FR2484742A1 - Systeme de liaisons bidirectionnelles par fibres optiques - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE LIAISONS BIDIRECTIONNELLES ENTRE UNE STATION CENTRALE A ET UNE STATION PERIPHERIQUE B N'UTILISANT QU'UNE FIBRE OPTIQUE UNIQUE DE LIAISON F. CETTE FIBRE COMPREND UN COEUR 1 ENTOURE D'UNE GAINE OPTIQUE 2, D'UN TUBE SUPPORT 3 ET D'UNE GAINE DE PROTECTION 4; LES MATERIAUX DE CES REGIONS AYANT DES INDICES DE REFRACTION OPTIQUE DIFFERENTS. LES STATIONS CENTRALE A ET PERIPHERIQUE B SONT MUNIES CHACUNE DE MOYENS OPTOELECTRONIQUES D'EMISSION-RECEPTION, ET LES TRANSMISSIONS BIDIRECTIONNELLES ENTRE CES STATIONS SONT REALISEES PAR L'ETABLISSEMENT D'UNE PREMIERE LIAISON UNIDIRECTIONNELLE DE LA STATION CENTRALE A A LA CENTRALE PERIPHERIQUE B, OBTENUE PAR CAPTAGE ET GUIDAGE DE L'ENERGIE RAYONNANTE EMISE PAR LES MOYENS OPTOELECTRONIQUES D'EMISSION-RECEPTION LA-D DE LA STATION CENTRALE A DANS LE COEUR 1 DE LA FIBRE OPTIQUE DE LIAISON F, ET PAR L'ETABLISSEMENT D'UNE SECONDE LIAISON UNIDIRECTIONNELLE, DANS LE SENS INVERSE, OBTENUE PAR CAPTAGE ET GUIDAGE DE L'ENERGIE RAYONNANTE EMISE PAR LES MOYENS OPTOELECTRONIQUES D'EMISSION-RECEPTION LED-D DE LA STATION PERIPHERIQUE B DANS LE TUBE SUPPORT 3 DE LA FIBRE OPTIQUE DE LIAISON F.

Description

La présente invention se rapporte à un système de liaisons bidirectionnelles par fibre optique.

De telles liaisons bidirectionnelles sont utilisées dans de nombreux domaines dont des exemples non limitatifs sont la télématique, la télédistri- bution ou les transmissions téléphoniques.

Les transmissions optiques bidirectionnelles couramment utilisées peuvent se classer selon deux approches fondamentales.

Selon la première approche, les transmissions entre une station centrale (appelée dans ce qui suit "central") et une station périphérique s'effectuent en utilisant une source de lumière bune première longueur d'onde modulée par les informations à transmettre. Les liaisons inverses, entre la station périphérique et le central, s'effectuent en utilisant une source de lumière d'une seconde longueur d'onde, également modulée par les informations à transmettre entre la station périphérique et le central.Cette approche est, par exemple, décrite dans la demande de brevet française n 74 01 800, déposée le 13 Janvier 1974 et publiée sous le n0 2 258 751, ou dans l'article de TAKEUCHI et al: "OPTICAL DIRECTIONAL FILTER AND
ITS APPLICATION TO THE 13IDIRECTIONNAL TRPKNSMISSION SYSTEM" paru dans la publication néerlandaise : "Fifth European Conference on
Optical Communication, AMSTERDAM, 17-19 septembre 1979, pages 13.2-1 à 13.2-b.

Selon la seconde approche, une seule longueur d'onde est miser en oeuvre pour les transmissions, d'une part, entre le central et la station périphérique et, d'autre part, pour les transmissions en sens inverse. La discrimination entre les deux sens de transmission s'effectue à l'aide de coupleurs direction nels. Cette dernière approche permet l'interversion des organes de transmission et de réception, cependant le risque de diaphonie est plus élevé.

Cette approche est décrite, par exemple, dans la demande de brevet français n0 76 08 389, déposée le 23 mars 1976 et publiée sous le n0 2 362 413 ou dans l'article de ICHIDA et ai : 9'3IDIRECTIONAL VIDEO TRANS
MISSION SYSTEM USING A SINGLE OPTICAL FIBER" paru également dans la publication précitée, pages 20.3-1 à 20.3-4.

Outre le risque de diaphonie qui vient d'être évoqué, les liaisons réalisées selon les deux approches précitées nécessitent pour être mises en oeuvre, le développement de nombreux composants spécifiques. D'autre part, les couplages entre la fibre de liaison et les appareils émetteursrécepteurs du central et ceux de la station périphérique doivent introduiré le moins de pertes possible. Il s'en suit que des organes de couplage à haut rendement doivent être utilisés. Si ces organes ne participent que pour une faible part au coût des installations du central, il n'en est pas de même en général pour les installations de la station périphérique. C'est notamment le cas des réseaux de télédistribution dans lesquels le central communique avec des stations périphériques constituées par des appareils d'émission-réception d'abonnés.

D'autre part, il faut noter que dans de nombreuses applications le débit d'informations devant être transmises dans un sens est notablement supérieur au débit d'informations devant être transmises dans le sens opposé.

C'est également le cas des réseaux de télédistribution. L'information devant être transmise d'un central à un abonné comprend des signaux vidéo multiplexés occupant une large bande de fréquence et l'information devant être transmise de l'abonné au central ne comporte, le plus souvent, que des signaux de service et de commande n'occupant qu'une faible bande de fréquence. Pour fixer un ordre de grandeur, dans le cas d'un multiplexage en fréquence des signaux transitant par les cables de liaison, la bande passante nécessaire dans le sens central-abonné est de rordre de 100 MHz, alors que dans le sens abonné-central, elle est inférieure à 10 MHz. L'invention concerne plus spécifiquement, bien que non exclusivement, des liaisons dissymétriques de ce type.

L'invention propose un système de liaisons bidirectionnelles utilisant une fibre optique unique et supprimant la majeure partie des inconvénients de l'art connu.

L'invention a donc pour objet un système de liaisons bidirectionnelles par fibre optique entre une première station et une seconde station, chaque station comprenant des moyens optoélectroniques d'émission-réception d'é nergie rayonnante ; la fibre optique de liaison étant du type comprenant au moins une première région centrée sur son axe de symétrie, de section circulaire, en matériau d'un premier indice de réfraction optique, une deuxième région, de section annulaire entourant la première région, en matériau d'un deuxième indice de réfraction optique, et une troisième région de section annulaire entourant la seconde région, en matériau d'un troisième indice de réfraction optique; le deuxième indice de réfractionoptique étant différent des premier et troisième indices de réfraction optique ; système caractérisé en ce que les liaisons bidirectionnelles entre la première station et la seconde station sont assurées par l'établissement d'une première liaison unidirectionnelle dans un premier sens obtenu par captage et guidage optique dans la première région de l'énergie rayonnante émise par les moyens optoélectroniques d'émission-réception d'énergie rayonnante de la première station, et par l'établissement d'une seconde liaison unidirectionnelle dans le second sens, obtenu par captage et guidage optique dans la troisième région de l'énergie rayonnante émise par les moyens optoélectroniques d'émission-réception de la seconde station.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparattront à l'aide de la description qui suit, en référence aux figures annexées:
- La figure 1 illustre schématiquement un système de liaisons bidirectionnelles par fibres optiques selon une première approche de l'art connu;
- la figure 2 illustre schématiquement un système de liaisons bidirectionnelles par fibres optiques selon une seconde approche de l'art connu;
- la figure 3 illustre une fibre optique du type dit "MCVD";
- la figure 4 est un diagramme représentant le profil d'indice de réfraction optique d'une telle fibre;
- la figure 5 illustre une fibre optique modifiée;
-la figure 6 est un diagramme représentant le profil d'indice de réfraction optique d'une telle fibre modifiée; ;
- la figure 7 illustre un système de liaisons bidirectionnelles par fibres optiques selon l'invention;
- la figure 8 illustre des composants optoélectroniques de couplage utilisés par l'invention.

Dans ce qui suit, des éléments communs à deux figures ou plus portent les mêmes références et ne seront décrits qu'une seule fois.

La figure 1 illustre un exemple de système de liaisons bidirectionnelles par fibres optiques entre deux stations A et B selon une première approche de l'art connu. Pour fixer les idées, on suppose que chaque station, A et B; comporte un émetteur de signaux vidéo, respectivement S1 et S2, et un récepteur de signaux vidéo symbolisé par un écran de télévision, respectivement TV1 et TV2. Selon cette approche, on utilise deux longueurs d'ondes différentes : une première longueur d'onde,1 pour les transmissions de signaux de la station A vers la station B, d'une part, et une seconde longueur d'onde \ 2 pour les transmissions inverses.La source de signaux S1 est associée à un organe optoélectronique E1 d'émission, produisant un faisceau lumineux de la première longueur d'onde i 1 modulé par les signaux de l'émetteur S1 et transformé à l'aide de la lentille L10 en un faisceau de rayons parallèles transmis sur un miroir Mlo qui réfléchit ce faisceau de rayons parallèles vers une lentille L1 de focalisation sur la terminaison tl d'une fibre de liaison f couplant la station A à la station B.Le faisceau de rayons parallèle traverse auparavant un miroir (ou une lame), semi-transparent M11 à la longueur d'onde X1. Ce miroir M11 sert à réfléchir le rayonnement de la seconde longueur d'onde X2, vers un organe optoélectronique de détection R1, via une lentille de focalisation L11. La sortie de cet organe optoélectronique de détection est relié à l'appareil de visualisation
TV1. ta station B comporte les mêmes éléments optiques et optoélectroniques que la station A : E2, R2, L20, L21, M20, M21, L2 et t2. Il est inutile de les redécrire.Il faut cependant noter que l'émetteur optoélectronique E2 doit produire un faisceau de rayons lumineux de longueur d'onde 2 et le miroir semi-transparebt M21 doit réfléchir les rayons lumineux de longueur d'onde X 1 et transmettre les rayons lumineux de longueur d'onde X 2. Une autre solution consiste à utiliser deux miroirs identiques, M11 et M21, et d'intervertir les places respectives des organes optoélectroniques d'émission et de réception, E2 et R2.

Cette approche est décrite avec plus de détails dans la demande de brevet français n" 74 018 00 et l'article de TAKEUCHI et al précités.

Une seconde approche de l'art connu est illustré par la figure 2. Cette approche ne met en oeuvre qu'une seule et unique longueur d'onde quelque soit le sens des transmissions considéré. On retrouve les principaux éléments décrits en relation avec la figure 1: S1-E1, Sure2, R1-TV1, R2-TV2 et f qu'il est inutile de redécrire. Pour obtenir des liaisons bidirectionnelles, il est nécessaire dans ce cas d'utiliser des coupleurs directionnels, respectivement
DC1 et DC2. Le coupleur directionnel DC1 est relié d'une part à l'aide de deux fibres optiques fl0 et fll, respectivement aux émetteur E1 et récepteur R1.Il en est de même pour la station B, dans laquelle le coupleur directionnel DC2 est relié à l'aide des fibres f20 à f22 respectivement à l'émetteur E2, au récepteur R2 et au connecteur C2. Les liaisons bidirectionnelles s'effectuent comme précédemment à l'aide d'une fibre optique f.

Cette approche est décrite par exemple dans la demande de brevet français nO 76 083 89 et dans l'article de ICHIDA et al précités. Cette approche présente des risques plus élevés de diaphonie entre les voies montante A e
B et descendante B~A.

Ces deux approches nécessitent en outre le développement de compo sants spécifiques. D'autre part, bien que non limitée à cette seule application, l'invention est particulièrement avantageuse dans le cadre de liaisons bidirectionnelles de type dissymétrique. Il n'est donc pas nécessaire d'offrir la même capacité de transmission dans les deux sens. Enfin, si les organes destinés au couplage du central à la fibre optique de liaison ne représdente qu'un faible coût de l'installation de ce central, il n'en est pas de même en général des organes destinés au couplage des stations périphériques à cette même fibre. C'est le cas, comme il a été rappelé, des réseaux de télédistribution.

L'invention propose un système de liaisons bidirectionnelles simple par fibre optique unique mettant en oeuvre des radiations d'une seule longueur d'onde quelque soit le sens des liaisons et ne nécessitan pas d'organes optoélectroniques complexes tels que des coupleurs directionnels.

Avant de décrire l'invention, il est utile de rappeler la structure d'unie fibre optique. Un des procédés les plus couramment utilises pour obtenir une fibre optique est le procédé dit "MCVD", de l'expression anglo-saxone : "Modified chemical vapor deposition" qui peut se traduire par "procédé modifié de dépôt en phase gazeuse.

La figure 3 illustre schématiquement la section d'une fibre obtenue par ce procédé. Cette fibre est principalement constituée d'un coeur 1 entouré d'une gaine optique 2, d'un tube support 3 et d'une gaine de protection 4.

Il existe deux types de fibres:
- des fibres optiques du type dit multimode, le plus souvent à gradient d'indice, pour lesquelles le diamètre de coeur est typiquement de 50/um et le diamètre extérieur de la gaine optique est de 70 1um.

- des fibres du type dit monomode, le plus souvent à saut d'indice, pour lesquelles le diamètre de coeur est compris entre 5 et 10 /um et le diamètre extérieur de la gaine optique est d'environ 40 /um.

Le diamètre extérieur du tube support, le plus souvent en silice pure, est d'environ 125 /um et le diamètre extérieur de la gaine de protection, en silicone par exemple, est de l'ordre de 300 /um.

L'allure du profil d'indice de réfraction optique n, le long d'un axe passant par le centre de la fibre est représenté sur le diagramme de la figure 4. Il s'agit dans ce cas d'une fibre à saut d'indice. Sur ce diagramme R est le rayon hors tout de la fibre et ns l'indice de réfraction de la silice pure.

On constate que le coeur a un indice de réfraction optique nl plus grand que celui de la silice nS et que les gaines optique 2 et de protection 4 ont des indices, respectivement n2 et n4, inférieurs à celui de la silice ns.

Dans un système classique de liaisons utilisant une fibre optique on injecte, par exemple à l'aide d'une source laser, de la lumière modulée par des informations à transmettre dans le coeur 1 de la fibre. Du fait de la présence des différentes gaines et tube support, d'indices différents de celui du coeur, cette lumière se trouve "piégée" dans le coeur de la fibre qui agit en tant que guide de lumière. L'invention part de la constatation qu'il est possible également de guider de la lumière dans l'une des gaines ou tube support entourant le coeur, puisque les indices de réfraction optiques de ces gaines ou tube support sont différents de celui du coeur et différents entre eux comme le montre le diagramme de la figure 4.

On peut donc par ce procédé transmettre des informations sous forme de radiations dans un premier sens, en utilisant le coeur 1 de la fibre, et dans un second sens, en utilisant le tube support 3. Il est donc possible d'obtenir des liaisons bidirectionnelles n'utilisant qu'une seule fibre optique, ce sans mettre en oeuvre des coupleurs directionnels ou en recourant à des émetteurs de lumière de longueurs d'onde différentes.

La fibre optique utilisée peut être, soit une fibre de type "MCVD" couramment disponible sur le marché ou une fibre optique optimisée en vue de l'application envisagée. Dans ce dernier cas, on est amené à effectuer les choix suivants lors de la fabrication:
-Choix systématique crun tube support 3 à faible atténuation optique linéaire, c'est le cas d'un tube support en silice pure.

-Dopage intermédiaire de la gaine optique 3 de façon à accentuer la différence d'indice à l'interface support-gaine optique.

Une telle fibre est illustrée par la figure 5 qui en représente la section et par le diagramme de la figure 6 sur lequel est porté l'allure du profil d'indice de réfraction optique n. La fibre de la figure 5 diffèrer de la fibre de la figure 3 par la présence d'une gaine optique intermédiaire 2', d'indice de réfraction optique n2, inférieur à celui, n2, de la gaine optique 2, cette dernière gaine étant identique à celle illustrée sur la figure 3.

La figure 7 illustre une première variante d'un système de liaisons bidirectionnelles par fibres optiques selon l'invention. Une station A ou central est couplée optiquement à une station périphérique B à l'aide d'une fibre optique f de type i'MCVD" comprenant comme il a été décrit en relation avec la figure 3 un coeur l, une gaine optique 2, un tube support 3, et une gaine de protection 4. La gaine 2 peut elle même être divisée en une gaine principale 2 et une gaine intermédiaire 2' comme il a été décrit en relation avec la figure 5 pour optimiser la fibre optique f utilisée pour les liaisons bidirectionnelles selon l'invention.

Le central A comprend un émetteur d'énergie lumineuse, par exemple un laser La couplé à la fibre f (ou fibre principale assurant les liaisons bidirectionnelles) à l'aide d'une fibre intermédiaire filo
Le couplage optique entre le laser La et cette fibre intermédiaire fil peut être lui-même obtenu par une microoptique de couplage, telle que celle décrite dans la demande de brevet français no 79 22 886, déposée le 13 septembre 1979. Dans cette demande de brevet, il est décrit un dispositif de couplage optique entre une source lumineuse, notamment un laser semiconducteur, et une fibre intermédiaire.Le dispositif comprend une lentille plan convexe accolée à la face d'entrée de la fibre, constitué d'un verre d'indice de réfraction supérieur à celui de la fibre et obtenu en mettant en contact l'extrémité de la fibre avec une goutte de verre en fusion. On obtient alors une calotte sphérique dont les paramètres optiques sont contrôlables. Dans le cadre de la présente invention, cette micro-optique porte la référence tA sur la figure 7.

La fibre intermédiaire filcomprend un coeur 10 entouré d'une gaine optique Il. Le diamètre du coeur 10 est égal ou légèrement supérieur au diamètre du coeur 1 de la fibre principale f. Par ailleurs, le diamètre extérieur de la fibre intermédiaire fiI, c'est-à-dire celui de sa gaine optique 11, est inférieur ou égal au diamètre de la gaine optique 2 de la fibre principale f. Son ouverture numérique est également inférieure ou égale à celle de la fibre principale f.

Les coeurs 10 et 1 des fibres intermédiaires f11 et principale f sont placés en regard, la fibre intermédiaire fil passant en outre au travers d'une photodiode D1, dans laquelle un canal de diamètre égal au diamètre extérieur de la fibre fil a été pratiqué. La photodiode D1 se présente donc sous la forme d'une structure annulaire de diamètre inférieur égal à celui de la fibre intermédiaire fil et de diamètre extérieur actif au moins égal au diamètre extérieur du tube support 3. Une telle structure de photodiode peut être obtenue à partir d'une photodiode classique en forme de disque dans lequel on a pratiqué un évidement central, par attaque chimique par exemple. La photodiode D1 est rendue solidaire d'une embase 30, par exemple par soudure.Les connexions électriques de sortie de la photodiode
D1 n'ont pas été représentées sur la figure 7 ; l'embase 30, si elle est réalisée en métal, pouvant constituer l'une de ces connexions.

L'ensemble optoélectronique d'émission-réception comprenant lé laser
La, la fibre intermédiaire fil et la photodiode D1, est positionné par rapport à la fibre principale f par tout moyen approprié, cet aspect ne diffère en aucune façon des méthodes d'alignement de l'art connu.

La station périphérique B pour sa part comporte également un ensemble optoélectronique d'émission-réception comprenant, d'une part une photodiode D2 supportée également par. une embase 32 et couplée optiquement au coeur 1 de la fibre principale f par une seconde fibre intermédiaire fi2; et une diode électroluminescente LED également de structure annulai re. Cette diode electroluminescente LED sera décrite plus en détail en relation avec la figure 8.

Le couplage optique entre la fibre optique intermédiaire fi2, comprenant un coeur 20 et une gaine optique 21, et la photodiode D2 ne présente aucune difficulté particulière. Il est simplement nécessaire que la photo diode D2 ait un diamètre actif spérieur à celui du coeur 20 de la fibre intermédiaire fi2, cette fibre ayant pour sa part un diamètre de coeur 20 supérieur ou égal au diamètre de coeur à la fibre principale f et une ouverture numérique supérieure ou égale à celle de cette fibre. Enfin, le diamètre extérieur de la fibre intermédiaire f;2 doit être égal ou légèrement supérieur au diamètre de la gaine optique 2 de la fibre optique principale f.

De la même manière, le diamètre intérieur du canal pratiqué dans la diode électroluminescente LED est égal à celui du diamètre extérieur de la fibre intermédiaire f12 et le diamètre extérieur de la zone active de cette diode électroluminescente doit être égal ou supérieur au diamètre extérieur du tube support 3 de la fibre principale 1.

Selon l'invention, les transmissions de données dans le sens central A station périphérique B s'effectuent préférentiellement via les coeurs 10,1 et 20, respectivement des fibres intermédiaires fils de la fibre principale f et de la fibre intermédiaire fi2. Comme il est connu, l'émetteur d'énergie rayonnante constitué par le laser La est modulé par les inYEormations à transmettre. La photodiode D2 est reliée pour sa part à des circuits électroniques (non représentés) de traitement des signaux détectés par cette photodiode D2 Les circuits de modulation du laser La, ainsi que les circuits de traitement des signaux détectés sont bien connus de l'homme de métier et ne nécessitent pas d'être décrits. Tous les procédés de modulation de l'art connu peuvent être mis en oeuvre dans le cadre de l'invention.

Les liaisons inverses entre la station périphérique B et le central A s'effectuent alors via le tube support 3 de la fibre principale f. Des circuits également connus modulent l'intensité des radiations émises par la diode électroluminescente LED et ces radiations après guidage par le tube support 3 sont détectées par la photodiode annulaire D1.

Lorsque les transmissions à effectuer ne présentent pas un caractère de symétrie, on réserve le coeur pour les transmissions à haut débit. Il s'agit généralement des transmissions entre le central A et la station périphérique
B (qui peut être, dans le cas d'un réseau de télédistribution, un abonné).

Le tube support 3 de la fibre principale 1 assure dans ce cas les transmissions en sens inverse.

L'invention n'est cependant pas limitée à des liaisons bidirectionnelles de type dissymétrique. Si des liaisons doivent être symétriques, la densité maximale de données pouvant être transmises est limitée par la bande passante du tube support 3 de la fibre principale f, qui présente la bande passante la plus faible.

Un exemple de réalisation pratique de la diode électroluminescente
LED est décrit en relation avec la figure 8. Cette diode comprend un ensemble de couches épitaxiales 82 à 85 déposées sur un substrat 81 par un procédé d'épitaxie, comme l'épitaxie en phase liquide. Ces couches constituent entre elles des hétéronjonctions. I1 est donc important pour préserver leur qualité, que les mailles cristallines des matériaux des différentes couches 82 à 85 soient toutes égales à celles du substrat 81, ce avec une précision meilleure que 10-3.

La fonction et l'épaisseur approximative de ces couches sont décrites ci-après:
Substrat 81 : Matériau semiconducteur d'un type de conductivité donnée n ou p, d'épaisseur 1001um.

Couche 82 : Couche de confinement en semiconducteur dont la largeur de bande interdite est supérieure à celle de la couche 83 ci-après, de type de conductivité identique à celui du substrat 81 et d'épaisseur 6/um.

Couche 83 : Couche active dans laquelle a lieu la recombinaison radiative des électrons et trous injectés par les couches confinantes 82 et 84, de largeur de bande interdite voisine de l'énergie des photons à émettre et d'épaisseur 1/ut.

Couche 84 : Couche de confinement de composition voisine de celle de la couche 82, de type de conductivité opposé et d'épaisseur 2/um.

Couche 85 : Couche de contact de composition et dopage tels qu'ils permettent un bon contact ohmique avec la métallisation C2 qui sera décrite ultérieurement, de préférence transparente au rayonnement émis par la couche 83. Les matériaux constituant ces couches sont décrits dans les tableaux I et Il placés en fin de description, concernant deux exemples préférés de réalisation destinés à émettre dans les gammes de longueurs d'onde 0,8 à 0,9 /um, et 1 à 1,7 /um respectivement. Les types de conductivité n ou p des tableaux I et II peuvent être intervertis à volonté.

La zone active d'émission est limitée à une zone centrale respectivement 841 et 851 des couches 84 et 85 par implantation de protons dans les zones restantes, 842 et 852 respectivement. D'autres procédés comme le dépôt d'une couche d'isolant, par exemple de bioxyde de silicium ou de nitrure de silicium, suivi d'une ouverture ou d'une diffision localisée peuvent être egalement utilisées.

Deux couches supplémentaires métalliques, respectivement C1 et C2, sont déposées de part et d'autre de l'ensemble et constituent des contacts électriques. Les ouvertures dans ces métallisations C1 et C2 sont délimi
Tees, par des procédés de photographie connus, aux dimensions approximatives des cavités 86 et 87 à pratiquer au sein des différentes couches des matériaux semiconducteurs 81 à 85. Ces cavites sont réalisées par attaque chimique au moyen, par exemple, d'une solution de 1 à 3 % de chrome dans de l'alcool méthylique. Du côté du substrat 81, la cavité 86 est réalisée à travers celui-ci jusqu'à- la couche 82, la cavité ayant un diamètre correspondant au diamètre extérieur de la fibre principale f.Du côté des couches épitaxiales, la cavité 87, sous forme dtun canal débouchant dans la cavité 86, a un diamètre correspondant au diamètre extérieur de la fibre intermédiaire fi2.

De tels composants peuvent être effectués en série sur une plaquette semiconductrice qui est ensuite découpée comme il est connu en puces individuelles. Celles-ci sont ensuite soudées sur un support métallique 31 comportant un canal 88 permettant le passage de la fibre intermédiaire fi2
Ce support peut servir de connexion électrique, une connexion supplémentai re, non représentée, étant soudée sur le contact C1.

Pour illustrer l'invention, une liaison optique bidirectionnelle a été expérimentée dans le cadre de transmissions téléphoniques numériques et de services analogues tels que télex. Les principales caractéristiques et perfcr- mances du système ainsi expérimenté sont rassemblées dans le tableau III.

L'invention n'est pas limitée aux seuls exemples de réalisation qui ont été décrits. I1 est notamment possible sans sortir du cadre de l'invention d'utiliser plus de deux régions : coeur, gaines ou tube support, pour établir plus de deux liaisons unidirectionnelles simultanées. Il est encore possible de ne pas utiliser le coeur et d'utiliser une ou plusieurs autres régions.

TABLEAU I: MATERIAUX DU SYSTEME Gal Alx As
LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION DE 0,8 à 0,9 m

<tb> <SEP> concentration
<tb> <SEP> en
<tb> COUCHE <SEP> N <SEP> X <SEP> TYPE <SEP> atomes <SEP> par <SEP> cm3
<tb> <SEP> 81 <SEP> 0,00 <SEP> n <SEP> 1018
<tb> <SEP> 82 <SEP> 0,35 <SEP> n <SEP> 1017 <SEP>
<tb> <SEP> 83 <SEP> 0,00 <SEP> à <SEP> 0,1 <SEP> n <SEP> ou <SEP> p <SEP> 1018,
<tb> <SEP> 84 <SEP> 0,35 <SEP> P <SEP> 1017 <SEP>
<tb> <SEP> 85 <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 0,20 <SEP> P <SEP> 1018 <SEP> à <SEP> 1019
<tb>
TABLEAU II : MATERIAUX DU SYSTEME GaxInl-xAsyPl-y
AVEC x = 0,1894y/ (0,4184 - 0,013y)
LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION DE 1 à 1,7 m

<tb> <SEP> Concentration
<tb> <SEP> en
<tb> COUCHE <SEP> N <SEP> Y <SEP> TYPE <SEP> atomes <SEP> par <SEP> cm3
<tb> <SEP> 81 <SEP> 0 <SEP> p <SEP> 1018
<tb> <SEP> 82 <SEP> 0,0 <SEP> à <SEP> 0,5 <SEP> p <SEP> 1017
<tb> <SEP> 83 <SEP> 0,3 <SEP> à <SEP> 1,0 <SEP> n <SEP> ou <SEP> p <SEP> 1018
<tb> <SEP> 84 <SEP> 0,0 <SEP> à <SEP> 0,5 <SEP> n <SEP> 1017 <SEP>
<tb> <SEP> 85 <SEP> 0,0 <SEP> à <SEP> 1,0 <SEP> n <SEP> 1018 <SEP> à <SEP> 1019
<tb> TABLEAU m
I.COMPOSANTS UTILISES:
L1 central A:
- Emetteur : Laser semi-conducteur type Ga Al As,
longueur d'onde des radiations émises:
# = 830 nm
- Récepteur : Photodiode à avalanche
1.2 - Station périphérique B :
- Emetteur : Diode électroluminescente type Ga Al As,
- longueur d'onde des radiations émises: \ = 830 nm
- Récepteur :Photodiode à avalanche
IL CARACTERISTIQUES ET PERFORMANCES DE LA LIAISON
BIDIRECTIONNELLE :
II.1.sens A # B (par le coeur 1 de la fibre principale f)
-signaux transmis : signaux numériques de télévision, débit :&num; 140 M bit/s
- puissance optique couplée dans la fibre intermédiaire fil :40 dBrn
-pertes linéiques dans le coeur 1 de la fibre principale f :&num; 3 dB/Km
- puissance optique transmise à la photodiode D2 @ #- 43 dBm
II.2. Sens B (par le tube support 3 de la fibre principale f)
et télex, débit :?64 K bit/s
puissance optique couplée dans le tube support 3 de la fibre
principale f :410 dB/Km
- puissance optique transmise à la photodiode D1 : # - 80 dBm

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Système de liaisons bidirectionnelles par fibre optique entre une première station (A) et une seconde station (B), chaque station comprenant des moyens optoélectroniques d'émission-réception d'énergie rayonnante ; la fibre optique de liaison (f) étant du type comprenant au moins une première région (1) en matériau d'un premier indice de réfraction optique (n1) une deuxième région (2) entourant la première région, en matériau d'un deuxième indice de réfraction optique (n2), et une troisième région (3) entourant la seconde région, en matériau d'un troisième indice de réfraction optique (nus) le deuxième indice de réfraction optique (n2) étant inférieur aux premier (n1) et troisième (ns) indices de réfraction optique ; système caractérisé en ce que les liaisons bidirectionnelles entre la première station (A) et la seconde station (B) sont assurées par l'établissement d'une première liaison unidirectionnelle dans un premier sens obtenu par captage et guidage optique dans la première région (1) de l'énergie rayonnante émise par les moyens optoélectroniques d'émission-réception d'énergie rayonnante de la première station (A) ; et par l'établissement d'une seconde liaison unidirectionnelle dans le second sens, obtenu par captage et guidage optique dans la troisième région (3) de l'énergie rayonnante émise par les moyens optoélec troniques d'émission-réception de la seconde station.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième région (3) est en silice pure, la première région (1) est en silice dopée uniformément par un premier matériau élevant l'indice de réfraction optique (n1) de cette région par rapport à celui (ns) de la troisième région (3), et la seconde région (2) est en silice dopée uniformément par un second matériau abaissant l'indice de réfraction optique (n2) de cette région par rapport à celui (ns) de la troisième région (3).

3.Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en outre la fibre optique de liaison comporte une quatrième région (2') disposée entre les deuxième (2) et troisième (3) régions, en matériau d'indice de réfraction optique (n2,) inférieur à celui de la deuxième région (2).

4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fibre optique de liaison (f) comporte une gaine de protection périphérique (4), en matériau d'indice de réfraction optique (n4) inférieur à celui (ns) du matériau de la troisième région (3).

5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, la première région étant de section circulaire et les régions entourant cette première région de direction annulaire, les moyens optoélec troniques d'émission-réception d'énergie rayonnante de la première station (A) comprennent un laser semiconducteur (La) couplé optiquement à la première région (1) de la fibre optique de liaison par une fibre intermédiaire (fi1), coaxiale à la fibre de liaison (f), et de diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre de la première région (1) de cette fibre (f), et une photodiode (D1) dont la zone active est dotée d'une structure annulaire, la photodiode (D1) présentant à l'intérieur de cette structure annulaire un passage de diamètre intérieur égal ou supérieur au diamètre extérieur de la fibre optique intermédiaire (fil)pour être enfilée sur cette fibre au voisinage de l'extrémité de la fibre de liaison (f) ; la photodiode (D1) ayant un diamètre extérieur au moins égal au diamètre extérieur de la troisième région (3) de la fibre de liaison (f) de manière à capter toute l'énergie rayonnante émergeant de cette région.

6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, la première région étant de section circulaire et les régions entourant cette première région de direction annulaire, les moyens optoélec troniques d'émission-réception de la seconde station (B) comprennent une photodiode couplée (D2) optiquement à la première région (1) de la fibre optique de liaison (f) par une fibre optique intermédiaire (fi2), coaxiale à la fibre de liaison (f), dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre de la première région (1) de cette fibre et une diode électroluminescente (LED), dont la zone active démission est dotée d'une structure annulaire de dimensions sensiblement égales à celles de la troisième région (3) de la fibre optique de liaison (f) ; la diode électroluminescente (LED) présentant à l'intérieur de cette structure annulaire un passage de diamètre intérieur égal ou supérieur au diamètre extérieur de la fibre optique intermédiaire (fi2) pour être enfilée sur cette fibre au voisinage de l'extrémité de la fibre de liaison (f).