FR2545208A1 - Dispositif d'accouplement pour transmettre des renseignements lumineux entre des elements optiques de fibres - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION COMPREND UN DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT POUR LA TRANSMISSION DE RENSEIGNEMENTS LUMINEUX ENTRE DES ELEMENTS OPTIQUES DE FIBRES. CE DISPOSITIF COMPREND UN PREMIER ELEMENT DE TRANSMISSION OPTIQUE DE FIBRE 50, UN SECOND ELEMENT DE TRANSMISSION OPTIQUE DE FIBRE 60, CHAQUE ELEMENT DE TRANSMISSION OPTIQUE DE FIBRE COMPRENANT UN NOYAU 50B, 60B D'INDICE DE REFRACTION RELATIVEMENT ELEVE ET UN REVETEMENT 50A, 60A D'INDICE DE REFRACTION RELATIVEMENT FAIBLE ET UN MOYEN 52 POUR LA TRANSMISSION DE RENSEIGNEMENTS LUMINEUX DEPUIS CE PREMIER ELEMENT VERS CE SECOND ELEMENT. L'INVENTION EST PAR EXEMPLE UTILISABLE DANS LE DOMAINE DES COMMUNICATIONS.
Description
La présente invention concerne un dispositif d'aceouplement pour transmettre des renseignements lumineux entre des éléments optiques de. fibres.
Durant ces dernières vingt-cinq années le phénomène du guidage de la lumière dans les fibres optiques a évolué jusqu'à un point tel que de tels dispositifs sont réellement utilisés dans des buts de communications pour la transmission de renseignements utiles par la lumière. En premier lieu, le phénomène avait une importance,principalement pour le guidage de la lumière depuis un point à l'autre sans perte significative de lumière et de telle façon que la lumière pouvait etre guidée autour des coudes dans le trajet lumi- neux. Ceci, en soit, était d'importance considérable mais de nombreuses personnes croient que 1'avenir du phénomène réside en sa capacité de transmettre des renseignements d'un point à aiaute en un volume grandement supérieur (par unité de section transversale) à la capacité des moyens de communication actuellement utilisés.
Similairement aux moyens de communication actuellement utilisés et hahituels, divers types d'accouplements augmenteraient la valeur des dispositifs optiques de fibres guidant les renseignements lumineux en termes de cbmmunications. Par exemple, l'accouplement bout-à-bout, l'accouplement latéral, l'accouplement aux branchements et l'accouplement aux bifurcations en ce qui concerne les dispositifs optiques de fibres soutiendraient grandement le principe du remplacement des moyens de communications actuels par des dispositifs optiques de fibres. La valeur des communications est diminuée à moins qusun porteur de fibres optiques peut être convEnablement amené dans un ou plusieurs autres sur de grandes distances sans perte concommitante.
Egalement, on a trouvé que trois classifications générales de dispositifs optiques de fibres sont utiles dans le domaine des communications : modes multiples, indice graduel et mode unique Les deux premiers ont des diamètres de noyau relativement grands et par conséquent sont accouplés par manchons, mais pas très facilement. Les fibres à mode unique comportent l'avantage d'une largeur de bande élevée, mais également un diamètre de noyau,par conséquent petit ce qui rend l'accouplement extrêmement difficile.
Si, par exemple, le diamètre du noyau était de trois microns pour une construction à mode unique, un décalage d'un micron conduirait à une perte d'accouplement de 30% dans un accouplement par manchons bout-à-bout. Egalement, une particule de poussière (typiquement 1 micron) produirait le même type de perte d'accouplement. En outre, des variations de plus ou moins 3% du diamètre externe se produisent fréquemment au cours du procédé d'étirage des fibres, et étant donné qu'un noyau de trois microns serait encastré dans un revêtement de diamètre externe environ 50 microns, un décalage entre les noyaux d'environ 1,5 microns pourrait se produire, conduisant par conséquent à une perte d'accouplement de 50t environ.
Ces problèmes ci-dessus étant reconnus, diverses techniques ont été essayées,mais aucune ne s'est avérée être une solution satisfaisante et bon marché des problèmes mentionnés ci-dessus. Par exemples, diverses suggestions ont été faites dans la littérature concernant l'accouplement latéral des dispositifs optiques de fibres où les deux noyaux sont encastrés dans le même substrat de revêtement.
Cependant, de tels dispositifs intrinsèquement provoquent des pertes et, par conséquent, conviennent pour des circuits optiques intégrés mais pas pour la transmission sur longues distances.
Par conséquent il est un but principal de la présente invention de réaliser des structures d'accouplement pour dispositifs optiques de fibres qui rendent de tels dispositifs utiles en satisfaisant à la plupart des conditions requises pour les communications.
Un autre but plus précis de la présente invention est de réaliser des structures d'accouplement pour les dispositifs optiques de fibres utilisés dans le domaine des communications qui permettent l'utilisation d'éléments optiques de fibres libres.
Un autre but de l'invention est de réaliser des structures d'accouplement pour éléments optiques de fibres libres à mode unique où des pertes significatives de lumière au point d'accouplement sont évitées.
D'autres buts et avantages de la présente invention sont de prévoir divers dispositifs defifiatio2ccessoires utiles pour accorder et ajuster les éléments optiques de fibres pour la transmission et l'accouplement a modes unique et multiples.
D'autres buts et avantages consistent à réaliser diverses structures d'éléments optiques de fibres qui permettent un accouplement efficace et precis avec les autres éléments de fibres.
Encore d'autres buts de l'invention sont réalisés dans des systèmes optiques de fibres où l'accouplement des éléments optiques de fibres dans un système de communications prend la forme soit d'accouplement simple de fibres d'accouplement, de fibres aux branchements et d'accouplement de fibres aux bifurcations en vue d'accoupler un élément optique de fibres à un ou plusieurs autres de ces éléments.
Ces buts et autres de la présente invention sont obtenus dans des dispositifs d'accouplement pour transmettre un renseignement lumineux entre des éléments optiques de fibres qui comprennent un premier élément de transmission optique de fibres et un second élément de transmission optique de fibres, chacun comprenant un noyau et un revêtement et un moyen pour transmettre le renseignement lumineux du premier élément au second élément. De tels moyens sont sous forme de noyaux excentriques et de revêtements pour un ou les deux éléments où un accordement est réalisé par rotation jusqu'à ce que les noyaux respectifs coïncident à un point de rotation commun.Une autre forme de moyen d'accouplement comprend l'utilisation d'éléments avec des parties de revêtements de chaque élé- ment relativement plus succeptibler; d'être enlevées et les noyaux sont donc capas de venir sélectivement plus près de la périphérie du revêtement en des points d'accouplement sans danger de contamination de tels noyaux.
Egalement de tels moyens de l'accouplement prennent la forme de fibres de raccordement pour l'accouplement qui sont liées aux deux éléments, par exemple dans des ouvertures du revêtement de ceux-ci, où le noyau de chaque élément est disposé dans ou près de l'ouverture pour être mieux accouplé avec l'élément de raccordement. En outre, dans toutes ces structures et éléments, les techniques telles que l'utilisation de dispositifs de fixation , de coudes et des cônes sont utiles pour accorder et favoriser l'accouplement.
Egalement, les éléments à noyaux multiples sont utilisés avec un seul revêtement pour chaque élément à employer avec un élément de raccordement pour l'accouplement ou autre pour permettre l'accouplement dans des systèmes de communication. De tels structures sont améliorées par l'utilisation d'une mince ailette raccordant les noyaux de chaque élément au point d'accouplement.
Des éléments optiques de fibres sont également prévus avec des noyaux elliptiques pour des modes de polarisation compensateurs et pour des accouplements compensateurs pour de tels modes.
I1 est également un but de l'invention de réaliser des zones d'échanges ioniques pour transformer des parties de revêtement en parties de noyau en vue de l'accouplement en augmentant l'indice de réfraction de telles parties aux points d'accouplement et en réalisant de telles structures avec ou sans ailettes de raccordement optiques entre les noyaux typiques et les noyaux réalisés par la technique d'change ionique.
Des blocs d'accouplement sont également utilisés pour aligner les noyaux en contact l'un avec leautre et trois ou davantage de noyaux sont prévus dans certaines structures pour mettre en oeuvre des accouplements des elé- ments optiques de fibres aux branchements et aux bifurcations.
Pour que l'invention puisse être mieux comprise, référence est faite aux figures suivantes où o
La figure 1 est une représentation schématique d'un réseau de communications typiques dans le but d'illustrer les diverses conditions d'accouplement existant dans la technique connue.
La figure 1 est une représentation schématique d'un réseau de communications typiques dans le but d'illustrer les diverses conditions d'accouplement existant dans la technique connue.
La figure 1A est une représentation isométrique dsun accouplement par manchons pour raccorder des fibres, employé dans la technique connue.
les figures 2-2B sont une vue frontale, une vue en bout et une représentation schématique montrant une structure selon l'invention pour accoupler des noyaux d'éléments de fibres bout-à-bout avec précision et avec une capacité d'accordement en prévoyant une série de manchons (revêtementX pour chaque élément accouplé, certains de ces manchons (revêtements) et leur noyaux étant disposés excentriquement en vue de rotation vers une position d'accouplement précise.
les figures 3 et 4 sont des représentations en bout et en section montrant un élément unique et des éléments de fibres accouplés où une partie du revêtement est davantage succeptible d'être enlevée pour permettre une plus grande proximité entre les noyaux dans un but d'accouplement.
les figures SA et 5B représentent des vues en bout et en section d'éléments optiques de fibres pour recevoir les fibres de raccordement pour l'accouplement, où les noyaux de tels fibres de raccordement sont disposés à plus grande proximité des noyaux de tels éléments.
la figure 6 représente une fibre de raccordement pour l'accouplement vue en bout et en section ,utile pour les structures des figures SA et 5B et autres dans la présente invention,
la figure 7 est représentation isométrique des deux éléments de fibres des figures SA et 5B accouplés au moyen de la fibre de raccordement pour l'accouplement de la figure 6;
la figure 8 est une représentation isométrique d'un élément de fixation pour l'accordement utile avec le dispositif d'accouplement de la figure 7 et dans le but de tendre un élément de fibres de transmission soit de la figure 5A, soit de la figure 5B afin de créer des constantes de propagation ajustées;;
la figure 9 est une vue en bout et en coupe d'un autre mode de réalisation de la présente invention où une ouverture est réalise de façon excentrique dans le revêtement d'une fibre de transmission dans le but de créer la capacité d'accordement par une flexion horizontale de celle-ci
la figure 10 représente encore un autre mode de réalisation de l'invention en bout et en section où un noyau de fibres de transmission est amené plus près de la périphérie de son revêtement au moyen d'une forme spéciale du revêtement;
la figure 11 est une vue en bout et en coupe d'une extrémité de la fibre de transmission de la figure 10 accou- plée soit à une fibre de raccordement pour l'accouplement soit à une autre fibre de transmission, où les noyaux sont disposés près l'un de l'autre dans un but d'accouplement.
la figure 7 est représentation isométrique des deux éléments de fibres des figures SA et 5B accouplés au moyen de la fibre de raccordement pour l'accouplement de la figure 6;
la figure 8 est une représentation isométrique d'un élément de fixation pour l'accordement utile avec le dispositif d'accouplement de la figure 7 et dans le but de tendre un élément de fibres de transmission soit de la figure 5A, soit de la figure 5B afin de créer des constantes de propagation ajustées;;
la figure 9 est une vue en bout et en coupe d'un autre mode de réalisation de la présente invention où une ouverture est réalise de façon excentrique dans le revêtement d'une fibre de transmission dans le but de créer la capacité d'accordement par une flexion horizontale de celle-ci
la figure 10 représente encore un autre mode de réalisation de l'invention en bout et en section où un noyau de fibres de transmission est amené plus près de la périphérie de son revêtement au moyen d'une forme spéciale du revêtement;
la figure 11 est une vue en bout et en coupe d'une extrémité de la fibre de transmission de la figure 10 accou- plée soit à une fibre de raccordement pour l'accouplement soit à une autre fibre de transmission, où les noyaux sont disposés près l'un de l'autre dans un but d'accouplement.
la figure 12 est une vue en bout et en coupe d'une extrémité de la fibre de transmission de la figure 10 montrant l'enveloppement de celle-ci dans le but de la protéger contre une contamination.
la figure 13 est une vue en bout et en coupe d'une extrémité de la fibre de transmission d'un fibre 10, montrant en particulier l'utilisation d'une clé de verre pour protéger le noyau de la fibre de transmission contr'une contamination, laquelle clé peut être remplacee par un liquide où une résine pour parvenir au meme but.
les figures 14 et 14A montrent un autre mode de réalisation de l'invention où une fibre de transmission comprend une paire de noyaux dans un but d'accouplement, la figure 14A représentant la structure à tordre utilisée pour l'accordemet à la fibre de la figure 14,
les figures 14B, 14C et 14D représentent une vue frontale, en coupe, une vue en bout en coupe et une vue transversale d'une fibre à deux noyaux, où une plus grande proximité pour les noyaux est réalisée en "étranglant" la fibre sélectivement,
la figure 15 est une vue en bout et en coupe d'une structure utile dans les modes de réalisation des figures 14-14D où les noyaux sont séparés par une ouverture dans le revêtement dans le but de diminuer l'interaction entre les noyaux
les figures 16A et 16B sont des vues en bout et en coupe d'autres modes de réalisation de l'invention où des fibres à un seul noyau ont reçu une forme permettant un alignement bout-à-bout dans des buts d'accouplement au moyen d'un dispositif de fixationpouvant être inséré dans l'ouver ture du revêtement de la figure 16A et la ente de la clé de la figure 16B;;
la figure 16C est une vue en bout et en coupe d'une fibre connue dans la technique sans structure d'alignement et qui est maintenant utilisée sur le terrain pour un accouplement bout-à-bout;
la figure 16D est une vue en bout,en coupe représentait l'utilisation d'un élément fixe en vue d'alignement avec la fibre de transmission de la figure 16B;
les figures 17 et 17A sont des vues en bout et en coupe représentant une adaptation des modes de réalisation des figures 14 et 15 au moyen d'une ailette pour favoriser l'accouplement entre les noyaux d'une fibre de transmission;;
les figures 18, 19 et 20 sont des représentations schématiques décrivant la présente invention en ce qui concerne la séparation de modes du fait de la polarisation1
les figures 21, 21A et 21B représentent un mode de réalisation de l'invention en bout et en coupe oû de techniques d'échanges ioniques adaptent la structure d'une fibre de transmission pour un arrangement d'accouplement selon l'invention.
les figures 14B, 14C et 14D représentent une vue frontale, en coupe, une vue en bout en coupe et une vue transversale d'une fibre à deux noyaux, où une plus grande proximité pour les noyaux est réalisée en "étranglant" la fibre sélectivement,
la figure 15 est une vue en bout et en coupe d'une structure utile dans les modes de réalisation des figures 14-14D où les noyaux sont séparés par une ouverture dans le revêtement dans le but de diminuer l'interaction entre les noyaux
les figures 16A et 16B sont des vues en bout et en coupe d'autres modes de réalisation de l'invention où des fibres à un seul noyau ont reçu une forme permettant un alignement bout-à-bout dans des buts d'accouplement au moyen d'un dispositif de fixationpouvant être inséré dans l'ouver ture du revêtement de la figure 16A et la ente de la clé de la figure 16B;;
la figure 16C est une vue en bout et en coupe d'une fibre connue dans la technique sans structure d'alignement et qui est maintenant utilisée sur le terrain pour un accouplement bout-à-bout;
la figure 16D est une vue en bout,en coupe représentait l'utilisation d'un élément fixe en vue d'alignement avec la fibre de transmission de la figure 16B;
les figures 17 et 17A sont des vues en bout et en coupe représentant une adaptation des modes de réalisation des figures 14 et 15 au moyen d'une ailette pour favoriser l'accouplement entre les noyaux d'une fibre de transmission;;
les figures 18, 19 et 20 sont des représentations schématiques décrivant la présente invention en ce qui concerne la séparation de modes du fait de la polarisation1
les figures 21, 21A et 21B représentent un mode de réalisation de l'invention en bout et en coupe oû de techniques d'échanges ioniques adaptent la structure d'une fibre de transmission pour un arrangement d'accouplement selon l'invention.
la figure 22 est une représentation isométrique d'un raccordement pour l'accouplement latéral comprenant un él- ment fixe d'alignement comportant un creux.
la figure 22A est une variante du mode de réalisation représenté dans la figure 22 vue en bout et en coupe ou un élément fixe supérieur est utilisé avec le mode de réalisation de la figure 22 et des parties de noyau d'accouplement sont prévues à la fois dans l'élément fixe inférieur et en un second noyau dans la fibre de transmissiona
la figure 22B est une représentation graphique montras la variation de la constante de propagation en fonction de la longueur d'une fibre de transmission causée en effilant un bloc d'accouplement comme il est montré dans la figure 22C.
la figure 22B est une représentation graphique montras la variation de la constante de propagation en fonction de la longueur d'une fibre de transmission causée en effilant un bloc d'accouplement comme il est montré dans la figure 22C.
la figure 23 représente l'utilisation d'une fibre de transmission à trois noyaux et deux ouvertures vue en bout et en coupelprévue pour un accouplement aux branche et mentsNaux bifurcations selon la présente invention.
la figure 24 représente une vue en bout et en coupe d'une fibre de transmission principale utile pour les arrangement aux branchements selon la présente invention;
la figure 24A est une vue isométriquedun arrangement pour branchements selon la présente invention où la fibre de la figure 24 est utilisée comme élément de transmission principal et les fibres à double noyaux sont utilisées aux bifurcations pour transmettre l'information depuis celui-ci.
la figure 24A est une vue isométriquedun arrangement pour branchements selon la présente invention où la fibre de la figure 24 est utilisée comme élément de transmission principal et les fibres à double noyaux sont utilisées aux bifurcations pour transmettre l'information depuis celui-ci.
Les figures 25 et 25A sont des représentations frontale et en bout d'un autre mode de réalisation de la pré sente invention.
et les figures 26, 26A et 26B sont des représentatons d'encore un autre mode de réalisation utilisant des noyaux multiples d'un premier élément-de transmission pour l'accouplement.
Les figures 1 et 1A montrent un exemple de la technique connue en matière de systemes de communication et la manière selon laquelle de tels systèmes seraient aujourd'hffi adaptés à la technologie des fibres optiques respectivement.
La figure 1 montre un système de communications simple reliant deux villes, désignées par 10,12. Un accouplement typique est montré dans la figure 1 comprenant un "accouplement simple" 14, où des éléments 13, 15 ont leurs extrémités préparées à l'avance et sont joints bout-à-bout-.
Bien entendu, une modification de l'accouplement simple serait de ne pas préparer à l'avance les extrémités, dans lequel cas, les éléments de transmission seraient reliés par ce qui est habituellement appelé une "épissure", mais de nouveau bout-à-bout.
Dans un procédé de raccordement plus sophistiqué, un "dispositif d'accouplement pour branchements" 16 comporte le passage des communications le long d'un élément de transmission principal 17 et une division en branchemenX 18, 20, 22 au moyen du dspositif d'accouplement 16 pour branchements.
D'un autre côté un raccordement éléments de commu- nication 18, 26 ou 22, 28 ou 20, 30 où un élément de communication a une petite fraction de son énergie séparée en petites fractions vers d'autres éléments de communicaoe;n est habituellement appelée une "bifurcation" 24.
En cas de séparation, comme décrit ci-dessus, il existe une nécessité particulière pour un haut rendement en transmissions non separées, étant donné que de nombreuses bifurcations en série peuvent être considérées; mos bien entendu les autres procédés d'accouplement décrits nécessitent également un haut rendement. Par exemple, si 20% de l'énergie des communications est perdue aux accouplements 14, on n'obtiendra jamais un système de communications raisonnablement efficace. Cependant si 202 de l'énergie est perdue dans les transmissions, à chaque bifurcation 24, il serait impossible de réaliser 100 ou davantage de bifurcations en série ce qui est probablement le minimum requis dans un système de communications.
Ces derniers temps, une sérieuse attention a été accordée à lQutilisation de dispositifs optiques de fibres pour les systèmes de communications tels que ceux montrés dans la figure 1. L'accouplement a; dans certains cas, été admis comme étant le probleme principal.Cependant, dans la technique connue, on persiste à utiliser des fibres à modes multiples ou à indice graduel , où l'accouplement est principalement du type bout-à-bout comme il est montré dans la figure 1A.En dgautres mots, un élément de communications sous forme de dispositif 13 de fibres optiques est raccordé à un autre dispositif de fibres optiques 15' au moyen d'un raccordement ou accouplement bout-à-bout 14' où on tente d'aligner les noyaux 13a et 15a. Premièrement, des fibres à modes multiples ont une largeur de bande relativement faible; et deuxièmement un accouplement par manchon est extrêmement difficile pour des fibres à mode unique comme il est décrit dans lintroduction de la description où des pertes aussi élevées que 30% à 50% peuvent résulter d'un décalage d'un micron dans un noyau de 3 microns, ou un décalage de 1,5 microns dans un revêtement à diamètre externe de 50 microns, respectivement.
Dans les figures 2, 2A et 2B, la présente invention comprend une structure d'accouplement pour des éléments de fibres optiques dans un système de communications où un accouplement bout-à-bout est réalisé avec précision et avec une capacité de positionnement précise. Dans la figure 2A un premier élément de transmission de fibres optiques, 32 est formépar une série de gaines (revêtements) où une gaine intermédiaire (revetement) 34 est ajustée avec précision au diamètre interne d'une gaine externe (revêtement) 36.
Le diamètre interne de la gaine intermédiaire (revêtement) 34, est construit pour être excentrique par rapport au diamètre externe de la gaine (revêtement) 34. Un revêtement interne 38 a son diamètre externe ajusté avec précision à l'alésage interne excentrique de la gaine intermédiaire (revêtement) 34, l'alésage du revêtement 38 étant également excentrique par rapport au diamètre externe du revêtement 38.
Le noyau de fibres 40 est ainsi disposé excentriquement dans l'élément 32 complet et le noyau ou fibre 40 est alors fermement fixé par une résine époxy ou autrement dans la moitié 38A du revêtement interne 38 fendu (figure 2). La gaine intermédiaire (revêtement) 34 est alors coupée en deux longueurs 34a, 34b et insérée dans la gaine externe (revêtement)36. Les revêtements intermédiaires 34a, 34b sont alors soumis à une rotation au moyen de boutons moletés 42 de sorte que les revêtements internes 38a, 38b forment des lieux de cercles 38'a, 38'b qui se croisent (figure 2B) . Aux points a et b, les deux fibres des noyaux 40a et 40b seront en alignement . Bien entendu, la figure 2B représente une vue schématique seulement ou le noyau de la fibre est représenté extrêmement petit par rapport aux gaines en rotation (revêtement) dans un but de clarté. En réalité, le diamètre des cercles produits par la rotation ne sera pas beaucoup plus grand que les noyaux eux-mêmes. De cette façon, le déplacement total de l'ajustement ne sera pas plus grand que nécessaire et le positionnement angulaire n'est pas exagérément critique.
A partir de ce moment, dans la description, le premier élément de fibres d'un arrangement accouplé de fibres sera désigné par 50 (dans tous les modes de réalisation) alors que le second élément de fibres sera désigné par 60 et les autres éléments de fibres par 70, 80 etc. chaque revêtement d' élé- ments de fibres ayant le suffixe "a" pour son numéro de référence et le noyau ayant "b" comme suffixe.
Dans les figures 3 et 4, selon la présente invention, un élément de fibres 50 est conçu avec un revêtement 50a et un noyau 50b disposé centralement ainsi aucune partie 50' de revêtement qui est susceptible d'être plus facilement enlevée que le reste du revêtement 50a, Après la préparation de cette façon, la partie 50' est enlevée par un moyen connu dans la technique et l'élément 50 est placé ensemble avec l'élément 60 (figure 4) préparé de façon similaire. Donc les noyaux 50b, 60b sont près l'un de l'autre en vue dgun accouplement latéral par résonance.Par conséquent, les nop sont plus près l'un de l'autre au point d'accouplement à la périphérie du revêtement mais sans danger de contamination le long de la longueur où la partie 50' n'a pas été enlevee.
Ci-après, un -accouplement latéral simple désigne en fait l'accouplement latéral par résonance. De cette façon, l'accouplement par contact optique n'est pas impliqué, mais plutôt l'accouplement dû à l'interaction d'ondes évanescentes.
Dans les figures 5A-8, un autre mode de réalisation de l'invention est représenté où le premier élément de fibres 5Q est réalise avec une ouverture 50tri définie par le revêtement 50a. Le noyau 50b de l'élément est disposé sur (figure 5A) ou près (figure 5B) de l'ouverture 50" de sorte qu'une fibre de raccordement pour l'accouplement , 52 comprenant un revêtement 52a et un noyau 52b firme un meilleur accouplement, comme il est montré da-ns la figure 7, au moyen d'un noyau 52b disposé excentriquement.Bien entendu, le second élément de fibres 60 est préparé similairement à l'élément 50 (figure 5A ou 5B) pour permettre ainsi de réaliser la structure d'accouplement montrée dans la figure 70 La figure 8 montre un élément de fixation utile pour le mode de réalisation de la figure 7 où des boutons 54 sont arrangés avec le premier élément de fibre 50 de façon à accorder la fibre et ainsi favoriser l'accouplement.Le noyau 52b de la fibre 52 de raccordement pour l'accouplement est réalisé de façon à avoir une constante de propagation ajustée au noyau des éléments de fibres 50, 60 mais l'ajustement ne peut être précis étant donné que les éléments de fibres 50, ou 60 varient en diamètre de quelques pour cents le long de leur longueur du fait des variations au cours de l'étirage. Pour obtenir la structure de la figure 7, la fibre 62 de raccordement de l'accouplement est encastrée dans les ouvertures 50" , 60" des éléments de fibres 50,60 et on la tourne pour obtenir l'alignement, la profondeur d'insertion étant ajustée pour obtenir un accouplement complet de sorte que pratiquement la totalité de la lumière est transférée vers et depuis la fibre de raccordement 52, pour l'accouplement.Une résine liquide ou de durcissement peut être utilisez pour lubrifier la fibre 52 de raccordement pour l'accouplement pendant ce procédé. Donc, l'élément de fixation de la figure 8 amene les noyaux 52b et 50b de la fibre de raccordement pour l'accouplement et du premier élément de fibre en un ajustement plus précis de la constante de propagation. Similaire- ment, le second élément de fibre 60 peut être mieux ajusté par l'utilisation de l'élément de fixation de la figure 8.
L'élément de fixation lui-meme comprend non seulement les boutons de fixation 54, mais également l'élément fileté 56 pour déplacer les boutons 54 plus près l'un vers l'autre ou pour les éloigner l'un de l'autre.
La figure 9 montre encore un autre mode de réalisation de l'invention mais utilisable avec une technique de flexion dans le but de realiser l'accordement. Spécifiquement, un premier élément 50 de fibre (ou tout autre elément selon l'invention) est réalisé avec une ouverture 509" définie par un revêtement 50a et un noyau 50b disposé au centre, adjacent à l'ouverture . Une fibre de raccordement (figure6) pour l'accouplement est insérée dans l'ouverture50'" et une flexion est faite dans le plan "X" (figure 9), de sorte que le noyau 52b de la fibre 52 de raccordement pour l'accouplement sera étiré davantage que le noyau 52 du premier élément de fibre 50 ou élément de transmission.Un ajustement sera ainsi obtenu pour un certain rayon de fle xions.Une compression se produit même dans certaines configurations pour le noyau 52b de la fibre de raccordement 52 pour l'accouplement.
Lorsqu'un noyau de fibre est étire ou comprimés la constante de propagation changera. Egalement D Si deux noyaux sont parallèles l'un à l'autre pendant la flexion, la lumière dans le noyau ayant le rayon de flexion le plus élevé, doit se déplacer davantage. Par conséquent, pour maintenir les deux noyaux en synchronisation, le noyau extérieur doit avoir une constante de propagation plus petite. Donc, lors de la flexion, il y a deux effets, l'étirage et le changement de la longueur du parcours pour la synchronisation.
Un autre moyen d'ajustement est d'applatir légèrement la fibre 52 de raccordement pour l'accouplement de sorte qu a un certain point de l'insertion, il se produira un ajustement, cependant l'applatissement est réalisé si graduellement qu'un ajustement minutieux est maintenu pendant une longueur d'accouplement.
Dans la figure 10 encore un autre mode de réalisation de l'invention est représenté pour incorporer un élément 50 de fibre de transmission (dans presque tous les cas décrits ici, la forme où le procédé recommandé pour un premier élément 50 de fibre de transmission est également applicable à un second élément de fibre de transmission autel le premier élément sera accouplé), comprenant un revêtement 50a définissant une fente transversale 50" " à ltendroit de l'accouplement de sorte que le noyau 50b est ainsi plus près de la périphérie 50c (au moins une partie de la périphérie) du revêtement 50a. Par conséquent, les figures 10-13 doivent etre considérées ensemble, où la figure 11 montre l'élémnt 50 de fibre de la figure 10 accouplé à une fibre 52 ts de raccordement pour l'accouplement, où le noyau fOb est ainsi plus près du noyau 52'b. La figure 12 montre l'élément de fibre 50 de la figure 10 gainé pour empecher la contamination, dans un élément enveluppant 5B, qui peut être rompu au point d'accouplement ou ou la fibre 52' de raccordement pour l'accouplement est réalisée de façon à se conformer au diamètre extérieur de l'element 50 de fibre de sorte que l'élément enveloppant est continu. Egalement pour empecher la contamination, le mode de réalisation de la figure 13 est utilisé pour l'élé- ment 50 de fibre de transmission. Dans la figure 13, une clé 50d en verre ou en matière plastique ayant un indice de réfraction égal ou inférieur à celui du revêtement 50a est utilisé.Similairement, la fente 50" " est remplie au moyen d'un liquide ou résine convenable ayant un faible indice de réfraction (non représenté) pour empecher la contamination (et peut être comme guide pour la mise en forS d'une fibre de raccordement pour l'accouplement précédemment discuté avec référence à la figure 12
En considérant collectivement les figures 14, 14a à 15, un mode de réalisation de l'invention est représenté, comprenant un élément 50 de transmission de fibre ayant une paire de noyaux 50b, 50'bu un noyau central 50b pour la transmission et un autre périphérique 50'b, pour lBaccouple- ment.La lumière sera transmise au travers de la masse de la longueur de l'élément 50 dans le noyau S0b central et au point d'accouplement dans le noyau S0b de fibre externe en vue de l'accouplement. Le transfert est empêché le long de la longueur de transmission en donnant au noyau périphé- rique une constante de propagation différente de celle du noyau central. En pliant les noyaux on peut obtenir l'égali- té dans la zone de couplage mais le degré de décalage est rendu suffisant pour empêcher un accouplement appréciable pendant les flexions que la fibre subit le long de sa longueur pendant l'utilisation normale.
En considérant collectivement les figures 14, 14a à 15, un mode de réalisation de l'invention est représenté, comprenant un élément 50 de transmission de fibre ayant une paire de noyaux 50b, 50'bu un noyau central 50b pour la transmission et un autre périphérique 50'b, pour lBaccouple- ment.La lumière sera transmise au travers de la masse de la longueur de l'élément 50 dans le noyau S0b central et au point d'accouplement dans le noyau S0b de fibre externe en vue de l'accouplement. Le transfert est empêché le long de la longueur de transmission en donnant au noyau périphé- rique une constante de propagation différente de celle du noyau central. En pliant les noyaux on peut obtenir l'égali- té dans la zone de couplage mais le degré de décalage est rendu suffisant pour empêcher un accouplement appréciable pendant les flexions que la fibre subit le long de sa longueur pendant l'utilisation normale.
Une série de dimensions raisonnables pour le mode de réalisation des figures 14-15 est comme suit: À = longueur d'onde de la lumière utilisée = 0,9 microns dl = diamètre du noyau = 2,7 microns d2 = diamètre du noyau périphérique = 2,9 microns
D = diamètre externe =24 microns
NA = ouverture numérique = 0,2 microns
Aucune valeur exacte pour la longueur d'accouplement pour ces dimensions n'est donnée, mais elle est probablement entre 10 et 25 cm. Le rayon de flexion nécessaire pour obtenir l'ajustement des constantes de propagation est environ 3 mm.
D = diamètre externe =24 microns
NA = ouverture numérique = 0,2 microns
Aucune valeur exacte pour la longueur d'accouplement pour ces dimensions n'est donnée, mais elle est probablement entre 10 et 25 cm. Le rayon de flexion nécessaire pour obtenir l'ajustement des constantes de propagation est environ 3 mm.
Une élaboration du modèle décrit ci-dessus (figure 14) est montrée dans les figures 14B, 14C et 14D où l'élément 50 de transmission de fibre est allongé et sa section transversale est diminuée à la chaleur sur une longueur relativement courte. Dans cette section étranglée, la lumière pénétrera davantage dans le revêtement, parce que les noyaux sont rendus plus petits et inter-réagiront plus fortement étant donné que la distance entre ces noyaux est ré duite. Donc, un degre fortement accru d'accouplement se pro duira Bien entendu, les contantes de propagation sont toujours différentes pour les deux noyaux (en réalité la constante de propagation varie moins avec le diamètre du noyau lorsque le noyau devient plus petit), de sorte qu'une flexion est toujours nécessaire pour obtenir un accouplement maximum.Si la longueur de la section étranglée est choisie convenablement pour le transfert de la lumière coraplètement vers le noyau périphérique 50'b, mais sans retour, lorsque la lumière pénètre de nouveau dans la section à diamètre complet (la section à droite de la figure 14B) elle restera dans la fibre périphérique d'une manière utile. Egalement l'accordement est mis en oeuvre en tordant l'élément 50 tout en chauffant et en tordant davantage comme il est montré par la flèche 62 dans la figure 14A.
Une autre élaboration du modèle décrit dans la figure 14 peut être réalisé au moyen du mode de réalisation de la figure 15 où une ouverture 50e isole les deux noyaux 50b, 50'b plus efficacement et diminue "la dispersion" depuis le noyau central vers le noyau périphérique, induite par "des microflexions" Une dimension recommandée pour l'ouverture 50e est 5 microns, et produit ainsi un accouplement radicalement réduit entre les noyaux. Au point d'accouplement, un liquide, une résine où un plongeur de 5 microns en verre (non représenté) d'indice dé réfraction au moins egal à celui du revêtement 50a, est injecté sur une longueur quelque peu supérieure à la longueur d'accouplement.L'indice de réfraction d'une telle matière insérée est rendu aussi grand que possible sans devenir un autre noyau, et le degré d'accouplement est ainsi augmenté davantage dans la zone d'accouplement, et donc la longueur d'accouplement peut être reduite. Le grande avantage de la réduction de la longueur d'accouplement est la diminution en précision de 1rajuste: ment pour les constantes de propagation qui en résultent.
En outre, une élévation de la température de l'un ou l'autre des éléments de fibre provoque des déformations permanentes , par exemple, un élément de fixation était montré dans la figure 8 pour tendre la fibre. Si la tempéra- ture est également élevée, l'élément de fibre est allongé de façon permanente et pas seulement étiré élastiquement. Pour permettre une proximité plus proche et plus fixe pour I'accouplement, l'élément de fibre de b figure 15 est chauEfé suffisamment pour le contracter (par tension de surface) sur le plongeur de verre à insérer dans l'ouverture 50e au point d'accouplement seulement.En outre, l'élément de fibre peut être tordu comme il est suggéré dans la figure 14A, tout en étant chaud, pour produire un ajustement précis des constantes et propagation entre les noyaux central et périphérique pour former une petite hélice autour du centre.
Les figures 16A-16D montrent un mode de réalisation de l'invention pour faciliter l'accouplement bout-à-bout.
Dans ces représentations, un point de fixation géométrique est disponible,plus proche du noyau 50b pour liement 50 de transmission de fibre ayant un seul noyau. Dans la fibre habituelle (figure 16C) la surface 66 la plus proche de saisie est éloignée de 10 à 30 microns du noyau 68. Donc plus ou moins 3% de la dimension agissent pour diminuer la précision de l'accouplement. Dans l'élément de fibre 50 tubulaire de la figure 16A, le noyau 50b se trouve directement près de la surface interne près de l'ouverture 50" .Une goupille mécanique (non représentée) est utilisée pour accoupler deux de ces éléments de fibre bout-à-bout et on peut les tourner pour obtenir l'alignementeton les comprime pour pousser le noyau contre la goupille et ainsi supprimer tout jeu dû à des différences de dimensions entre l'ouverture 50" et la goupille. Similairement, une fibre 50 (figure 16B) pourvue d'une clé comprenant une fente 72 pour la clé est utile pour l'accouplement bout-à-bout où une clé 74 d'alignement (figure 16D) est utilisée pour aligner le noyau 50b d'un élément de transmission de fibre avec l'autre noyau de l'autre élément de transmission de fibre.
D'une manière similaire, mais avec légèrement plus de complexité, la lumière est transmise depuis un noyau central vers un noyau périphérique comme dans la figure 14 et ensuite un accouplement par manchon plutôt qu'un accouplement latéral est réalisé. Il est ainsi possible de réaliser un accouplement entre un noyau central relativement petit et un noyad-bEripherique plus grand à ouverturenumérique plus faible. Ceci est réalisé en utilisant une matière à indice plus faible pour le noyau périphérique et en ajustant le diamètre pour obtenir l'ajustement avec la constante de propagation du noyau central. Inévitablement , le noyau a diamètre plus grand propagera la lumière dans un angle conique plus etroit.En utilisant un noyau périphérique plus grand, il est plus facile de réaliser un accouplement par manchon parce que les dimensions sont plus grandes et parce que le noyau est dispose périphériquement. Cependant, l'alignement angulaire devient plus critique mais ceci est un problème moins significatif. L'angle conique plus étroit et le diamètre plus grand rendent le rendement de l'accoup > - ment moins sensible à un espace entre les extrémités reliées.
La figure 17 montre un noyau 50b d'un élément de transmission d fibre comprenant une mince ailette 76 s'étendant vers l'extérieur à partir de ce noyau. Le noyau est présumé aroir une dimension pour transmettre en mode unique et lailette a une dimension transversale inférieure à environ 1/3 du diamètre du noyau. La lumière ainsi penétrera depuis le noyau le long de l'ailette et son intensité sera atténuée (de manière approximativement exponentielle) lorsque la distance au noyau 52 augmente.Lorsqu'on rend l'ailette plus épaisse en section transversale, mais d'indice inférieur à celui du noyau, cependant plus élevé que celui du revêtement utilisé, des résultats similaires sont obtenus. 5i l'ailette n'est pas fixee,il y aura encore un champ de pénétration accru facilité le long de la longueur de l'ailette, par rapport à la pénétration qui serait présente si l'ailette n'etait pas utilisée.
L'intensité de champ constante est représentée par les contours 78 avec l'utilisation de l'ailette 76 entre les noyaux 50b, 50'b comme il est montré dans la figure 17A.
Pour des buts d'accouplement latéral, une intensité de champ appréciable dans la région du noyau 50b est nécessaire, mais il n'est pas nécessaire ni souhaitable d'avoir une intensité de champ significative ailleurs, étant donne que l'intensité de champ qui pourrait pénétrer à l'extérieur de la périphérie de la fibre pourrait réagir à l'extérieur pour produire une absorption et une dispersion. Donc, l'ailette 76 produit une intensite de champ où et si nécessaire et souhaitée.
En outre, les figures 18-20 montrent l'utilisation dans la présente invention de noyaux 50b qui n'ont pas une section transversale circulaire. Une section transversale circulaire est probablement la section optimum pour obtenir une transmission maximum. Néanmoins, des noyaux ayant une autre forme sont utilisables. Dans une géométrie fortement asymétrique, la constante de propagation dépend de la polarisation. Par exemple, la figure 18 montre un noyau 50b où la constante de propagation dans la direction
E1 différera de celle dans la direction E2.En d'autres mots, une fibre à mode unique en fait n'est pas un mode unique mais comprend deux modes caractérisés par une polarisation dans les directions E1, E2. Dans le cas d'une symétrie circulaire, ces modes ont des constantes de propagation identiques mais une symétrie circulaire est une exigence trop sévère. Donc, la géométrie de la figure 19 peut être utilisée où la géométrie se répète elle-même à chaque rotation de 900. Par conséquent, la géométrie de la figure 19 comprend deux modes avec constante de propagation identique.
E1 différera de celle dans la direction E2.En d'autres mots, une fibre à mode unique en fait n'est pas un mode unique mais comprend deux modes caractérisés par une polarisation dans les directions E1, E2. Dans le cas d'une symétrie circulaire, ces modes ont des constantes de propagation identiques mais une symétrie circulaire est une exigence trop sévère. Donc, la géométrie de la figure 19 peut être utilisée où la géométrie se répète elle-même à chaque rotation de 900. Par conséquent, la géométrie de la figure 19 comprend deux modes avec constante de propagation identique.
Avec deux constantes de propagation, un signal d'impulsion net dans la fibre créera deux impulsions séparées à la sortie. Le temps de séparation dépendra de la longueur de la fibre. On peut espérer séparer ces deux impulsions de sortie,à la sortie mais dans une longue fibre et sous les conditions réelles d'utilisation , les deux modes se disperseront vers l'arrière et l'avant pour produire une impulsion élargie. Ceci limitera la largeur de bande de la transmission du signal.
Même une asymétrie à l'extérieur du noyau comme dans la figure 5B créera deux modes distincts, bien que la séparation dans la constante de propagation sera inférieure lorsque l'asymétrie est enlevée davantage du noyau. La figure 5B peut être corrigée où minimisée en ce qui concerne la séparation par l'introduction d'une autre asymétrie, par exemple en rendant le noyau 50b elliptique comme dans la figure 20.
Les figures 21 21b représentent une technique déchange ionique pour la présente invention. L1élément de transmisson 50 de fibre est realisé avec un noyau central 50b ayant un indice de réfraction supérieur à celui du revêtement 50a comme d'habitude. La région 82 représente du verre ou tout autre matière convenable utilisée pour la sortie des ions, mais avec un indice de réfraction approximativement égal à celui du revêtement et inférieur à celui du noyau 50b.
Après l'étirage de l'élément 50 de fibre, la région 82 subit un échange ionique pour augmenter son indice de réfraction et pour créer une constante de propagation égale à celle du noyau 50b mais en noyau périphérique. Cet échange ionique est réalisé seulement aux extrémités de la fibre dans un but d'accouplement ou à d'autres points d'accouplement. Si la région 82 existe le long de la longueur de la fibre, elle doit être très faiblement accouplée au noyau central- 50b pour éviter le transfert d'énergie le long de la longueur ou il y aurait nécessité d'avoir des constantes de propagation non-ajustées. Ce problème n'existe pas Si la région 82 est seulement utilisée au point d'accouplement.S'il n'existait aucune région 82 "latente" un second noyau est produit par diffusion dune certaine quantité de dopants dans la région ou par évaporation sur une couche d'indice convenable.
En outre, une ailette radiale 84 (figure 21A) est utilisée avec une dimension typique de 0,5 micron d'épaisseur et une longueur de 10 à 20 microns. Elle peut soit toucher le noyau central 50b, soit être séparée comme il est montré dans la figure 21A. La région 82 est typiquement de deux microns d'épaisseur et 6 à 10 microns de largeur. L'ailette 84 augmente l'accouplement entre les deux noyaux de sorte que la longueur d'accouplement ne doit pas être trop longue.
Similairement une région 86 (figure 2lB) est utilisée et on lui donne une concentration ionique inférieure à celle de la région 82. La concentration ionique plus faible a pour effet que la région 86 développe un indice de réfraction tel, que n86 est inférieur à la constante de propagation du noyau 50b mais supérieur à l'indice de réfraction du revêtement 50a: constante de propagation de 50b = n50b cos 050b Etant donné que n86 est inférieur à n5obcos #50b, l'on- de evanescente sera étouffée radialement dans la région 86 mais pas aussi rapidement que cela aurait été le cas dans le revêtement. La concentration d'ions, et donc indice "developpé" dans la région 86 est conçue pour obtenir une longueur d'accouplement raisonnable environ 1 mm à 1 cm.
Lorsque la longueur d'onde est de 1 micron et la longueur d'accouplement est de 10 000 microns, les constantes de propagation à l'accouplement doivent entre ajustées pour être meilleures qu'une partie pour 10 000. Exiger des longueurs d'accouplement supérieures à 10cm serait trop demander pour la précision de tous les paramètres impliqués dans lun quelconque des modèles ici.
Certains des procédés d'accouplement décrits ici peuvent être peu pratiques à mettre en oeuvre sur le terrain.
Dans ces cas, une partie de la préparation finale est mise en oeuvre sous des conditions de laboratoire et le restant sur le terrain. Par exemple, le câble est réalise en des longueurs fixées ou prédéterminées. Egalement, des câbles de 10 km, 2km, 1 km, km et km sont réalisés en stock et accouplés sur le terrain selon la nécessité. Dans ce cas, une fibre comme celle montrée dans~la figure 21B est prise et 11 échange ionique est réalisé à chaque extrémité pour obtenir un transfert sensiblement complet de la lumière depuis la région 82 vers le noyau 50b à l'extrémité d'entrée et depuis le noyau 50b vers la région 82 à la sortie. En outre, l'extrémité est réalisée avec tout moyen spécial nécessaire pour rendre l'accouplement plus aisé sur le terrain.
Par exemple, pour accoupler les éléments de fibre 50, 60 préparées selon la figure 21B sur le terrain l'élément de fixation 92 de la figure 22 est utile. Un creux 93 est réalisé avec un noyau d accouplement 83 encastré dans du verre ou de la matière plastique ayant un indice de ré frac tion proche de celui du revêtement 50a de la fibre Ceci est réalisé séparément en laboratoire à la fois pour 1 e eli- ment de fibre 50 et l'élément de fibre 60 L2Element fixe 92 est traité avec une résine époxy à l'extrémité de chaque élément de fibre pour obtenir l'orientation angulaire convenable. L'élément fixe 94 supérieur (figure 22A) est utilisé pour appliquer une pression de contact.
Egalement, la constante de propagation de la region 82 est mesurée avec précision et une étiquette est fixée à l'extrémité de l'élément fixe. En outre, le bloc d'accouplement (dispositif de fixation) 92 est effilé de sorte que la constante de propagation de la région 83 est plus grande à chaque extrémité et plus petite au milieu du dispositif de fixation (voir figure 22B). Etant donné que la constante de chaque fibre est alors connue, il est également connu où disposer les fibres 50,60 sur le bloc d'accouplement 92 pour obtenir un bon accouplement.
La présente invention comporte également la capacité.
d'accoupler une ligne de transmission en plus d'une autre ligne. Par exemple, l'élément de transmission de fibre de la figure 15 est adapté pour comprendre deux noyaux périphériques 50'b, 50" b, comme il est montré dans la figure 23. Des ouvertures 50e sont utilisées pour insérer des matières convenables, de sorte qu'à la fois les noyaux 50'b et 50" b soient accouplés au noyau central SOb, provoquant le transfert de la moitié de l'énergie vers le noyau 50"b et de l'autre moitié vers le noyau 50" b. L'énergie est alors dirigée dans deux fibres de raccordement pour l'accouplement insérées dans les ouvertures 50e et ensuite dans deux autres fibres de transmission séparées.
Il est évident qu'un tel dispositif d'accouplement peut être utilisé comme interrupteur, de sorte que la lumière peut être transférée soit vers le noyau 50'b soit vers le noyau 50" b à volonté. Ceci est mis en oeuvre en changeant le degré d'accouplement en forçant un plongeur ou une colonne de liquide dans et hors de chaque ouverture 50e ou en réalisant un désaccordement. Par exemple, si le noyau 50'b et le noyau 50"b sont légèrement désaccordés, la flexion de la fibre dans une direction accordera le noyau 50'b et la flexion dans l'autre direction accordera le noyau 50 't .
Un dispositif d'accouplement 96 en plusieurs branche ments est réalisé comme il est montré dans la figure 24 où le noyau 96b se trouve près de la surface du revêtement 96a rendant la fibre 96 de raccordement peu pratique pour des transmissions à longue distance. Cependant, une série de branchements peuvent être faits comme il est montré dans la fgure 24A. Chaque branchement 98,102 est formé en un arrangement à double noyaux de sorte que l'énergie peut être transférée depuis les noyaux périphériques 98'b, 102'b, vers les noyaux centraux 98b, 102b dans le but d'obtenir une transmission à longue distance par les branchements.
De cette façon , les branchements sont incomplètement accouplés à la fibre de raccordement 96 de sorte que seulement une fraction de l'énergie pénètre dans le branchement; mais les branchements donnent la capacité de transmission à longue distance au moyen d'un transfert depuis leur noyau périphérique vers leurs noyaux centraux. Egalement, chaque dispositif d'accouplement où connexion à un branchement est potentiellement un interrupteur où l'action d'interruption est accomplie en changeant le degré d'accouplement ou par déréglage. Ce dispositif d'accouplement à branchements multiples est de courte longueur (peut-être seulement un mètre) et est du type précédemment décrit dans la figure 1 (dispositif d'accouplement 16 à branchements). Bien entendu, les éléments 96b, 98'b et 102'b sont seulement décrits schématiquement dans la figure 24A et il doit être compris qu'ils sont continus sur la longueur des fibres 96, 98 et 102 respectivement. En outre, la figure 24A montre une version comprimée alors qu'un noyau central pour la fibre 96 serait présent en une version non comprimée en cas de bifurcation tous les dixièmes de km ou de cet ordre de grandeur.
Pour réaliser une série de bifurcations, comme en 24 dans la figure 1, les noyaux sont encastrés plus profondément (par comparaison à la figure 24) dans le revêtement pour créer une meilleure transmission et un accouplement plus faible.
Selon une autre possibilité , l'énergie est transmise le long d'un noyau central (figure 14) et est partiellement accouplée à un noyau périphérique déréglé à chaque bifurca cation en pliant pour réaliser l'accordement. Un tel arrangement diffère dDun accouplement avec épissure ou d'un accouplement un à un en ce que la totalité de l'énergie passe au travers de la jonction sur le noyau central exactement comme Si la bifurcation 'existait pas . Ainsi 1% ou moins, de l'énergie transmise est transférable au noyau périphérique. L'efficacité du transfert au branchement où à la bifurcation est assez faible mais ceci n' est pas considéré comme crucial.
En outre, une épissure simple, mais efficace est réalisée en utilisant un tube de verre 112 (figure 25) , de préférence, évasé ou effilé à chaque extrémité pour la facilité d'insertion, dont la section centrale ajuste convenablement les fibres à accoupler bout-à-bout. Les deux éléments des fibres 50, 60 à accoupler bout-à-bout ne sont pas nécessîreinent de même dimension et le tube 112 dtlt seulement être légèrement plus grand que le plus grand cies cieux éléments. Le tube 112 est légèrement chauffé de s rt. 'il comprime les éléments de fibres 50,60 du fait dt sur tension de surface. Les deux éléments de fibres sont ainsi centrés meme s'ils sont de dimensions différentes.
Un perfectionnement est obtenu lorsque le tube 112 a une temperature de ramollissement quelque peu inférieure à celle des éléments de fibre. Dans certains cas, il existe une nécessité de soutenir les éléments de fibres, 50, 60 et le tube 112 à chaque extrémité pendant le ramollissement pour empêcher la flexion où l'étirage. Le chauffage doit être-uniforme autour de la périphérie pour obtenir un centrage précis.
Selon une autre possiblité, lorsqu' une ou plusieurs tiges 114 (figure 25A) en une matière à point de ramollissement supérieur sont réalisées faisant partie intégrante avec le tube 112, celles-ci tendront à maintenir l'arrangement droit pendant le ramollissement sans support externe. La matière pour les tiges 114 est le Pyrex, simplement déposé sur la surface d'un tube de chaux sodé et poussé dedans. Les tubes de Pyrex adhéreront à et s'encastreront partiellement dans le tube pendant la poussée. Avec la structure représentee dans la figure 25A, le tube 112 tendra à être quelque peu triangulaire en section transversale plutôt que circulaire mais une telle configuration serait acceptable.
En outre, ce qui précède implique fondamentalement élément de transmission à fibre unique avec un ou plusieurs éléments de fibres auxiliaires pour faciliter l'accouplement comme dans la figure 14. Deux ou plusieurs éléments 50 de transmission de fibre sont utilisés selon la présente invention et sont employés indépendamment lorsqu' ils sont suffisamment séparés de sorte qu'il ny a aucune interaction dans la longueur de transmission souhaitée
Même lorsque deux ou plusieurs noyaux de premier élément de transmission de fibre sont utilisés et sont suffisamment près pour inter-reagir dans la longueur de transmission souhaitée , ils peuvent toujours être utilisés pour transporter le même signal, à condition qu'ils ont tous approximativement la même constante de propagation et à condition que l'interaction ne perturbe pas exagérément les constantes de propagation individuelles. L'une quelconque de ces conditions limitera la largeur de bande. I1 est connu dans la technique que, pour une largeur de bande donnée, la variation permise de la constante de propagation peut être calculée, et le mode de séparation permis calculé, et à partir de cette tolérance de l'indice de réfraction et du diamètre et le minimum de séparation entre les noyaux déterminé
Par exemple, pour obtenir une différence de constante de propagation de 10-4 entre les deux noyaux avec une ouverture numérique de 0,15, en opérant tout juste en mode unique, il est nécessaire de maintenir l'indice de réfrac- tion à 10 4 mais le diamètre doit être maintenu à environ seulement 10-2. Ceci peut sembler déraisonnable lorsque le diamètre de la fibre varie habituellement de 2 ou 3 x EO 2 au cours du filetage7 cependant Si les deux noyau sont maintenus à 10-2 dans la "préforme", ils varieront de façon synchrone au cours du filetage
En ce qui concerne l'écartement, les noyaux doivent être séparés de seulement environ 1 diamètre pour maintenir la séparation à moins de PO"B, Ceci est assez indépendant de l'ouverture numérique.
Même lorsque deux ou plusieurs noyaux de premier élément de transmission de fibre sont utilisés et sont suffisamment près pour inter-reagir dans la longueur de transmission souhaitée , ils peuvent toujours être utilisés pour transporter le même signal, à condition qu'ils ont tous approximativement la même constante de propagation et à condition que l'interaction ne perturbe pas exagérément les constantes de propagation individuelles. L'une quelconque de ces conditions limitera la largeur de bande. I1 est connu dans la technique que, pour une largeur de bande donnée, la variation permise de la constante de propagation peut être calculée, et le mode de séparation permis calculé, et à partir de cette tolérance de l'indice de réfraction et du diamètre et le minimum de séparation entre les noyaux déterminé
Par exemple, pour obtenir une différence de constante de propagation de 10-4 entre les deux noyaux avec une ouverture numérique de 0,15, en opérant tout juste en mode unique, il est nécessaire de maintenir l'indice de réfrac- tion à 10 4 mais le diamètre doit être maintenu à environ seulement 10-2. Ceci peut sembler déraisonnable lorsque le diamètre de la fibre varie habituellement de 2 ou 3 x EO 2 au cours du filetage7 cependant Si les deux noyau sont maintenus à 10-2 dans la "préforme", ils varieront de façon synchrone au cours du filetage
En ce qui concerne l'écartement, les noyaux doivent être séparés de seulement environ 1 diamètre pour maintenir la séparation à moins de PO"B, Ceci est assez indépendant de l'ouverture numérique.
Que les noyaux soient utilisés indépendamment pour des
signaux multiples ou ensemble pour un seul signal, un
écartement plus dense est obtenu si des régions d'indice plus faible que celui du revêtement, isolent le noyau.
signaux multiples ou ensemble pour un seul signal, un
écartement plus dense est obtenu si des régions d'indice plus faible que celui du revêtement, isolent le noyau.
La figure 26 montre un arrangement de noyaux 118
séparés par les alésages creux 122 ou régions d'indice de réfraction inférieur.
séparés par les alésages creux 122 ou régions d'indice de réfraction inférieur.
Lorsque des noyaux multiples 124 sont utilisés pour transmettre un signal unique, ils sont pourvus de noyaux auxiliaires indépendants pour l'accouplement de transfert, ou ils peuvent transférer dans un noyau auxiliaire commun
126 comme il est montré dans la figure 26A.
126 comme il est montré dans la figure 26A.
I1 nest pas nécessaire que le noyau auxiliaire 126 soit à mode unique. Il est seulement nécessaire qusil y ait un ou plusieurs modes ajustés avec précision qui entrent en resonance avec les noyaux de transmission 124 et qu'il n'y ait pas d' autres modes ajustés avec précision.
Une géométrie particuliere pour les figures 26, et 26A est montrée dans la figure 26B où les noyaux 124 s'accouplent dans un seul noyau auxiliaire 126 en une configuration convenant parfaitement pour laccouplement dans une diode de laser.
Les diodes de laser typiquement ont des ouvertures rectangulaires avec des étalements angulaires différents dans les deux dimensions. La section transversale rectangulaire du noyau de transfert auxiliaire 126 (figure 26B) est réalisée de façon à s' ajuster à l'ouverture de la diode de laser et la constante de propagation de la sortie de la diode de laser est ajustée aux éléments de noyaux 124 de transmission. En une approximation, la constante de propagation dé la diode de laser égale: constant de propagation = n cos @ 9 = n2 -sin2 Q1 sin2 92 où n est indice du noyau, l'indice de l'élément de noyau,
est la largeur dans une dimension du faisceau laser et
est la largeur dans l'autre dimension, 6 étant quelque peu plus petit que l'étalement angulaire extrême.
est la largeur dans une dimension du faisceau laser et
est la largeur dans l'autre dimension, 6 étant quelque peu plus petit que l'étalement angulaire extrême.
Bien entendu diverses modifications peuvent être
apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent
d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent
d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (5)
1. Elément de transmission à fibre optique de forme allongée à mode unique comportant une première et une deuxième extrémité, caractérisé par le fait qu'il comprend un noyau présentant un indice de réfraction déterminé et s'étendant entre les première et deuxième extrémités t et un revetement entourant le noyau, ledit revêtement présentant un indice de réfraction inférieur å celui du noyau et étant disposé de façon que l'élément ne présente pas de symétrie de révolution afin de faciliter un couplage d'ondes évanescent, efficace et amélioré avec un autre élément de transmission optique.
2. Elément-de transmission selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la structure dénuée de symétrie de révolution est constituée par une portion périphérique du revEtemeni, en une matière différente de celle du reste du revêtement.
3. Elément selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la portion périphérique comprend une matière plus sensible au décapage que la matière du reste du revêtement
4. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la structure dénuée de symétrie de révolution s'étend sur toute la longueur de l'élément.
5, Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il présente une section sensiblement en forme de D.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8410382A FR2545208B1 (fr) | 1979-03-19 | 1984-06-29 | Dispositif d'accouplement pour transmettre des renseignements lumineux entre des elements optiques de fibres |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/021,868 US4315666A (en) | 1979-03-19 | 1979-03-19 | Coupled communications fibers |
| FR8410382A FR2545208B1 (fr) | 1979-03-19 | 1984-06-29 | Dispositif d'accouplement pour transmettre des renseignements lumineux entre des elements optiques de fibres |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2545208A1 true FR2545208A1 (fr) | 1984-11-02 |
| FR2545208B1 FR2545208B1 (fr) | 1988-04-01 |
Family
ID=26224045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8410382A Expired FR2545208B1 (fr) | 1979-03-19 | 1984-06-29 | Dispositif d'accouplement pour transmettre des renseignements lumineux entre des elements optiques de fibres |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2545208B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0215674A2 (fr) * | 1985-09-20 | 1987-03-25 | Andrew A.G. | Fibre optique auto-orientable et résonateur optique en anneau utilisant cette fibre |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4054366A (en) * | 1976-07-12 | 1977-10-18 | Hughes Aircraft Company | Fiber optics access coupler |
| JPS5391752A (en) * | 1977-01-22 | 1978-08-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Production of photo coupler |
| FR2452119A1 (fr) * | 1979-03-19 | 1980-10-17 | Hicks Jr John | Dispositif d'accouplement pour transmettre des renseignements lumineux entre des elements optiques de fibres |
-
1984
- 1984-06-29 FR FR8410382A patent/FR2545208B1/fr not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4054366A (en) * | 1976-07-12 | 1977-10-18 | Hughes Aircraft Company | Fiber optics access coupler |
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| FR2452119A1 (fr) * | 1979-03-19 | 1980-10-17 | Hicks Jr John | Dispositif d'accouplement pour transmettre des renseignements lumineux entre des elements optiques de fibres |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| APPLIED OPTICS, vol. 18, no. 4, 15 février 1979, pages 489-495, New York, US; C. YEH et al.: "Multimode inhomogeneous fiber couplers" * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 2, no. 125, 20 octobre 1978, page 7467 E 78; & JP-A-53 91 752 (NIPPON DENSHIN DENWA KOSHA)11-08-1978 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0215674A2 (fr) * | 1985-09-20 | 1987-03-25 | Andrew A.G. | Fibre optique auto-orientable et résonateur optique en anneau utilisant cette fibre |
| EP0215674A3 (en) * | 1985-09-20 | 1989-05-24 | Andrew Corporation | Self-aligning optical fiber and fiber-ring optical resonator using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2545208B1 (fr) | 1988-04-01 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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