FR2548390A1

FR2548390A1 - Device for the fine movement of the end of an optical fibre in two orthogonal axes

Info

Publication number: FR2548390A1
Application number: FR8310069A
Authority: FR
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1983-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1985-01-04
Also published as: FR2548390B1

Abstract

The device according to the present invention comprises a beam 1 of rectangular or square cross-section. An end 11 of this beam 1 includes a Vee 10 for guiding the optical fibre f. The central region 12 amounts to thin parallel walls arranged at right angles in two directions Y, Z. The beam is rigidly connected at its other end to attachment means 2. Two sets of piezoelectric motors MY, MZ and of return springs RY, RZ drive the first end 11 of the beam 1 parallel to itself in two directions Y, Z by deformation of the central region 12 according to parallelograms. Application in particular to the fine positioning of a monomode optical fibre with respect to another piezoelectric element: for example an optical fibre or semiconductor laser.

Description

DISPOSITIF DE DEPLACEMENT FIN DE L'EXTREMITE D'UNE FIBRE OPTIQUE
SUIVANT DEUX AXES ORTHOGONAUX.DEVICE FOR THE END MOVEMENT OF THE END OF AN OPTICAL FIBER
NEXT TWO ORTHOGONAL AXES.

La présente invention concerne un dispositif permettant le déplace ment fin de ltextrémité d'une fibre optique disposée parallèlement à un premier axe, suivant deux axes orthogonaux à ce premier axe ; et en particulier un dispositif permettant le déplacement de l'extrémité d'une fibre optique monomode en vue de son positionnement précis par rapport à l'extrémité d'une seconde fibre optique monomode ou, plus généralement, par rapport a un élément opto-électronique, par exemple la face émissive d'une diode laser. The present invention relates to a device for the fine displacement of the end of an optical fiber arranged parallel to a first axis, along two axes orthogonal to this first axis; and in particular a device allowing the end of a monomode optical fiber to be moved with a view to its precise positioning with respect to the end of a second monomode optical fiber or, more generally, with respect to an optoelectronic element , for example the emitting face of a laser diode.

Une des applications les plus importantes des fibres optiques est la transmission optique de données, de types numériques ou analogiques. Dans ce cadre d'application, les fibres optiques constituent le canal de liaison entre des organes émetteurs ou sources, et des organes récepteurs. Le plus souvent, il est difficile ou voir impossible d'utiliser des fibres fabriquées d'un seul tenant. On doit donc réaliser des connexions fibre à fibre soit permanentes, soit amovibles. One of the most important applications of optical fibers is the optical transmission of data, digital or analog types. In this context of application, the optical fibers constitute the connecting channel between transmitting or source organs, and receiving organs. Most often, it is difficult or impossible to use fibers made in one piece. We must therefore make fiber connections to either permanent fiber or removable.

Il est particulièrement important, notamment pour les liaisons optiques à grande distance de minimiser au maximum les pertes de transmission dues à ces connexions. Les origines de ces pertes sont diverses: on peut citer le décalage axial, le désalignement angulaire des deux fibres, l'état de surface des extrémités de ces fibres, l'écartement résiduel de ces fibres après connexion et les dispersions des différentes caractéristiques géométriques ou autres qui existent entre les deux fibres à connecter. Des mesures peuvent être prises au stade de la fabrication pour améliorer l'état de surface et resserrer les tolérances des paramètres principaux caractérisant les fibres optiques. It is particularly important, especially for long-distance optical links, to minimize transmission losses due to these connections. The origins of these losses are various: one can cite the axial offset, the angular misalignment of the two fibers, the surface state of the ends of these fibers, the residual spacing of these fibers after connection and the dispersions of the different geometric characteristics or others that exist between the two fibers to connect. Measurements can be taken at the manufacturing stage to improve the surface condition and tighten the tolerances of the main parameters characterizing the optical fibers.

Dans les causes de pertes restantes, la plus importante est le décalage axial entre deux fibres à connecter. In the causes of the remaining losses, the most important is the axial offset between two fibers to be connected.

En outre, comme il est connu, les liaisons peuvent être du type multimode ou monomode, ce dernier type autorisant des liaisons à plus fort débit et à plus faible atténuation sur de longues distances. Pour cette raison,
dans le cadre de ces applications, des fibres de ce dernier type sont
généralement retenues.In addition, as is known, the links can be of the multimode or single mode type, the latter type allowing connections with higher throughput and lower attenuation over long distances. For this reason,
in the context of these applications, fibers of the latter type are
generally retained.

Cependant, pour tirer un profit maximum des possibilités affectes par les fibres monomodes, il est nécessaire de réaliser les c=ms avec un
soin accru En effet, comme il est connu, les ondes se propagent dans k
coeur d'une fibre optique qui est entourée de diverses régi# pressentant des
indices de réfraction différents de celui du coeur. Le diamètre du coeur
d'une fibre optique multimode est typiquement de l'ordre de 50 micromètres,
celui dune fibre optique monomode de l'ordre de S à 10 micromètres. Il peut
être réalisé aisément que la précision du couplage doit e-r de façoe~
corrélative.However, to make the most of the possibilities of single-mode fibers, it is necessary to carry out the c = ms with a
increased care Indeed, as it is known, the waves propagate in k
heart of an optical fiber that is surrounded by diverse regi # presenti
refractive indices different from that of the heart. The diameter of the heart
a multimode optical fiber is typically of the order of 50 micrometers,
that of a monomode optical fiber of the order of S to 10 micrometers. he can
It should be realized easily that the coupling accuracy must be
correlative.

Pour obtenir des liaisons à faibles pertes, il reste donc à aligner axialement, de façon très précise, les fibres à connecter, ce qui revient à les
positionner rune par rapport à l'autre, c'est a dire à déplacer l'extrémité
d'au moins une fibre optique avec la même précision.To obtain low loss connections, it remains to align axially, very precisely, the fibers to be connected, which amounts to the
position rune relative to each other, ie to move the end
at least one optical fiber with the same precision.

Pour fixer les idées, des fibres à hautes performances peuvent #
présenter, aux longueurs d'ondes habituellement utilisées, des pertes qui
peuvent descendre jusqu'à des valeurs de 0,2 dB/km. Si on fixe un seuil
maximum de pertes supplémentaires apportées par la connexion égal à 2 dB, ce qui correspond à une longueur de fibre de 5 km, il est n en général
nécessaire, compte tenu de différentes contraintes qui seront détaillées
ultérieurement d'obtenir une précision d'alignement axial inférieure à quel- ques dixièmes de micromètres.To fix ideas, high performance fibers can #
present, at the wavelengths usually used, losses which
can go down to values of 0.2 dB / km. If we set a threshold
maximum of additional losses brought by the connection equal to 2 dB, which corresponds to a fiber length of 5 km, it is n in general
necessary, taking into account various constraints which will be detailed
subsequently obtain an axial alignment accuracy of less than a few tenths of a micrometer.

S'il est relativement aisé d'obtenir des précisions de positionnement de
l'extrémité d'une fibre optique dans un plan inférieure X égale a quelques
micromètres, l'ordre de grandeur de 0,1 micromètre qui vient d'être évoqué
nécessite la mise en oeuvre d'appareillages et de procédures complexes et
couteux# En outre, la mise en oeuvre de tels appareillages ne peut se
concevoir qu'à poste fixe, sous la responsabilité d'un personnel de haute technicité.If it is relatively easy to obtain positioning accuracies from
the end of an optical fiber in a lower plane X equal to a few
micrometers, the order of magnitude of 0.1 micrometer just mentioned
requires the use of complex apparatus and procedures and
In addition, the implementation of such equipment can not be
design only at a fixed position, under the responsibility of a highly technical staff.

La nécessité de pouvoir disposer d'un dispositif de déplacement fin de l'extrémité dune fibre optique par rapport à des coordonnees de références, par exemple pour positionner cette extrémité de fibre optique par rapport à une région déterminée d'un élément optoélectrique de structure et de mise en oeuvre simples, se fait donc sentir. L'invention vise à répondre à ce besoin. The need to be able to have a device for fine displacement of the end of an optical fiber relative to reference coordinates, for example to position this end of optical fiber with respect to a determined region of an optoelectric element of structure and simple implementation, is therefore felt. The invention aims to meet this need.

L'invention a donc pour objet un dispositif de déplacement fin de l'extrémité d'une fibre optique suivant deux directions parallèles à des premier et second axes d'un trièdre othonormé formant une référence fixe dans l'espace, la fibre optique étant disposée dans une région d'extrémité parallèlement au troisième axe de ce trièdre orthonormé ; caractérisé en ce qu'il comprend:
- une poutre ayant la forme d'un parallélépipède rectangle, disposée suivant sa plus grande dimension parallèlement au troisième axe du triède orthonormé, comportant trois régions distinctes: une région antérieure supportant des moyens de guidage de l'extrémité de la fibre optique destinée à recevoir celle-ci de manière à ce qu'elle soit disposée parallèlement audit troisième axe et affleure à la surface la face terminale de la poutre ; une région médiane comportant au moins un jeu de deux cavités de sections rectangulaires traversant la poutre de part en part, suivant des directions alternativement parallèles audit premier et audit second axes, de maniere à ce que la poutre se réduise dans la région médiane à un jeu de parois minces à faces principales alternativement parallèles auxdits premier et second axes; et une région postérieure rigidement couplée à des moyens de fixation dans une position fixe par rapport au trièdre orthonormé de référence;
- et des premier et second moyens de déplacement de la région antérieure de la poutre exerçant des forces sur celle-ci suivant deux directions parallèles, respectivement auxdits premier et second axes, de manière à entrainer une déformation élastique de la poutre, dans la région médiane munie de cavités, suivant deux parallèlogrammes et à déplacer l'extrémité de la fibre optique suivant lesdites deux directions, la fibre restant parallèle dans sa région d'extrémité audit troisième axe.The subject of the invention is therefore a device for fine displacement of the end of an optical fiber in two directions parallel to first and second axes of an orthonormed trihedron forming a fixed reference in space, the optical fiber being arranged in an end region parallel to the third axis of this orthonormal trihedron; characterized in that it comprises:
a beam having the shape of a rectangular parallelepiped, disposed along its largest dimension parallel to the third axis of the orthonormal triede, comprising three distinct regions: an anterior region supporting means for guiding the end of the optical fiber intended to receive the latter so that it is arranged parallel to said third axis and is flush with the surface of the end face of the beam; a median region comprising at least one set of two cavities of rectangular sections traversing the beam from one side, in directions alternately parallel to said first and second axes, so that the beam is reduced in the central region to a set thin walls with principal faces alternately parallel to said first and second axes; and a posterior region rigidly coupled to fastening means in a fixed position relative to the orthonormed reference trihedron;
and first and second moving means of the anterior region of the beam exerting forces thereon in two parallel directions, respectively to said first and second axes, so as to cause an elastic deformation of the beam, in the median region; provided with cavities, following two parallelograms and moving the end of the optical fiber along said two directions, the fiber remaining parallel in its end region to said third axis.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaitront à l'aide de la description qui suit, en référence aux figures annexées:
- les figures 1 et 2 illustrent schématiquement les principales caractéristiques du dispositif selon l'invention
- les figures 3 à 5 illustrent un exemple de réalisation concrète d'un dispositif selon l'invention. The invention will be better understood and other advantages will appear with the aid of the description which follows, with reference to the appended figures:
- Figures 1 and 2 schematically illustrate the main features of the device according to the invention
FIGS. 3 to 5 illustrate an example of a concrete embodiment of a device according to the invention.

La figure 1 illustre schématiquement les principales dispositions retenues dans le cadre de l'invention. La pièce principale du dispositif selon l'invention est constituée par une poutre pleine 1 à section rectangulaire ou de préférence carrée. Cette poutre 1 est parallèle sur ses plus grandes dimensions à un des axes d'un trièdre orthonormé XYZ que lton choisit par convention comme étant l'axe X. Figure 1 schematically illustrates the main provisions used in the context of the invention. The main part of the device according to the invention consists of a solid beam 1 of rectangular section or preferably square. This beam 1 is parallel on its largest dimensions to one of the axes of an orthonormal trihedron XYZ which lton chooses by convention as being the axis X.

L'une des extrémités, Il, de la poutre 1 comporte parallèlement à l'axe X une rainure en forme de Vé 10 destinée à recevoir une fibre optique f, de maniere à ce que l'axe optique A de cette fibre soit parallèle à l'axe X. One end, Il, of the beam 1 comprises parallel to the X axis a V-shaped groove 10 for receiving an optical fiber f, so that the optical axis A of this fiber is parallel to the X axis.

Par convention, on appellera dans ce qui suit face supérieure, la face de la poutre 1 comportant cette rainure en Vé 10 et la face inférieure, la face opposée. Cette rainure 10 affleure en une extrémité sur la face terminale 100 de la poutre qui définit un plan de référence parallèle au plan
YZ, c'est à dire orthogonal aux axes X et A
Selon une des caractéristiques les plus importantes de lainvention, la poutre 1 est creusée de cavités la transperçant de part en part dans une région médiane 12. Ces cavités ont une section rectangulaire et sont disposées suivant des directions parallèles aux axes Y et Z. La poutre 1 doit comporter au moins deux cavités disposées suivant deux axes orthogonaux.By convention, the following will be referred to in the following as upper face, the face of the beam 1 comprising this V-shaped groove 10 and the lower face, the opposite face. This groove 10 is flush at one end on the end face 100 of the beam which defines a reference plane parallel to the plane
YZ, ie orthogonal to the X and A axes
According to one of the most important features of the invention, the beam 1 is hollowed out cavities piercing through a central region 12. These cavities have a rectangular section and are disposed in directions parallel to the Y and Z axes. 1 must have at least two cavities arranged along two orthogonal axes.

Sur la figure 1, quatre cavités sont représentées: 120 et 121 parallèlement à l'axe Y ; 122 et 123 parallèlement à l'axe Z. La section de ces cavités est telle qu'il ne subsiste qu'une mince paroi dans les zones où elles sont creusées. Ces dispositions sont illustrées de façon plus détaillée sur la figure 2. Au niveau des cavités 120 et 121, la poutre I se réduit à des plaques de faible épaisseur, 1201 et 1211 sur sa face supérieure et 1200 et 1210 sur sa face inférieure. Il en est de même au niveau des cavités 122 et 123. La poutre se réduit à des plaques de faible épaisseur, respectivement 1220-1221 et 1230-1231 sur les faces latérales. In Figure 1, four cavities are shown: 120 and 121 parallel to the Y axis; 122 and 123 parallel to the Z axis. The section of these cavities is such that there remains only a thin wall in the areas where they are dug. These arrangements are illustrated in more detail in Figure 2. At the cavities 120 and 121, the beam I is reduced to thin plates, 1201 and 1211 on its upper face and 1200 and 1210 on its underside. It is the same at the cavities 122 and 123. The beam is reduced to thin plates, respectively 1220-1221 and 1230-1231 on the side faces.

Ces dispositions permettent, si la poutre 1 est soumise à des forces d'entrainement suivant des directions parallèles aux axes Z et Y dans la zone 11, de se déformer suivant des figures parallélipédiques dans la zone médiane 12, uniquement suivant ces deux directions. Il doit être entendu que ces déformations, compte-tenu de ce qui a été rappelé, sont de faibles amplitudes. Elles doivent permettre dés déplacements de l'extrémité de la fibre optique f, suivant les deux directions Y et Z d'amplitudes maximales de l'ordre de la dizaine de micromètres, précisément pour réaliser un déplacement fin de cette extrémité. En outre, du fait des dispositions retenues, et selon un aspect particulièrement avantageux de l'invention, la face terminale 100 de la poutre reste parallèle à elle-même lors de ces déplacements.Il en est de même de l'extrémité de la fibre optique (zone Il de la poutre 1) f qui se déplace parallèlement à elle-même. These arrangements allow, if the beam 1 is subjected to driving forces in directions parallel to the Z and Y axes in the zone 11, to deform in parallelepiped figures in the central zone 12, only in these two directions. It must be understood that these deformations, taking into account what has been recalled, are small amplitudes. They must allow movement of the end of the optical fiber f along the two directions Y and Z of maximum amplitudes of the order of ten micrometers, precisely to achieve a fine displacement of this end. In addition, because of the arrangements retained, and according to a particularly advantageous aspect of the invention, the end face 100 of the beam remains parallel to itself during these displacements.It is the same for the end of the fiber optical (zone II of the beam 1) f which moves parallel to itself.

Pour réaliser effectivement la déformation de la poutre suivant des parallélogrammes, il est prévu deux jeux de moyens d'entrainement comportant chacun un moteur à éléments piézoélectriques et un ressort de rappel. To effectively perform the deformation of the beam according to the parallelograms, there are provided two sets of drive means each comprising a piezoelectric element motor and a return spring.

Le premier moteur, à éléments piézoélectriques My agit suivant une direction parallèle à l'axe Y sur rune des parois latérales de la poutre, action contrecarrée par un ressort Ry exerçant une force de poussée sur la paroi opposée et également suivant une direction parallèle à l'axe Y. The first motor, with piezoelectric elements My acts in a direction parallel to the Y axis on rune side walls of the beam, action counteracted by a spring Ry exerting a thrust force on the opposite wall and also in a direction parallel to the Y axis.

Le second moteur, à éléments piézoélectriques MZ et son ressort associé Rz agissent de manière analogue sur les parois supérieures et inférieures de la poutre 1 mais suivant la direction Z. The second motor, with piezoelectric elements MZ and its associated spring Rz act similarly on the upper and lower walls of the beam 1 but in the direction Z.

L'action conjuguée de ces jeux de moteurFressorts et des cavités creusées dans la poutre 1 a donc pour effet, comme il a été rappelé, d'occasionner la déformation de la poutre 1 suivant des parallélogrammes et occasionne un déplacement correllatif de l'extrémité de la fibre optique f parallèlement à elle-même. The combined action of these sets of motorForts and cavities dug in the beam 1 has the effect, as has been recalled, of causing the deformation of the beam 1 according to parallelograms and causes a correllative movement of the end of the optical fiber f parallel to itself.

Comme il est bien connu, les moteurs à éléments piézoélectriques sont constitués d'un empilement de disques en matériau piézoélectrique. Pour fixer les idées, ces disques peuvent avoir les dimensions typiques suivantes: diamètre 12 mm et épaisseur 2 mm. As is well known, piezoelectric element motors consist of a stack of disks made of piezoelectric material. To fix ideas, these disks can have the following typical dimensions: diameter 12 mm and thickness 2 mm.

Lorsqu'on créé un champ électrique orthogonal aux faces principales de ces disques, et suivant l'orientation de ce champ électrique, les disques se dilatent ou se contractent en épaisseur. Pour ce faire, on dispose les disques entre deux électrodes reliées à un générateur de tension continue. Typiquement, une variation d'épaisseur de un micromètre est obtenu lorsqu'on applique une tension de quelques dizaines de volts. Si tous les disques d'un empilement sont soumis à un champ électrique de même orientation, les variations d'épaisseurs s'ajoutent. Pour obtenir des variations d'amplitude de 10 micromètres, chaque moteur piézoélectrique comprend typiquement vingt disques empilés. When an orthogonal electric field is created on the main faces of these disks, and according to the orientation of this electric field, the disks expand or contract in thickness. To do this, the disks are placed between two electrodes connected to a DC voltage generator. Typically, a thickness variation of one micrometer is obtained when a voltage of a few tens of volts is applied. If all the disks of a stack are subjected to an electric field of the same orientation, the variations of thicknesses are added. To obtain amplitude variations of 10 micrometers, each piezoelectric motor typically comprises twenty stacked disks.

Pour assurer un bon fonctionnement de l'ensemble, il est nécessaire d'exercer en position de repos de l'extrémité 11 de la poutre I, c'est à dire sans déformation de la zone médiane de celle-ci, un effort de poussée relativement important sur l'empilement de disques en matériau électrique, typiquement de l'ordre de 100 N. Cette force est exercée par les ressorts
Ry et RZ qui doivent donc être compressés à l'état de repos.To ensure proper operation of the assembly, it is necessary to exert in the rest position of the end 11 of the beam I, that is to say without deformation of the median zone thereof, a thrust force relatively large on the stack of disks of electrical material, typically of the order of 100 N. This force is exerted by the springs
Ry and RZ which must be compressed in the state of rest.

Pour compléter l'ensemble, la poutre 1 est rendue solidaire, dans Sa partir poetérieure 13, d'un élément de fixation 2. Par l'intermédiaire de cet élément de fixation 2, le dispositif de l'invention est fixé soit à un socle ou un chassis, soit, le plus souvent, à la platine mobile d'une table de translation autorisant des déplacements suivants deux axes de coordonnées orthogonaux (Z et Y selon la convention retenue} ou d'un manipulateur à trois degrés de liberté, c'est à dire autorisant des déplacements selon les trois axes XY et Z. To complete the assembly, the beam 1 is made integral, in its outer part 13, with a fastening element 2. By means of this fastening element 2, the device of the invention is fixed either to a base or a frame, that is, most often, to the movable plate of a translation table allowing displacements following two axes of orthogonal coordinates (Z and Y according to the convention adopted) or of a manipulator with three degrees of freedom, c that is, allowing movements along the three axes XY and Z.

En effet, l'application principale du ,dispositif suivant l'invention est le déplacement fin de l'extrémité d'une fibre optique à partir d'une position déterminée de départ dans l'espace, position qui peut être fixée par rapport à des coordonnées de référence avec une précision de l'ordre de quelques microwtres. Indeed, the main application of the device according to the invention is the fine displacement of the end of an optical fiber from a determined starting position in space, a position which can be fixed with respect to reference coordinates with a precision of the order of a few microwires.

Pour ce faire, on utilise un premier dispositif: table de translation, manipulateur XYZ ou organe analogue pour réaliser un premier déplacement et donc un premier positionnement de l'extrémité de la fibre optique, positionnement que l'on peut appeler "grossier". A partir de la position atteinte, on effectue un déplacement "fin" à l'aide du dispositif de Pinven- tion à l'intérieur d'un domaine de dimensions maximales typiques + 10 micromètres, comme il a été rappelée. To do this, a first device is used: translation table, XYZ manipulator or similar member to achieve a first displacement and therefore a first positioning of the end of the optical fiber, positioning that can be called "coarse". From the position reached, "fine" displacement is carried out with the aid of the invention within a range of typical maximum dimensions of + 10 micrometers, as recalled.

Un exemple de réalisation concrète du dispositif selon l'invention va maintenant être décrit en relation avec les figures 3 à 5. An example of a concrete embodiment of the device according to the invention will now be described with reference to FIGS. 3 to 5.

La figure 3 est une coupe du dispositif dans un plan parallèle au plan
XZ et la figure 4 une coupe dans un plan parallèle au plan ZY, selon les conventions précédement retenues. FIG. 3 is a section of the device in a plane parallel to the plane
XZ and Figure 4 a section in a plane parallel to the ZY plane, according to the conventions previously retained.

La fibre optique f est disposée, en son extrémité, dans le Vé 10 à l'extrémité 11 et affleure sur la face terminale 100. The optical fiber f is disposed at its end in the vee 10 at the end 11 and is flush with the end face 100.

La fibre optique f est maintenue dans ce Vé par un patin presseur 110 exerçant une pression sur celle-ci. The optical fiber f is held in this Vé by a pressure pad 110 exerting pressure thereon.

Ce patin presseur 110 est illustré de façon plus détaillée sur la figure 5. Il comporte deux orifices de façon à être enfilé sur deux colonnettes 111 et 112, solidaires de l'extrémité 11 de la poutre 1. Des ressorts R1 et R2 coaxiaux à ces colonnettes exercent une force de pression sur le patin presseur 110 et de ce fait sur le corps# de la fibre optique f. This pressure pad 110 is illustrated in greater detail in FIG. 5. It has two orifices so as to be threaded onto two small columns 111 and 112 integral with the end 11 of the beam 1. Springs R1 and R2 coaxial with these Columns exert a pressing force on the pressure pad 110 and thus on the body # of the optical fiber f.

Pour introduire la fibre optique f dans le Vé, on soulève manuellement la patin presseur 110 à l'aide d'un bouton 113, le patin glissant entre les deux colonnettes 111 et 112 servant de guides. To introduce the optical fiber f into the V e, the pressure pad 110 is manually lifted with the aid of a button 113, the pad sliding between the two balusters 111 and 112 serving as guides.

Les empilements de disques constituant les moteurs piézoélectriques MY et Mz agissent sur les parois de la poutre 1 dans la région Il par l'intermédiaire de billes, 50 et 51, placées entre des plots en acier traité, 52 et 53, solidaires de la poutre 1 et de disques en acier traité, 54 et 55, collés sur l'empilement de disques. Des rondelle~s, 56 et fi7, en matériau plastique par exemple, complètent l'ensemble et forment des "cages à billes". The disk stacks constituting the piezoelectric motors MY and Mz act on the walls of the beam 1 in the region II via balls 50 and 51, placed between treated steel studs 52 and 53 integral with the beam. 1 and treated steel discs 54 and 55 glued to the stack of discs. Washer ~ s, 56 and fi7, plastic material for example, complete the assembly and form "ball cages".

En ce qui concerne les ressorts RZ et Ry placés en vis à vis avec les moteurs My et Mz, c'est à dire sur les parois opposées de la poutre 1, des dispositions analogues sont également retenues. Ceux-ci agissent par l'intermédiaire de billes en acier, 60 et 61, disposées entre des plots, 62 et 63, et des pièces formant fourreaux, 64 et 65, pour les ressorts My et MZ La paroi des pièces 64 et 65 en contact avec les billes 60 et 61 a un profil enveloppant de manière à les maintenir dans une zone centrale de la face terminale de ces pièces. Regarding the springs RZ and Ry placed opposite with the motors My and Mz, that is to say on the opposite walls of the beam 1, similar provisions are also retained. These act via steel balls, 60 and 61, arranged between studs 62 and 63, and sleeve pieces 64 and 65 for the springs My and MZ. The wall of the pieces 64 and 65 in contact with the balls 60 and 61 has a wrapping profile so as to maintain them in a central zone of the end face of these parts.

En ce qui concerne le ressort RZ, celui-ci ne peut pas exercer sa force de poussée directement sur la face supérieure de la poutre 1 puisqu'un librepassage doit être laissé à la fibre optique f. A cette fin, un pontet 7 est prévu, pontet supportant sur sa face supérieure le plot supérieur 63 et reposant sur la paroi supérieure de la poutre de part et d'autre du Vé 10. With regard to the spring RZ, it can not exert its thrust force directly on the upper face of the beam 1 since a free passage must be left to the optical fiber f. To this end, a bridge 7 is provided, the bridge supporting on its upper face the upper pin 63 and resting on the upper wall of the beam on either side of the Ve 10.

L'utilisation de billes a pour but d'éviter tout effort antagoniste au déplacement de la zone 11 de la poutre 1, lorsque les moteurs à éléments piézoélectriques entrainent la poutre suivant l'une ou l'autre direction de déplacement, Y ou Z. The purpose of the use of balls is to avoid any antagonistic force on the displacement of the zone 11 of the beam 1, when the piezoelectric element motors drive the beam along one or the other direction of displacement, Y or Z.

Les empilements de disques piézoélectriques formant les moteurs My et Mz ainsi que les ressorts de rappel Ry et RZ sont maintenus dans un cadre 3 solidaire de la pièce de fixation 2. The stacks of piezoelectric disks forming the motors My and Mz as well as the return springs Ry and RZ are held in a frame 3 integral with the fastening part 2.

Les disques piézoélectriques sont disposés en force entre le cadre et la zone 11 de la poutre 1. Des canaux 30 et 31 sont réalisés dans l'épaisseur des parois du cadre 3 de manière à y introduire les ressorts Ry et Rz dans leurs fourreaux 64 et 65. Une fois introduits dans ces canaux 30 et 31, les ressorts sont compressés et maintenus dans cet état par des couvercles 32 et 33 fixés en périphérie du cadre 3 et occultant les orifices des canaux 30 et 31. The piezoelectric discs are arranged in force between the frame and the zone 11 of the beam 1. Channels 30 and 31 are made in the thickness of the walls of the frame 3 so as to introduce the springs Ry and Rz in their sleeves 64 and 65. Once introduced into these channels 30 and 31, the springs are compressed and maintained in this state by covers 32 and 33 fixed at the periphery of the frame 3 and obscuring the orifices of the channels 30 and 31.

Le cadre 3 supporte également un connecteur 8 auquel sont reliés des fils électriques go nécessaires à la polarisation électrique des disques piézoélectriques. The frame 3 also supports a connector 8 to which are connected electrical wires go necessary for the electric polarization of the piezoelectric discs.

Ceux-ci sont de préférence enrobés dans un matériau plastique isolant élastique introduit dans l'espace libre intérieur au cadre 3, les tensions électriques mises en jeu étant importantes. These are preferably embedded in an elastic insulating plastic material introduced into the free space inside the frame 3, the electrical voltages involved being important.

La poutre 1 peut être réalisée en tout métal présentant une élasticité suffisante pour pouvoir être déformée ,dans la zone 11, par exemple en bronze, en acier ou en alliage d'aluminium. The beam 1 can be made of any metal having sufficient elasticity to be able to be deformed, in the zone 11, for example bronze, steel or aluminum alloy.

Le Vé 10 peut être soit une pièce rapportée, soit directement usiné sur la face supérieure de la poutre# 1 dans la zone 11-. Dans tous les cas celui-ci doit être réalisé dans un matériau autorisant un usinage précis et stable dans le temps, par exemple de l'aluminium. The Vee 10 may be either an insert or directly machined on the upper face of the beam # 1 in the zone 11-. In all cases it must be made of a material allowing precise machining and stable over time, for example aluminum.

A la place d'un Vé, on peut également réaliser une rainure de tout profil convenable pour recevoir la fibre optique f, le Vé étant cependant le profil le plus généralement utilisé. Dans ce cas, l'angle du Vé est le plus souvent égal à (2/3) ar radians (12 ). La profondeur de la rainure, dans ces conditions, est d'environ 0,06 mm. Instead of a V e, it is also possible to make a groove of any profile suitable for receiving the optical fiber f, the V e however being the most commonly used profile. In this case, the angle of Ve is most often equal to (2/3) ar radians (12). The depth of the groove under these conditions is about 0.06 mm.

Pour fixer les idées, l'encombrement hors-tout du cadre est de l'ordre de 10 x 10 cm et la longueur de la poutre 1, avec sa pièce postérieure de fixation, de S cm. To fix ideas, the overall size of the frame is of the order of 10 x 10 cm and the length of the beam 1, with its rear attachment piece, S cm.

Claims

1. Device for fine displacement of the end of an optical fiber (f) in two directions parallel to first (Y) and second (Z) axes of an orthonormal trihedron (XYZ) forming a fixed reference in space the optical fiber (f) being disposed in an end region parallel to the third axis (X) of said orthonormal trihedron; characterized in that it comprises:

a beam (1) in the form of a rectangular parallelepiped, arranged along its largest dimension parallel to the third axis (X) of the orthonormal trihedron, comprising three distinct regions: an anterior region (11) supporting guiding means; the end of the optical fiber (f) for receiving it so that it is disposed parallel to said third axis (X) and is flush with the surface of the end face (100) of the beam (1); a median region (12) comprising at least one set of two cavities (120-122, 121-123) of rectangular sections traversing the beam from one side, in directions alternately parallel to said first and second axes, so that that the beam (1) is reduced in its central region (12) to a set of thin walls (12001201, 1220-1221, 1210-1211, 1230-1231), main faces alternately parallel to said first (Y) and second ( Z) axes and a region posted upper (13) rigidly coupled to fastening means (2) at a fixed position relative to the orthonormed reference trihedron (XYZ);

- and first (My ~ Ry) and second (MZ'RZ) moving means of the front region (11) of the beam (1) exerting forces on it in two directions parallel respectively to said first (Y) and second axis (Z), so as to cause an elastic deformation of the beam (1) in the central region (12) provided with cavities (120-123) following two parallelograms and to move the end of the optical fiber (f) according to the say two directions, the fiber remaining parallel in its end region to said third axis (X).

2. Device according to claim 1, characterized in that the first and second moving means each comprise a motor (My, MZ) with piezoelectric elements exerting a pressure force of variable amplitude on one of the faces of the anterior region (11). ) of the beam (1), in a direction parallel to one of said first (Y) and second (Z) axes, and a return spring (RY, RZ) exerting a counterforce on the opposite face of the beam ( 1).

3. Device according to claim 2, characterized in that the piezoelectric elements consist of a stack of disks made of piezoelectric material, excited by continuous electric fields of amplitude and directions varying directions parallel to said first (Y) and second ( Z) axes so as to obtain a cummulative contraction or expansion of this stack driving said beam (1) on either side of a position of equilibrium, in a direction parallel to these axes; equilibrium position for which the beam (1) undergoes no deformation in its central region (12>.

4. Device according to claim 1, characterized in that the guide means of the end of the optical fiber (f) consist of a V-shaped groove formed on one of the faces of the front region Cil) of the beam (I> and disposed parallel to said third axis (Z).

5. Device according rune any of claims I to 4, characterized in that the median region (12) comprises two sets of cavities (120-122, 121-123) piercing the beam (1> from side to side in parallel directions said first (Y) and second (Z) axes.

6 Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the material in which the beam (1) is made is a metal selected from the following: bronze, steel or an alloy based on aluminum.

7. Device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the piezoelectric element motors (My, Mz) and the return springs (RY, Rz) are held inside a frame (3). ) and in that this frame comprises channels (30,31) arranged in two orthogonal directions parallel to said first (Y) and second axes (Z) and forming a guide sheath for the springs (RY, Ri) i the frame ( 3) being further rigidly coupled to the fastening means (2).

8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises balls (50,51,60,61) arranged between the ends of the return springs (Ry, Rz) and piezoelectric elements motors (MY, Mz), on the one hand, and on the other hand, the faces of the front region (11) of the beam (1) on which the forces of pressure are exerted, and in addition that these faces are provided with studs (52, 53, 62) of hard material in contact with said balls and the ends of the stacks of piezoelectric elements of the motors (MY, MZ) and return springs (RY, Rz) are provided with end elements (56, 57, 64, 65) with hollow profiles forming a ball cage.

9. Device according to claim 8, characterized in that the drive means (Rz) associated with the face of the beam (1) comprising the guide means (10) act on it via a trigger guard ( 7) resting on this face on either side of the guide means (10) and supporting said stud (63) in contact with the ball (61) associated with the drive means (ruz)

10. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises means for holding the end of the optical fiber (f) in the guide means (10) and in that these means retaining members comprise posts (ill, 112) fixed in the beam (1) and arranged by means and other guide means (10), a pressing element (110) sliding between these columns, and exerting a force of pressing on the optical fiber (f), springs (R1, R2) coaxial with the columns driving the pressing element (110) towards the optical fiber (f) and gripping means (113) for manually lifting the pressing element to allow the introduction of the optical fiber (f) into the guide means (10).