FR2569506A1 - Dispositif de transmission optique multiplex - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE TRANSMISSION OPTIQUE MULTIPLEX 10. IL COMPORTE UN CORPS MASSIF 11 DANS LEQUEL EST INTRODUITE UNE FIBRE CONDUCTRICE D'ENTREE 14 POUR SIGNAUX OPTIQUES DE LONGUEURS D'ONDE (L, L, ...) PREDETERMINEES. SUR LE RESEAU DE REFLEXION 12, LES ONDES LUMINEUSES D'ENTREE SE REFLECHISSENT AVEC DES ANGLES DE DIFFRACTION (TH, TH, ...) DIFFERENTS ET PARVIENNENT A DES FIBRES CONDUCTRICES DE SORTIE 16. LES FIBRES CONDUCTRICES DE SORTIE SONT ATTAQUEES PAR CORROSION A LEURS EXTREMITES D'ENTREE 18, DANS UNE MESURE PERMETTANT DE LES RESSERRER TRES ETROITEMENT ENTRE ELLES.
Description
Dispositif de transmission optique multiplex.
La présente invention concerne un dispositif de trans-
mission optique multiplex comportant plusieurs émetteurs de lumière destinés à engendrer plusieurs signaux optiques de longueurs d'onde discrètes, un réseau de réflexion, un pre- mier guide de lumière dirigé vers le réseau de réflexion, acheminant un signal multiplex formé par superposition des signaux optiques de diverses longueurs d'onde et plusieurs seconds conducteurs de lumière contigus disposés de façon que chacun comporte une extrémité d'entrée située dans le plan de diffraction du réseau de réflexion, pour extraire séparément
les différents signaux optiques du signal multiplex.
Dans la technique des communications optiques, on a utilisé des dispositifs optiques multiplex comportant des
réseaux de réflexion dans des systèmes avec lesquels on trai-
te simultanément un grand nombre de signaux optiques de di-
verses longueurs d'onde. Ce qui milite surtout en faveur de
l'utilisation de réseaux de réflexion, c'est leur faible en-
combrement et leur perte réduite d'insertion par canal de
transmission.
Un problème essentiel se présentant lorsqu'on utilise
des dispositifs de réflexion multiplex dispersif, est consti-
tué par la séparation des canaux. Dans le cas des dispositifs de multiplexage de longueurs d'onde connus actuellement, on fixe la différence de longueurs d'onde entre canaux voisins, donc l'intervalle entre câbles, à une valeur déterminée, par
exemple de 30 nm. Il en résulte, pour une géométrie prédéter-
minée par la structure du réseau de réflexion, une certaine
disposition des fibres optiques destinées à extraire séparé-
ment les signaux de différents canaux.
La figure 1 représente un exemple de dispositif cou-
rant de transmission multiplex 10. Un réseau de réflexion est réalisé sur une surface latérale d'un corps massif 11 en une matière transparente aux signaux optiques à transmettre sous la forme d'un réseau de réflexion 12. La surface latérale 13
du corps 11 opposée au réseau de réflexion 12 est perpendi-
culaire au plan de diffraction du réseau de réflexion 12. A
cette surface 13, une première fibre optique ou fibre opti-
que d'entrée 14 est fixée par son extrémité de sortie 15, par
exemple elle est collée au moyen d'un adhésif transparent.
Cette fibre optique d'entrée 14 transporte un signal multi-
plex (Xl, X2, k3...) comprenant diverses longueurs d'onde
(Xl, 2, X3...). Les ondes lumineuses porteuses de ces si-
gnaux optiques individuels qui en font partie sont engendrées par des émetteurs optiques (émetteurs de lumière) L1, L2, L3...
Comme émetteurs de lumière monochromatique, on uti-
lise en général des lasers, en particulier des lasers à semi-
conducteurs, ou des éléments électroluminescents (diodes élec-
troluminescentes, DEL). Ce signal multiplex X1, X2, 3...
parcourt le corps transparent 1 et est diffracté à la surface latérale réalisée sous la forme du réseau de réflexion 12, et son sens est inversé. Du fait que l'angle de diffraction 01,
02,... dépend de chaque longueur d'onde X1, X2... respec-
tive de la lumière incidente sur le réseau de réflexion 12, les rayons diffractés parviennent en différents points de la face 13 du corps 11 opposée au réseau de réflexion 12, en
fonction des différentes longueurs d'onde Xi, X2,... respec-
tives. Pour compenser l'élargissement des faisceaux lumineux se propageant dans le corps 11, la surface portant le réseau
de réflexion 12 est convexe, ce qui concentre les rayons dif-
fractés.
La distance des points d'incidence des différents si-
gnaux optiques de diverses longueurs d'onde dépend des diffé-
rents angles de diffraction et de la distance du réseau de
réflexion 12 à la surface latérale 13 qui lui est opposée.
Cette dernière distance est choisie, pour un intervalle entre canaux prédéterminé, de façon qu'on puisse disposer aux points d'incidence des rayons lumineux diffractés sur la surface latérale 13 opposée au réseau 12, pour extraire les signaux
optiques individuels, des fibres optiques de sortie 16 déter-
minées à une distance mutuelle évitant la diaphonie entre
canaux voisins.
Ces fibres optiques de sortie 16 sont fixées dans
leur zone en contact avec le corps 11 aux distances prédé-
terminées par la géométrie du réseau et les intervalles entre canaux, au moyen d'un agencement de fixation et de guidage de précision 20. Cet agencement de guidage 20 com- porte un nombre d'encoches en V contiguës 21 correspondant
au nombre de fibres optiques de sortie 16, dont les inter-
valles sont déterminés par la géométrie de l'agencement du
réseau et par les longueurs d'ondes optiques Xl, k2...
utilisées, respectivement par les intervalles entre canaux.
On peut également utiliser une surface de fixation o des trous ont été formés par attaque corrosive à des intervalles
correspondants. Dans ce cas, les fibres sont également fi-
xées à des distances précises par collage dans ces trous.
Un tel agencement de fixation 20 comprend, en géné-
ral, un composant de précision en alliage aluminium-laiton d'un coût de fabrication très élevé et d'une fabrication très compliquée. En outre, il faut fabriquer, pour chaque
application spéciale du système multiplex, un nouvel agen-
cement de fixation adapté aux différentes longueurs d'ondes optiques des différents canaux et à la géométrie du réseau, cet agencement de fixation et de guidage déterminant les
longueurs d'onde du signal multiplex.
L'invention a pour objet une installation de trans-
mission optique multiplex du type décrit précédemment, ne nécessitant pas d'agencement de guidage coûteux pour les conducteurs de lumière destinés à extraire les différents signaux optiques, et permettant de modifier les intervalles entre canaux et/ou les longueurs d'onde des signaux optiques
d'un signal multiplex à traiter, sans modification de struc-
ture. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, les surfaces latérales des conducteurs de lumière de sortie sont disposés de façon à être étroitement resserrés dans la zone de leurs extrémités de sortie, et les émetteurs de lumière (Li', L2', L3'...) émettent des signaux optiques de longueurs d'onde (X1', X2'..) prédéterminées, de telle façon que chacun des signaux optiques diffractés par le réseau de
réflexion n'atteigne qu'une extrémité d'entrée des conduc-
teurs de lumière de sortie sur n, n étant un nombre natu-
rel supérieur à un.
Ces mesures permettent d'obtenir un dispositif de transmission optique multiplex dans lequel les conducteurs
de lumière destinés à extraire les signaux optiques indivi-
duels de différentes longueurs d'onde sont étroitement res-
serrés dans la zone de leurs extrémités d'entrée et n'en-
voient qu'à chaque 2è, 3è,... nième conducteur de lumière,
un signal optique de la longueur d'onde respective. On rè-
gle l'angle de diffraction respectif en modifiant la lon-
gueur d'onde du signal optique d'un canal de façon que le faisceau lumineux diffracté ait son point d'incidence à l'extrémité d'entrée du conducteur de lumière de sortie correspondant. Cela supprime la nécessité d'un agencement
de guidage spécial pour les conducteurs de lumière de sor-
tie, ce qui réduit le coût de fabrication de l'agencement optique multiplex selon l'invention. On peut utiliser le
dispositif selon l'invention, sans modification de structu-
re, pour différentes longueurs d'onde ou différents inter-
valles entre canaux. On peut aussi, d'emblée, modifier seu-
lement des longueurs d'onde individuelles d'un signal mul-
tiplex dans le cas du dispositif selon l'invention, s'il y a entre deux conducteurs de sortie canalisant la lumière
au moins un autre conducteur de lumière non utilisé jus-
qu'ici. On peut ainsi mieux ajuster l'intervalle entre les différentes fibres optiques de sortie 16 sur chaque longueur
d'onde de sortie respective. Un tel faisceau de fibres opti-
ques peut être décalé en bloc aux fins d'accord optique sur
le rendement du réseau de réflexion 12.
On va décrire dans la suite un exemple d'exécution préféré non limitatif du dispositif de transmission optique multiplex selon l'invention, en regard de la figure 2 du
dessin annexé.
Dans l'exemple d'exécution représenté sur la figure 2, on utilise le- même réseau de réflexion que celui déjà
décrit en liaison avec le dispositif multiplex courant re-
présenté sur la figure 1. Par suite, des composants sembla-
bles sont désignés par des références semblables sur les figures 1 et 2 et on ne les décrira pas en détail dans la suite. Dans le dispositif de transmission optique multiplex selon l'invention, les surfaces latérales 17 des fibres optiques de sortie 16 sont placées tout près les unes des autres dans le plan de diffraction du réseau de diffraction
12 dans les zones contig es à leurs extrémités d'entrée 18.
Les extrémités d'entrée 18 des fibres optiques de sortie 16 se trouvent sur la surface latérale 13 du corps 11 opposée
au réseau de réflexion 12 et elles y sont fixées, par exem-
ple au moyen d'un adhésif transparent dans la gamme de lon-
gueurs d'onde en question. Les fibres optiques 16 peuvent être collées entre elles sur leurs surfaces latérales 17 et/ou, par exemple, être fixées sur un support plan commun
non représenté.
Si, dans le cas de ce dispositif, on utilisait cha-
cune des fibres optiques 16 pour extraire un signal optique, il faudrait, d'une part, choisir l'intervalle entre canaux, c'est-à-dire la différence des longueurs d'onde des signaux optiques extraits avec deux fibres optiques voisines, à une
valeur corrélativement faible et, d'autre part, la sépara-
tion entre canaux voisins descendrait à quelques décibels (dB). Par suite, on utilise, pour extraire les différents signaux optiques de longueurs d'ondes diverses, uniquement
une fibre optique 16 sur n, n étant un nombre naturel supé-
rieur à 1. La valeur du nombre n dépend de la séparation
entre canaux nécessaire et des intervalles de canaux corres-
pondant aux différents signaux optiques.
On a représenté, sur la figure 2, le cas o n = 2.
Entre deux fibres optiques acheminant les signaux se trouve une fibre 19 qui sert uniquement de séparateur. Cette fibre de séparation 19 peut éventuellement être coupée selon une
longueur déterminée. Le diamètre de fibres à gradient utili-
sées couramment est d'environ 125 pm. Une distance de 125 pm entre deux fibres optiques 16 acheminant les signaux n'est pas, en général, suffisante pour garantir une séparation entre canaux suffisante. On peut cependant doubler, tripler...
cette distance, en n'appliquant de signal qu'à une fibre opti-
que 16 sur trois, sur quatre.... Pour qu'alors, pour un agen-
cement de réseau de réflexion ou de dispersion prédéterminé,
les signaux optiques individuels des différents canaux, sépa-
rés sur le réseau de diffraction, parviennent chacun exacte-
ment aux extrémités d'entrée 18 des fibres optiques de sortie
16 correspondantes, les longueurs d'onde Xi', X2', 3'...
des différents signaux optiques doivent être modifiées de façon que les angles de diffraction 8'1, 0'2,... soient
adaptés à la disposition des secondes fibres optiques 16.
Comme émetteurs de lumière monochromatique L'1, L'2, on utilise, en général, des lasers. La longueur d'onde de la lumière émise 'i, peut être modifiée par modification
de la température du laser. On règle ainsi, pour chaque si-
gnal optique, la température du laser L'i correspondant, de façon que la lumière de longueur d'onde 'i correspondant à la température du laser se diffracte suivant un angle O' tel que le faisceau lumineux diffracté ait son point d'incidence à l'extrémité d'entrée 18 de la seconde fibre optique 16,
destinée à extraire ce signal optique.
Un faisceau de fibres optiques destinées à séparer
les canaux individuels d'un signal multiplex comprend, en gé-
néral, environ quarante à cinquante fibres optiques 16. Si cinq à dix canaux différents sont superposés dans un signal multiplex, on a ainsi une liberté relativement grande de choix
des intervalles entre les secondes fibres optiques 16 achemi-
nant les signaux, selon l'intervalle souhaité entre canaux,
et de l'émetteur laser disponible sur le marché selon l'épo-
que, pour la séparation entre canaux nécessaire. Dans le cas du dispositif de transmission multiplex 10 représenté sur la
figure 2, on utilise un réseau de réflexion à dispersion 12.
L'invention ne se limite cependant pas à de tels réseaux. Au
contraire, on peut aussi utiliser d'autres composants opti-
ques dispersifs disponibles, tels que, par exemple, des ré-
seaux de diffraction à transmission, etc. L'adaptation des trajets de propagation de la lumière des différents signaux à la géométrie du composant optique dispersif utilisé se présentant dans chaque cas est effectuée, dans tous les cas,
par la variation des longueurs d'onde des signaux optiques.
En outre, on peut utiliser différents types d'émetteurs optiques, comme par exemple des lasers à semi-conducteurs, des lasers à gaz, des éléments électroluminescents (diodes électroluminescentes, DEL). Le seul point décisif, c'est que l'on doit pouvoir faire varier la longueur d'onde émise. On peut obtenir cette variation de longueur d'onde dans le cas des lasers, non seulement par variation de la température du laser, mais également d'autres façons. Dans le cas des lasers à gaz, par exemple, on peut le faire par réglage de l'étalon. Les fibres optiques de sortie 16 ont, par exemple,
dans le cas d'une réalisation monomode, un diamètre d'envi-
ron cinq à dix Vm et, dans le cas d'une réalisation multimo-
de, un diamètre d'environ cinquante um. Elles sont entourées
par une gaine 17 (revêtement) d'un diamètre d'environ 100 pm.
Pour définir, par leur diamètre extérieur, les fibres optiques de sortie 16 de façon qu'elles soient à une distance
mutuelle prédéterminée, on prévoit de les attaquer par cor-
rosion, elles-mêmes ou la gaine 17 qui les entoure, à leurs extrémités d'entrée 18. Comme agent d'attaque corrosive, on
utilise, par exemple, de l'acide fluorhydrique (HF).
Claims (8)
1. Dispositif de transmission optique multiplex comportant plusieurs émetteurs de lumière pour engendrer plusieurs signaux optiques de longueurs d'onde discrètes, un réseau de réflexion, un premier guide de lumière dirigé vers le réseau de réflexion, acheminant un signal multiplex formé par superposition des signaux optiques de diverses longueurs d'onde et plusieurs seconds conducteurs de lumière contigus disposés de façon que chacun comporteune extrémité
d'entrée située dans le plan de diffraction du réseau de ré-
flexion, pour extraire séparément les différents signaux optiques du signal multiplex, caractérisé en ce que:
- les surfaces latérales (17) des conducteurs de lu-
mière de sortie (16) sont disposées de façon étroitement resserrée dans la zone de leurs extrémités d'entrée (18), et en ce que
- les émetteurs de lumière (L'1, L'2, L'3...') émet-
tent des signaux optiques de longueurs d'onde (X'1, k'2')
prédéterminées, de telle façon que les signaux optiques dif-
fractés par le réseau de réflexion (12) ne parviennent cha-
cun qu'à chaque nième extrémité d'entrée (18) des conducteurs
de lumière de sortie (16), n étant un nombre naturel supé-
rieur à un.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les émetteurs de lumière (L'1, L'2,...) comportent
des lasers.
3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur d'onde de la lumière laser de chaque
émetteur est ajustée par réglage de la température du laser.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 3, caractérisé en ce que les surfaces latérales (17) du second conducteur de lumière (16) sont collées entre
elles dans la zone de leurs extrémités d'entrée (18).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 4, caractérisé en ce que les seconds conducteurs de lumière (16) sont fixés à un support plan commun dans la
zone de leurs extrémités d'entrée (18).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 5, caractérisé en ce que les seconds conducteurs de lumière ne recevant pas de signaux optiques sont coupés à
une longueur déterminée.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que les conducteurs de lumière
sont constitués par des fibres optiques.
8. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1
à 7, caractérisé en ce que les fibres optiques de sortie (16)
sont attaquées par corrosion de façon à présenter un diamè-
tre défini dans la zone de leurs extrémités d'entrée (18).
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