

sous la désignation commerciale 4707-8134) avec l'élec-

tronique associée, et est mise en place afin de rece-

voir un signal qui quitte tangentiellement la partie courbée de la deuxième fibre à travers le deuxième moyen de couplage Le générateur de signaux et le détecteur sont reliés de la manière préférée décrite plus haut et le détecteur est relié à un servomécanisme qui déplace automatiquement les dispositifs de retenue de manière à maximaliser le signal reçu par le

détecteur Le servomécanisme comprend un microproces-

seur (fourni par Untel sous la désignation commerciale 8085) avec la mémoire, les interfaces et l'alimentation électrique associées Le portetube maintient un tube en verre de quartz (diamètre intérieur 1000 microns, diamètre extérieur 2000 microns et longueur d'environ 1,3 cm) qui contient un adhésif polymérisable par la lumière ultraviolette ayant un indice de réfraction (après durcissement) d'environ 1,54 L'adhésif contient des parties environ égales en poids d'un oligomère d'uréthanne et d'acrylate (fourni par la Société Polymer Systems sous la désignation commerciale Purelast 186) et d'acrylate d'isobornyle, ainsi qu'une

faible quantité d'un photo-initiateur.

Les deux dispositifs de retenue sont d'abord 3-7 largement séparés de telle sorte que le tube rempli d'adhésif puisse être placé entre les extrémités des

fibres Les dispositifs de retenue sont ensuite dépla-

cés de telle sorte que les fibres soient enfoncées dans le tube rempli d'adhésif jusqu'à ce que les extrémités des fibres se touchent presque au milieu du tube Les fibres sont alors alignées avec précision Lorsque l'alignement est achevé, la lumière ultraviolette est

enclenchée pour polymériser l'adhésif.

On obtient une excellente jonction.

Quoique l'invention ait été décrite avec référence à des fibres optiques comprenant un coeur, un enrobage et une gaine, il va de soi que, par plusieurs de ses aspects, elle peut également être appliquée, moyennant des modifications adéquates, à d'autres

fibres optiques, notamment des fibres de silice enro-

bées de matière plastique (PCS) ou des fibres entière-

ment en matière plastique.

Claims (32)

R E V E N D I C A T I O N S

1. Appareil pour aligner les extrémités d'une première et d'une deuxième fibre optique, chaque fibre comprenant un coeur, un enrobage et une gaine, dans lequel un dispositif est prévu pour positionner les extrémités des fibres axialement en ligne et en contact abouté, caractérisé en ce qu'il comprend ( 1) un premier dispositif de retenue destiné à retenir une première fibre près de son extrémité, ( 2) un dispositif pour produire un signal optique et pour diriger le signal contre la gaine d'une première fibre retenue dans le premier dispositif de retenue de telle sorte que le signal traverse la gaine de la première fibre en direction de l'extrémité de celle-ci, ( 3) un deuxième dispositif de retenue destiné à retenir une deuxième fibre, près de son extrémité, dans une position dans laquelle l'extrémité de la deuxième fibre soit approximativement en contact abouté et axialement en ligne avec l'extrémité d'une première fibre retenue par le premier dispositif de retenue, et ( 4) un dispositif pour extraire un signal optique d'une deuxième fibre retenue dans le deuxième dispositif de retenue, à travers la gaine de cette deuxième fibre, et pour détecter l'intensité du signal extrait, au moins un dispositif de retenue (le premier ou le deuxième) pouvant être déplacé par rapport à l'autre de manière à maximaliser le signal optique détecté par le dispositif ( 4) et ainsi à aligner les coeurs de la première et de la seconde fibre avec précision dans le

sens axial.

2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: ( 5) un premier dispositif de courbage destiné à maintenir une courbure dans une première fibre retenue par le premier dispositif de retenue, le signal optique étant dirigé contre la partie courbée de la première fibre, et ( 6) un deuxième dispositif de courbage destiné à maintenir une courbure dans une deuxième fibre retenue par le deuxième dispositif de retenue, le signal optique étant extrait de la partie courbée de la

deuxième fibre.

3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque partie courbée de la première et de la deuxième fibre a un rayon de courbure

de 3 à 15 mm.

4. Appareil suivant l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il

comprend: ( 7) un dispositif pour appliquer, à une première fibre retenue par le premier dispositif de retenue, un premier moyen de couplage qui (a) épouse la surface de la gaine de la première fibre, (b) se trouve dans le trajet d'un signal optique produit par le

dispositif générateur ( 2), et (c) augmente la propor-

tion du signal optique produit par le dispositif générateur ( 2) qui traverse la gaine de la première fibre, et ( 8) un dispositif pour appliquer, à une deuxième fibre retenue par le deuxième dispositif de retenue, un second moyen de couplage qui (a) épouse la surface de la gaine de la deuxième fibre, et qui (b), lorsqu'un signal optique traverse la deuxième fibre, augmente la proportion du signal optique qui est extraite de la deuxième fibre et détectée par le

dispositif ( 4).

5. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de couplage est un élément fait d'un polysiloxane ou d'une autre matière

élastiquement déformable.

6. Appareil suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il

comprend: ( 9) un dispositif pour retenir un tube qui contient un adhésif adaptateur d'indice, qui présente un diamètre intérieur sensiblement supérieur au diamè- tre extérieur des gaines des fibres et dans lequel les extrémités de la première et de la deuxième fibre peuvent être alignées, et ( 10) un moyen pour faire durcir un adhésif adaptateur d'indice amené aux extrémités de la première

et de la deuxième fibre dans le tubk.

7. Appareil suivant l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il

comprend: ( 11) un servomécanisme qui est à même de

déplacer au moins l'un des premier et deuxième dispo-

sitif de retenue en réaction à l'intensité du signal

optique extrait.

8. Procédé pour aligner axialement les extrémités d'une première et d'une deuxième fibre optique, chaque fibre comprenant un coeur, un enrobage et une gaine, selon lequel on positionne les extrémités des fibres axialement en ligne et approximativement en contact abouté, on introduit un signal optique dans la première fibre, on détecte ce signal optique dans la deuxième fibre et on déplace au moins une des fibres pour maximaliser l'intensité du signal optique détecté, caractérisé en ce qu'on dirige le signal optique contre la gaine de la première fibre à un endroit situé près de l'extrémité à aligner de telle sorte que le signal traverse la gaine en direction de l'extrémité à aligner, et on extrait le signal optique de la deuxième

fibre à travers sa gaine à un endroit proche de l'ex-

trémité à aligner.

9 Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'on forme une courbure dans la première fibre près de l'extrémité à raccorder à l'autre fibre et on dirige le signal optique vers la partie courbée de la première fibre, le rayon de courbure de la partie courbée de la fibre étant compris entre 3 et 15 mm et l'angle formé entre le signal optique et la tangente à la fibre au point d'impact du

signal étant au maximum de 200.

10. Procédé suivant la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'on forme une courbure dans la deuxième fibre près de l'extrémité à raccorder à l'autre fibre et on extrait le signal optique de la partie courbée de la deuxième fibre:

11. Procédé suivant l'une quelconque des

revendications 8 à 10, caractérisé en ce que ( 1) on

applique à la première fibre un premier moyen de couplage qui (a) épouse la surface de la gaine de la première fibre, (b) est disposé dans le trajet du signal optique dirigé vers la première fibre, et (c) augmente la proportion du signal optique qui traverse la gaine de la première fibre, et ( 2) on applique à la deuxième fibre un second moyen de couplage qui (a) épouse la surface de la gaine de la deuxième fibre, et (b) augmente la proportion du signal optique qui est

extraite et détectée.

12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de couplage est en un polysiloxane ou en une autre matière élastiquement déformable.

13. Appareil suivant l'une quelconque des

revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'on raccorde

les fibres alignées l'une à l'autre.

14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'on amène les fibres axialement en

ligne dans un fût dans l'ensemble tubulaire qui con-

tient un adhésif fluide adaptateur d'indice et qui présente un diamètre intérieur sensiblement supérieur au diamètre extérieur des gaines des fibres, puis on

fait durcir l'adhésif.

15. Jonction entre deux fibres optiques axialement alignées qui sont raccordées l'une à l'autre par un adhésif adaptateur d'indice, chacune des fibres

comprenant un coeur, un enrobage et une gaine, caracté-

risée en ce qu'elle est entourée par un fût droit dans l'ensemble tubulaire qui contient l'adhésif adaptateur d'indice, dont la section transversale interne minimum est d'au moins 300 microns et qui n'est en contact en

aucun point avec les fibres.

16 Jonction suivant la revendication 15, caractérisée en ce que l'extrémité&de chaque gaine est disposée dans la masse d'adhésif adaptateur d'indice et

le diamètre intérieur du fût vaut 3 à 6 fois le diamè-

tre extérieur de la gaine.

17 Procédé pour détecter un signal optique dans une fibre optique comprenant un coeur, un enrobage et une gaine, caractérisé en ce que ( 1) on applique à une partie courbée de la fibre un moyen de couplage qui (a) épouse la surface de la gaine de la fibre, et qui, (b) lorsque le signal optique traverse la fibre, augmente la proportion du signal qui est extraite à travers la gaine de la fibre, et ( 2) on fait passer tout signal optique extrait

par un dispositif de détection.

18. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'on introduit le signal extrait dans une deuxième fibre optique et le dispositif de détection se trouve à l'extrémité éloignée de la

deuxième fibre optique.

19. Procédé suivant la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que (a) le rayon de la partie courbée dans la fibre, et (b) le moyen de couplage sont mis en corrélation de manière que 0,7 % à 4 % d'un signal

optique quelconque traversant la fibre soient extraits.

20. Procédé suivant l'une quelconque des

revendications 17 à 18, caractérisé en ce que le moyen

de couplage est en un polysiloxane ou en une autre

matière élastiquement déformable.

21. Procédé pour introduire un signal optique dans une fibre optique comprenant un coeur, un enrobage et une gaine, caractérisé en ce qu'on dirige le signal optique au niveau d'une partie de la fibre qui est en contact avec un moyen de couplage qui (a) épouse la surface de la gaine de la fibre, (b) se trouve dans le trajet du signal optique dirigé vers la fibre, et (c) augmente la proportion du signal optique qui traverse

la gaine de la fibre.

22. Procédé suivant la revendication 21, caractérisé en ce que le moyen de couplage est en

contact avec une partie courbée de la fibre.

23 Procédé suivant la revendication 22, caractérisé en ce que le rayon de courbure de la partie courbée est de 3 à 15 mm et l'angle formé entre le signal et la tangente à la fibre au point d'impact du

signal est au maximum de 200.

24 Procédé suivant l'une quelconque des

revendications 21 à 23, caractérisé en ce que le moyen

de couplage comprend un polysiloxane ou une autre

matière élastiquement déformable.

25. Appareil comprenant une fibre optique

comportant un coeur, un enrobage et une gaine, caracté-

risé en ce qu'il comprend un moyen de couplage optique qui est en contact avec la gaine de la fibre et qui

épouse la surface de celle-ci.

26. Appareil suivant la revendication 25, caractérisé en ce que le moyen de couplage est en contact avec une partie courbée de la fibre, le rayon

de courbure de la partie courbée étant de 3 à 15 mm.

27. Appareil suivant la revendication 25 ou 26, caractérisé en ce que le moyen de couplage est en un polysiloxane ou en une autre matière élastiquement déformable.

28. Appareil suivant l'une quelconque des

revendications 25 à 27, caractérisé en ce qu'il

comprend également un dispositif pour produire le signal optique et le diriger vers la fibre à travers le moyen de couplage ou un dispositif pour détecter un signal optique extrait de la fibre par l'intermédiaire

du moyen de couplage.

29. Article qui peut être utilisé pour joindre deux fibres optiques, qui comprend un fût droit dans l'ensemble tubulaire comportant deux extrémités ouvertes et contenant un adhésif durcissable adaptateur

d'indice, caractérisé en ce que (a) la section trans-

versale interne la plus petite du fût est d'au moins 300 microns, et ( 2) l'adhésif durcissable est la seule matière dans le fût et y est retenu par des forces dues à sa tension superficielle lorsque le tube ou fût est maintenu dans une position horizontale à 231 C.

30. Article suivant la revendication 29, caractérisé en ce que la section transversale interne

la plus petite du fût est d'au moins 750 microns.

31 Article suivant la revendication 30, caractérisé en ce que la section transversale interne

la plus petite du fût est de 750 à 1500 microns.

32. Article suivant l'une quelconque des

revendications 29 à 31, caractérisé en ce qu'il com-

prend également des coiffes d'extrémité amovibles qui

scellent les extrémités ouvertes du fût.