FR2526961A1 - DEVICE FOR CONNECTING AN OPTICAL RADIATION GENERATOR AND AN OPTICAL WAVEGUIDE - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF POUR CONNECTER UN GENERATEUR DE RAYONNEMENT OPTIQUE ET UN GUIDE D'ONDE OPTIQUE. LE DISPOSITIF COMPORTE, ENTRE LE GENERATEUR 1 ET LE GUIDE D'ONDE 12, UN BLOC TRANSPARENT 4 MUNI D'UNE FACE CONVEXE 8 D'ENTREE DU RAYONNEMENT ET D'UNE FACE DE SORTIE CONCAVE 9 DE SECTION PLUS FAIBLE, DE MANIERE A FORMER UN SYSTEME AFOCAL. APPLICATION AU COUPLAGE D'UN GENERATEUR LASER A UNE FIBRE OPTIQUE.DEVICE FOR CONNECTING AN OPTICAL RADIATION GENERATOR AND AN OPTICAL WAVE GUIDE. THE DEVICE INCLUDES, BETWEEN GENERATOR 1 AND WAVE GUIDE 12, A TRANSPARENT BLOCK 4 EQUIPPED WITH A CONVEX FACE 8 WITH RADIATION INPUT AND A CONCAVE EXIT FACE 9 WITH LOWER SECTION, SO AS TO FORM AN AFOCAL SYSTEM. APPLICATION TO THE COUPLING OF A LASER GENERATOR TO AN OPTICAL FIBER.
Description
Dispositif pour connecter un générateur de rayonnement optique et un guideDevice for connecting an optical radiation generator and a guide
d'onde optique La présente invention concerne un dispositif pour connecter un The present invention relates to a device for connecting a
générateur de rayonnement optique et un guide d'onde optique. optical radiation generator and optical waveguide.
On connait un dispositif de ce type, comportant, alignés sur un We know a device of this type, comprising, aligned on a
même axe, un émetteur d'un faisceau laser et un système optique conver- same axis, a laser beam emitter and a converging optical
gent apte à concentrer le faisceau sur l'entrée d'une fibre optique. able to concentrate the beam on the input of an optical fiber.
Ce dispositif présente des inconvénients En effet, il nécessite un réglage précis de la distance entre le système optique et l'entrée de la fibre D'autre part, la répartition d'énergie laser dans la zone This device has drawbacks Indeed, it requires a precise adjustment of the distance between the optical system and the input of the fiber On the other hand, the laser energy distribution in the area
de concentration du faisceau dépend de ce réglage. Beam concentration depends on this setting.
La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. The present invention aims to overcome these disadvantages.
Elle a pour objet un dispositif pour connecter un générateur de rayonnement optique et un guide d'onde optique, comportant le générateur de rayonnement optique, des moyens pour concentrer le rayonnement It relates to a device for connecting an optical radiation generator and an optical waveguide, comprising the optical radiation generator, means for concentrating the radiation
et le guide d'onde optique disposé pour recevoir à une de-ses extré- and the optical waveguide arranged to receive at one of its extremes
mités le rayonnement concentré, caractérisé en ce que lesdits moyens pour concentrer le rayonnement sont constitués par un bloc transparent audit rayonnement, la surface extérieure de ce bloc comportant une première et une deuxième faces courbes opposées, respectivement convexe et concave, la première face, plus grande que la deuxième face, étant disposée pour recevoir le rayonnement optique suivant un faisceau d'entrée parallèle, la courbure de la première face étant déterminée pour que le faisceau d'entrée réfracté dans le bloc soit concentré sur la deuxième face, la courbure de la deuxième face étant déterminée pour que le faisceau concentré sorte du bloc à travers la deuxième face suivant un faisceau de sortie parallèle, la section du faisceau de sortie étant plus faible que celle du faisceau d'entrée, de façon que le faisceau de sortie concentrated radiation, characterized in that said means for concentrating the radiation are constituted by a block transparent to said radiation, the outer surface of said block comprising a first and a second opposite curved face, respectively convex and concave, the first face, plus large that the second face, being arranged to receive the optical radiation along a parallel input beam, the curvature of the first face being determined so that the input beam refracted in the block is focused on the second face, the curvature of the second face being determined so that the concentrated beam exits the block through the second face along a parallel output beam, the section of the output beam being smaller than that of the input beam, so that the output beam
puisse entrer en totalité dans le guide d'onde à travers ladite extré- can fully enter the waveguide through the said end.
mité du guide.of the guide.
Des formes particulières d'exécution de l'objet de la présente invention sont décrites ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels -2- la figure 1 représente en coupe longitudinale un mode de réalisation du dispositif selon l'invention Particular embodiments of the subject of the present invention are described below, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 shows in longitudinal section an embodiment of the device. according to the invention
et la figure 2 est une vue dans l'espace d'un autre mode de réalisa- and FIG. 2 is a view in space of another embodiment of
tion du dispositif selon l'invention. tion of the device according to the invention.
Sur la figure 1, un émetteur laser 1 émet un faisceau parallèle 2 suivant un axe 3 Un bloc t transparent au rayonnement laser, cylindrique, centré sur l'axe 3, est disposé sur le trajet du In FIG. 1, a laser emitter 1 emits a parallel beam 2 along an axis 3. A cylindrical laser-transparent block t, centered on the axis 3, is arranged on the path of FIG.
faisceau 2 Le bloc 4 comporte deux éléments 5 et-6 constitués respec- beam 2 Block 4 comprises two elements 5 and 6 constituted respectively
tivement de deux matériaux ayant des propriétés optiques différentes: par exemple, ces matériaux peuvent avoir des indices de réfraction différents, des dispersions différentes ou, à la fois, des indices de réfraction et des dispersions différentes Les éléments 5 et 6 sont collés l'un sur l'autre suivant une surface de jonction 7 Une base de la surface extérieure du bloc 4 comporte une face courbe convexe 8, par exemple sphérique, centrée sur l'axe 3 à travers laquelle le faisceau 2 pénètre dans le bloc L'autre base de la surface extérieure du bloc 4 comporte une face courbe concave 9, également sphérique, opposée à la face 8 et centrée sur l'axe 3 Le faisceau 2 est réfracté dans le bloc 4 suivant un faisceau convergent 10 qui concentre two materials having different optical properties: for example, these materials may have different refractive indices, different dispersions or both refractive indices and different dispersions. The elements 5 and 6 are bonded one to the other. on the other according to a junction surface 7 A base of the outer surface of the block 4 comprises a convex curved face 8, for example spherical, centered on the axis 3 through which the beam 2 enters the block The other base of the outer surface of the block 4 comprises a concave curved face 9, also spherical, opposite the face 8 and centered on the axis 3 The beam 2 is refracted in the block 4 according to a convergent beam 10 which concentrates
l'énergie laser sur la face 9, de dimension plus petite que la face 8. the laser energy on the face 9, of dimension smaller than the face 8.
La courbure de la face 9 est déterminée de façon que le faisceau 10 sorte du bloc 4 suivant un faisceau parallèle 11 de section plus faible que le faisceau 2 La face d'entrée 13 d'une fibre optique 12 est centrée sur l'axe 3 de façon à recevoir le faisceau 11 Le diamètre du faisceau 11 est inférieur ou égal à celui de la fibre 12, de sorte que The curvature of the face 9 is determined so that the beam 10 leaves the block 4 in a parallel beam 11 of smaller section than the beam 2 The input face 13 of an optical fiber 12 is centered on the axis 3 in order to receive the beam 11 The diameter of the beam 11 is less than or equal to that of the fiber 12, so that
celle-ci transmet la totalité de l'énergie laser. this transmits all the laser energy.
Le bloc 4 constitue donc un système optique afocal, compact La réalisation de ce bloc en deux éléments de propriétés différentes adhérant entre eux permet de corriger les éventuelles aberrations Block 4 thus constitutes a compact afocal optical system. The realization of this block in two elements of different properties adhering to each other makes it possible to correct any aberrations.
chromatiques ou géométriques.chromatic or geometric.
Il est clair que le fonctionnement du dispositif n'est pas affecté par un déplacement du bloc 4 le long de l'axe 3 entre l'émetteur 1 et la fibre 2 De plus un tel déplacement n'entraîne aucune variation de la répartition transversale d'énergie laser dans It is clear that the operation of the device is not affected by a displacement of the block 4 along the axis 3 between the emitter 1 and the fiber 2 Moreover, such a displacement does not cause any variation in the transverse distribution of laser energy in
le faisceau 11.the beam 11.
Sur la figure 2, un émetteur laser à semi-conducteur 14 comporte une surface d'émission 15 en forme de rectangle allongé Dans ce cas, le bloc transparent a la forme d'un parallélépipède 16 de faible épaisseur Le rayonnement laser (non représenté) de l'émetteur 14 entre dans le bloc 16 par une face convexe 17 disposée en regard de la surface d'émission 15 du laser 14 La face de sortie 18 du rayonnement est concave Comme il est visible sur le dessin, les faces 17 et 18 sont disposées suivant deux côtés opposés de la grande section du bloc 16 Le faisceau de rayonnement sortant du bloc 16 a une forme générale parallélépipédique de façon à entrer en totalité à travers la In FIG. 2, a semiconductor laser emitter 14 has a transmitting surface 15 in the form of an elongated rectangle. In this case, the transparent block has the shape of a thin parallelepiped 16. The laser radiation (not represented) of the transmitter 14 enters the block 16 by a convex face 17 disposed opposite the emission surface 15 of the laser 14 The exit face 18 of the radiation is concave As can be seen in the drawing, the faces 17 and 18 are arranged on two opposite sides of the large section of the block 16 The radiation beam exiting the block 16 has a generally parallelepipedal shape so as to enter completely through the
section extrême d'un guide d'onde aplati 19, également de forme paral- end section of a flattened waveguide 19, also of parallel shape
lélépipédique. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple En particulier, on peut sans sortir du cadre de lélépipédique. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown which have been given by way of example. In particular, it is possible without departing from the scope of
l'invention, remplacer certains moyens techniques par des moyens équi- the invention, to replace certain technical means by equitable means
valents C'est ainsi que le bloc transparent peut être formé d'un seul verre ou comporter plus de deux verres de propriétés optiques This is how the transparent block can be formed of a single glass or comprise more than two glasses of optical properties
différentes De plus les surfaces courbes 8 et 9 peuvent être asphéri- In addition, curved surfaces 8 and 9 can be aspherical
ques.c.
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