FR2569861A1 - OPTICAL COUPLING DEVICE WITH ROTATING SEAL - Google Patents

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Abstract

SELON LE DISPOSITIF DE L'INVENTION, LE COUPLAGE OPTIQUE S'EFFECTUE A L'AIDE D'UN OU PLUSIEURS FAISCEAUX F DE RAYONS PARALLELES A SECTION ANNULAIRE TRANSMIS, DE FACON UNIDIRECTIONNELLE OU BIDIRECTIONNELLE, ENTRE DEUX EMBOUTS 1, 2 COUPLES MECANIQUEMENT PAR UN JOINT 3 TOURNANT AUTOUR D'UN AXE DE ROTATION , LES FAISCEAUX ETANT COAXIAUX A CELUI-CI. DES MIROIRS M, M INCLINES D'UN ANGLE DE P4 RADIANS PAR RAPPORT A CET AXE REPLIENT LE OU LES FAISCEAUX SUR EUX D'UN ANGLE DE P2 RADIANS VERS DES MOYENS DE GENERATION ETOU DE DETECTION OPTO-ELECTRONIQUES F, L, 11, 21, L, F. LA REGION AXIALE LAISSEE LIBRE PEUT ETRE UTILISEE POUR L'ETABLISSEMENT D'UNE LIAISON PAR VOIE ELECTRIQUE C, C, 6.DEPENDING ON THE DEVICE OF THE INVENTION, THE OPTICAL COUPLING IS CARRIED OUT BY USING ONE OR MORE BEAMS F OF PARALLEL RAYS WITH AN ANNULAR SECTION TRANSMITTED, UNIDIRECTIONAL OR TWO-WAY, BETWEEN TWO 1, 2 COUPLES MECANICALLY BY A JOINT 3 ROTATING AROUND AN AXIS OF ROTATION, THE BEAMS BEING COAXIAL TO THIS. M, M MIRRORS INCLINED AT AN ANGLE OF P4 RADIANS IN RELATION TO THIS AXIS BEND THE BEAM (S) ON THEM FROM AN ANGLE OF P2 RADIANS TOWARDS MEANS OF GENERATION AND OR OF OPTO-ELECTRONIC DETECTION F, L, 11, 21 , L, F. THE AXIAL REGION LEFT FREE MAY BE USED FOR ESTABLISHING AN ELECTRICAL CONNECTION C, C, 6.

Description

-1-1

DISPOSITIF DE COUPLAGE OPTIQUE A JOINT TOURNANT  OPTICAL COUPLING DEVICE WITH ROTATING SEAL

La présente invention se rapporte à un dispositif de couplage optique à joint tournant permettant d'établir des transmissions optiques entte des couples d'organes récepteurs et/ou émetteurs solidaires respectivement d'uh bâti fixe et d'un bâti animé d'un mouvement de rotation par rapport à un axe. A titre d'exemple non limitatif, il peut être fait référence aux échanges de données entre une unité centrale de traitement de données et des unités périphériques solidaires d'une antenne tournante de certains types  The present invention relates to a rotary coupling optical coupling device for establishing optical transmissions entte couples of receiving members and / or transmitters integral respectively uh fixed frame and a frame animated by a movement of rotation relative to an axis. By way of non-limiting example, reference may be made to data exchanges between a central data processing unit and peripheral units integral with a rotating antenna of certain types.

de radar.of radar.

Les échanges peuvent être du type unidirectionnel ou bidirectionnel et  The exchanges can be of the unidirectional or bidirectional type and

s'effectuer, selon l'application envisagée, par une voie unique éventuel-  to be carried out, depending on the application envisaged, by a single route

lement en mettant en oeuvre des techniques de multiplexage, ou au  using multiplexing techniques, or

contraire sur plusieurs voies distinctes.  contrary on several distinct paths.

Outre des liaisons par voie optique, un canal de liaison peut également assurer d'autres types de liaisons: par exemple la transmission de signaux  In addition to optical links, a link channel can also provide other types of links: for example signal transmission.

électriques par l'intermédiaire d'un cable coaxial ou d'un guide d'onde.  by means of a coaxial cable or a waveguide.

Enfin, il est nécessaire d'alimenter en énergie électrique les unités solidaires du bâti tournant. Cette alimentation s'effectue à l'aide de câbles  Finally, it is necessary to supply electrical energy to the integral units of the rotating frame. This power supply is made using cables

véhiculant en général de forts courants empruntant le canal de liaison.  usually carrying strong currents through the connecting channel.

Il est alors nécessaire de prévoir des collecteurs à bagues tournantes ou des dispositifs analogues pour assurer la continuité électrique entre les  It is then necessary to provide turn-ring collectors or similar devices to ensure electrical continuity between

parties fixe et tournante.fixed and rotating parts.

En plus d'autres avantages propres aux liaisons optiques, notamment le  In addition to other advantages specific to optical links,

grand débit de transmission qu'elles autorisent, les dispositions et caracté-  transmission capacity they allow, the provisions and characteristics

ristiques qui viennent (fd'être rappelées justifient le recours à ce type de liaisons car elles permettent en outre d'échapper en grande partie aux parasitages inévitables d'origine électromagnétique, par exemple ceux dûs  Some of the reasons for this type of link are justified by the fact that they also make it possible to largely escape the unavoidable parasitisms of electromagnetic origin, for example those caused by electromagnetic interference.

aux "crachements" des collecteurs à bague tournante.  the "spitting" of rotating ring collectors.

Plus précisément, ces liaisons optiques s'effectuent à l'aide de fibres optiques couplées entre elles à l'aide d'un joint tournant. En général, ce type de dispositif comprend deux embouts en rotation l'un par rapport à l'autre autour d'un axe, chacun emprisonnant une fibre optique ou un faisceau de fibres optiques disposées bout à bout, ayant un axe de propagation confondu,  More specifically, these optical links are made using optical fibers coupled together by means of a rotary joint. In general, this type of device comprises two endpieces rotated relative to one another about an axis, each trapping an optical fiber or a bundle of optical fibers arranged end to end, having a confused axis of propagation,

en leurs extrémités à coupler, avec l'axe de rotation.  at their ends to couple, with the axis of rotation.

Cette disposition n'est pas exempte d'inconvénients. Il est en effet necessaire d'assurer une grande précision dans l'alignement des deux fibres ou faisceaux de fibres à coupler, ce quelles que soient les positions relatives des deux embouts autour de l'axe de rotation. Il est en effet primordial d'assurer un couplage optique de qualité pour éviter au maximum les pertes lors des transmissions. Il s'ensuit que le degré de précision dans les tolérances de réalisation des pièces mécaniques est de l'ordre de grandeur du 1 micromètre, notamment pour des liaisons par fibres optiques monomodes. La difficulté est augmentée lorsqu'il s'agit de pièces en mouvement, car les notions d'usure et de jeu mécanique doivent être introduites pour tenir  This provision is not without drawbacks. It is indeed necessary to ensure high accuracy in the alignment of the two fibers or bundles of fibers to be coupled, whatever the relative positions of the two ends around the axis of rotation. It is indeed essential to ensure quality optical coupling to minimize losses during transmissions. It follows that the degree of precision in the manufacturing tolerances of the mechanical parts is of the order of magnitude of 1 micrometer, in particular for monomode optical fiber connections. The difficulty is increased when it comes to moving parts, because the notions of wear and mechanical play must be introduced to hold

compte de l'évolution des tolérances dans le temps.  account of the evolution of tolerances over time.

Enfin, il peut être avantageux de laisser libre la région axial du canal de liaison pour précisément permettre l'établissement des autres types de  Finally, it may be advantageous to leave the axial region of the connecting channel free to precisely allow the establishment of other types of

liaisons rappelées.links recalled.

L'invention se fixe pour but de répondre à ces besoins et propose un dispositif de couplage optique tournant assurant les liaisons de type optique par l'intermédiaire de un ou plusieurs faisceaux de rayons parallèles à sections annulaires laissant libre la région axiale pour d'autres usages et  The aim of the invention is to meet these needs and proposes a rotating optical coupling device providing the optical type links by means of one or more parallel ray beams with annular sections leaving the axial region free for others. uses and

autorisant une augmentation des tolérances mécaniques.  allowing an increase in mechanical tolerances.

L'invention a donc pour objet un dispositif de couplage optique comprenant deux embouts couplés mécaniquement par un joint tournant autour d'un axe de rotation; caractérisé en ce qu'il comprend au moins: - des moyens opto-électroniques de génération d'au moins un faisceau de transmission à rayons parallèles et à section annulaire se propageant suivant un axe orthogonal à l'axe de rotation; - un premier miroir plan solidaire d'un premier embout et incliné d'un  The invention therefore relates to an optical coupling device comprising two end-pieces mechanically coupled by a joint rotating about an axis of rotation; characterized in that it comprises at least: - opto-electronic means for generating at least one transmission beam with parallel radii and annular section propagating along an axis orthogonal to the axis of rotation; a first plane mirror secured to a first endpiece and inclined by a

angle de ir /2 radians captant en totalité au moins un faisceau de transmis-  angle of ir / 2 radians in total capturing at least one beam of

sion et le retransmettant vers le second embout suivant une direction parallèle à l'axe de propagation de manière à établir ledit couplage optique; - un deuxième miroir plan solidaire du second embout et incliné d'un angle de uT/4 radians par rapport à l'axe de rotation captant ce faisceau en sa totalité et le retransmettant suivant une direction orthogonale à l'axe de rotation; - et des moyens opto-électronques de captation et de détection de ce faisceau, et en ce que le joint tournant comporte un orifice centré sur l'axe de rotation dont la dimension minimale est supérieure au plus grand diamètre  sion and retransmitting it to the second end in a direction parallel to the axis of propagation so as to establish said optical coupling; a second plane mirror secured to the second endpiece and inclined at an angle of uT / 4 radians with respect to the axis of rotation capturing this beam in its entirety and retransmitting it in a direction orthogonal to the axis of rotation; and optoelectronic means for capturing and detecting this beam, and in that the rotary joint comprises an orifice centered on the axis of rotation whose minimum dimension is greater than the largest diameter

extérieur des faisceaux de transmission générés.  outside generated transmission beams.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront plus  Other features and advantages of the invention will appear more

clairement à l'aide de la description ci-après et des figures annexées parmi  clearly with the aid of the description below and the appended figures

lesquelles:which:

La figure 1 illustre schématiquement une première variante d'exécu-  Figure 1 schematically illustrates a first embodiment variant

tion d'un dispositif de couplage optique à joint tournant conforme à l'invention. Ce dispositif comprend deux embouts 1 et 2, mobiles l'un par rapport à l'autre en rotation autour d'un axe A. Il sera supposé arbitrairement dans ce qui suit, -pour simplifier, que l'embout 1 est fixe dans l'espace, par  tion of a rotary coupling optical coupling device according to the invention. This device comprises two tips 1 and 2, movable relative to each other in rotation about an axis A. It will be assumed arbitrarily in what follows, to simplify, that the tip 1 is fixed in the space, by

exemple est solidaire du chassis d'une installation.  example is attached to the chassis of an installation.

L'embout 2 est alors solidaire d'un bâti tournant, par exemple d'une  The tip 2 is then secured to a rotating frame, for example a

antenne tournante s'il s'agit d'une installation radar.  rotating antenna if it is a radar installation.

Les deux embouts 1 et 2, sont couplés mécaniquement de façon  The two ends 1 and 2, are mechanically coupled so

conventionnelle à l'aide d'un joint tournant 3 ou un organe analogue.  conventionally using a rotary joint 3 or a similar member.

Ces dispositions sont communes à la plupart des dispsitifs à joint  These provisions are common to most sealant devices

tournant de l'art connu.turning of the known art.

L'une des caractéristiques principales du dispositif selon l'invention est que la transmission par voie optique entre les deux embouts:1 et 2, s'effectue par l'intermédiaire d'un faisceau Ft de rayons parallèles à section annulaire d'axe de symétrie confondu avec l'axe de rotation A. Le faisceau se présente donc sous la forme d'un "tube" de lumière de rayon  One of the main characteristics of the device according to the invention is that the transmission optically between the two end pieces: 1 and 2 is effected by means of a beam Ft of parallel radii with an annular cross-section of symmetry coincides with the axis of rotation A. The beam is therefore in the form of a "tube" of beam light

interne Ri et de rayon externe Re-internal Ri and outer radius Re-

Au niveau du joint 3, la seule contrainte à respecter est qu'il soit doté d'une ouverture 30 centrée sur l'axe A de dimensions supérieures au diamètre externe du faisceau annulaire Ft  At the joint 3, the only constraint to be respected is that it has an opening 30 centered on the axis A of dimensions greater than the outer diameter of the annular beam Ft

Le dispositif comprend également, selon une caractéristique importan-  The device also comprises, according to an important characteristic

te, des miroirs plans, M1 et M12, respectivement disposés dans les embouts 1 et 2 et inclinés d'un angle égal à ir /4 radians par rapport à l'axe de rotation A, de manière à replier le faisceau de transmission Ft suivant deux axes, A et A 2' orthogonaux à l'axe Pour laisser libre la région axiale, selon une disposition avantageuse de  te, planar mirrors, M1 and M12, respectively arranged in the ends 1 and 2 and inclined at an angle equal to ir / 4 radians relative to the axis of rotation A, so as to fold the next transmission beam Ft two axes, A and A 2 'orthogonal to the axis To leave free the axial region, according to an advantageous arrangement of

l'invention, les miroirs comportent chacun une ouverture centrale, 10 et 20.  the invention, the mirrors each comprise a central opening, 10 and 20.

Les projections des ouvertures centrales 10 et 20 sur un plan orthogo- nal à l'axe A doivent être inscrites dans un cercle de rayon au plus égal au rayon Ri. De la même manière, les dimensions des miroirs sont déterminées pour intercepter la totalité du faisceau Ft. De façon pratique, les miroirs  The projections of the central openings 10 and 20 on a plane orthogonal to the axis A must be inscribed in a circle of radius at most equal to the radius R 1. In the same way, the dimensions of the mirrors are determined to intercept the entire beam Ft. Practically, the mirrors

sont de préférence dotés d'une structure annulaire.  are preferably provided with an annular structure.

Pour compléter cet ensemble, il est nécessaire de prévoir au moins au  To complete this set, it is necessary to provide at least

niveau des organes d'émission d'énergie lumineuse, s'il s'agit d'une transmis-  level of the luminous energy emitting organs, if it is a transmission

sion unidirectionnelle, un élément optique permettant de créer un faisceau de rayons parallèles de section annulaire à partir du faisceau émis par la source. Pour les applications envisagées de transmission par voie optique, il est en général utilisé des sources laser émettant, soit un faisceau de rayons parallèles de section circulaire, comme c'est le cas des sources lasers à gaz, soit un faisceau divergent, comme c'est le cas pour une source laser à semiconducteur ou pour la face de sortie d'une fibre optique. Ces éléments optiques de conversion de faisceau ont été représentés sous les références  unidirectional, an optical element for creating a beam of parallel rays of annular section from the beam emitted by the source. For the envisaged optical transmission applications, it is generally used laser sources emitting either a parallel ray beam of circular section, as is the case of gas laser sources, or a divergent beam, such as is the case for a semiconductor laser source or for the output face of an optical fiber. These optical beam conversion elements have been represented under the references

11 et 21 sur la figure 1.11 and 21 in FIG.

Pour fixer les idées, il est supposé que la liaison optique est du type unidirectionnel entre un organe émetteur 12 situé dans la partie fixe 1 de l'installation et un organe récepteur 22 dans la partie mobile 2. Il est également supposé que, de façon pratique, des liaisons intermédiaires à l'aide de fibres optiques, respectivement f1 et f2 sont réalisées entre, d'une part, l'émetteur 12 et l'élément optique 11 et, d'autre part, le récepteur 22  To fix ideas, it is assumed that the optical link is unidirectional type between a transmitter member 12 located in the fixed part 1 of the installation and a receiver member 22 in the mobile part 2. It is also assumed that, so In practice, intermediate links using optical fibers, respectively f1 and f2, are formed between, on the one hand, the transmitter 12 and the optical element 11 and, on the other hand, the receiver 22.

et l'élément optique 21.and the optical element 21.

Dans l'exemple de réalisation, illustré par la figure 1, les éléments optiques 11 et 21 sont destinés à convertir un faisceau de rayons parallèles de section annulaire en un faisceau de rayons parallèles de section circulaire  In the exemplary embodiment, illustrated in FIG. 1, the optical elements 11 and 21 are intended to convert a beam of parallel rays of annular section into a beam of parallel rays of circular section.

ou l'inverse.or the opposite.

De façon classique, il est également prévu de convertir le faisceau divergent en sortie de la fibre optique f1 en un faisceau cylindrique à l'aide d'une lentille ou d'un système de lentilles référencé L1. De la même manière le faisceau cylindrique en sortie de l'élément optique 11 est focalisé sur la face d'entrée de la fibre f2 à l'aide d'une seconde lentille ou d'un second  Conventionally, it is also planned to convert the diverging beam output of the optical fiber f1 into a cylindrical beam with a lens or a lens system referenced L1. In the same manner, the cylindrical beam at the output of the optical element 11 is focused on the input face of the fiber f2 with the aid of a second lens or a second lens.

système de lentilles référencé L2.  lens system referenced L2.

Une réalisation simplifiée des éléments optiques 11 et 21 consisterait en un simple diaphragme de rayon Ri masquant la région centrale du faisceau cylindrique. Dans la pratique cette disposition ne peut être retenue car elle implique des pertes d'énergie proportionnelles au rapport des surfaces des sections occultée et transmise du faisceau. En outre, il est nécessaire de disposer d'un agrandisseur de faisceau de manière à ce que les  A simplified embodiment of the optical elements 11 and 21 would consist of a simple diaphragm of radius Ri masking the central region of the cylindrical beam. In practice this arrangement can not be retained because it involves energy losses proportional to the ratio of the surfaces of the sections concealed and transmitted beam. In addition, it is necessary to have a beam extender so that the

faisceaux incident aient une section de diamètre externe égale à 2 Re.  Incident beams have a section of external diameter equal to 2 Re.

Un exemple de réalisation d'élément optique convertisseur de faisceau selon une première approche, pouvant convenir dans le cadre de l'invention, est illustré par la figure 2. Il s'agit d'un élément optique connu sous la  An embodiment of optical beam converter element according to a first approach, which may be suitable in the context of the invention, is illustrated in FIG. 2. It is an optical element known as

dénomination d"axicon".denomination of axicon ".

Pour fixer les idées, il est supposé qu'il s'agit de l'élément Il de la  To fix the ideas, it is supposed that it is the element II of the

figure 1, l'élément 21 pouvant être identique.  Figure 1, the element 21 may be identical.

L'axicon 11 comprend un cône 111 et un miroir 110 constitué d'un  The axicon 11 comprises a cone 111 and a mirror 110 consisting of a

tronçon à symétrie de révolution dont la paroi interne 1100 est réfléchis-  section with symmetry of revolution whose inner wall 1100 is reflective

sante à la longueur d'onde du faisceau émis par la source laser 12.  at the wavelength of the beam emitted by the laser source 12.

Le cône 111 et le miroir 110 ont leurs axes de révolution confondus avec l'axe A 1 Les inclinaisons par rapport à l'axe A 1 des surfaces réfléchissantes, la surface interne 1100 du miroir tronc-conique 110 et la surface 1110 du cône 111 en regard avec la surface 1100, doivent être choisies de manière à ce que, après reflexion et division sur la surface 1110 et nouvelle reflexion sur la surface 1100, le faisceau émergeant Ft de l'axicon 11 se propage suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe A 1 Par exemple, les deux angles d'inclinaison peuvent être choisis égaux à  The cone 111 and the mirror 110 have their axes of revolution merged with the axis A 1 inclinations relative to the axis A 1 of the reflecting surfaces, the inner surface 1100 of frusto-conical mirror 110 and the surface 1110 of cone 111 compared with the surface 1100 should be chosen so that, after reflection and division on the surface 1110 and new reflection on the surface 1100, the beam emerging Ft axicon 11 is propagated along a direction substantially parallel to For example, the two angles of inclination can be chosen equal to

A /4 radians.A / 4 radians.

L'écart entre les deux surfaces réfléchissantes détermine le rayon Re  The difference between the two reflective surfaces determines the radius Re

compte-tenu de la section du faisceau incident F1.  considering the section of the incident beam F1.

L'assemblage entre eux des éléments constituant l'axicon peut être  The assembly between them elements constituting the axicon can be

réalisé de toute façon appropriée.  realized in any appropriate way.

La figure 3 représente une première variante de réalisation pratique.  FIG. 3 represents a first practical variant.

Le cône 111 est rendu solidaire du miroir tronc-conique 110 par l'intermé-  The cone 111 is secured to the truncated-conical mirror 110 by means of

diaire de deux tiges, 112 et 113, de faible section et, de préférence, diamétralement opposées par rapport au sommet O et alignées sur un axe A ' orthogonal à i'axe A 1 La faible section des tiges 112 et 113 permet  diaire of two rods, 112 and 113, of small section and, preferably, diametrically opposite to the vertex O and aligned on an axis A 'orthogonal to the axis A 1 The small section of the rods 112 and 113 allows

de n'intercepter qu'une fraction également très faible de l'énergie transpor-  to intercept only a very small fraction of the trans-

tée par le faisceau F1.by beam F1.

La figure 4 représente en coupe une deuxième variante possible d'assemblage des éléments de l'axicon 11. Le miroir tronc-conique 110 comporte, prolongeant sa face de sortie 1101, une gorge annulaire 1102 destinée à recevoir une lame 114 à faces principales parallèles. Cette lame doit être transparente à la longueur d'onde du faisceau émis par la source  FIG. 4 represents in section a second possible variant of assembly of the elements of the axicon 11. The truncated-conical mirror 110 comprises, extending its outlet face 1101, an annular groove 1102 intended to receive a blade 114 with parallel main faces . This blade must be transparent to the wavelength of the beam emitted by the source

laser 12.laser 12.

Elle doit être également traitée antireflets sur ces deux faces  It must also be anti-reflective on both sides

principales.main.

Le cône 111 est alors fixé, par exempjle par des moyens de vissage 115, au centre de la lame 114 de manière à ce que la pointe O soit alignée sur l'axe A 1 Au prix d'une augmentation légère de la complexité, cet assemblage présente l'avantage d'autoriser une fixation et un centrage plus précis du cône 111 qui repose sur une base plane et de n'intercepter aucune partie du faisceau, comme c'est le cas dans la réalisation décrite en relaiton avec la figure 3, une fraction du faisceau annulaire, Ft étant interceptée par  The cone 111 is then fixed, for example by screwing means 115, in the center of the blade 114 so that the tip O is aligned on the axis A 1 At the cost of a slight increase in complexity, this assembly has the advantage of allowing a more precise fixing and centering of the cone 111 which rests on a flat base and not to intercept any part of the beam, as is the case in the embodiment described in relaiton with FIG. , a fraction of the annular beam, Ft being intercepted by

les tiges 112 et 113.the rods 112 and 113.

Il est à remarquer que l'effet de l'élément optique 11 sur la transmis-  It should be noted that the effect of the optical element 11 on the transmission

sion de l'énergie lumineuse ne dépend pas du sens de transmission. S'il s'agit d'une transmission unidirectionnelle comme illustré par la figure 1, l'élément 21 aura un effet réciproque et transformera le faisceau incident Ft de  light energy does not depend on the direction of transmission. If it is a unidirectional transmission as illustrated in FIG. 1, the element 21 will have a reciprocal effect and will transform the incident beam Ft of

section annulaire en un faisceau cylindrique F2.  annular section in a cylindrical beam F2.

S'il s'agit d'une transmission bidirectionnelle, chaque élément, 11 ou  If it is a bidirectional transmission, each element, 11 or

21, effectue les deux conversions.21, performs both conversions.

Il est à remarquer également, si on utilise deux éléments optiques de conversion qu'il se produit alors quatre reflexions du faisceau, deux dans chaque élément, ce naturellement, en plus des reflexions sur les miroirs  It should also be noted that, if two optical conversion elements are used, then four reflections of the beam, two in each element, occur naturally, in addition to reflections on the mirrors.

plans M1 et M2.plans M1 and M2.

Un coefficient de reflexion typique peut être évalué à 0,95 environ. Il s'ensuit que, dans ces conditions, le coefficient de reflexion équivalent aux  A typical reflection coefficient can be estimated at about 0.95. It follows that, in those circumstances, the reflection coefficient is equivalent to the

deux éléments 11 et 21- est égal à 0,8.  two elements 11 and 21- is equal to 0.8.

Il est possible, en faisant appel à d'autres techniques, de diminuer les pertes par reflexion. La figure 5 illustre, en coupe, un élément optique de conversion 11'  It is possible, by using other techniques, to reduce reflection losses. FIG. 5 illustrates, in section, a conversion optical element 11 '

selon une seconde approche qui permet d'améliorer le rendement énergéti-  a second approach that improves energy efficiency.

que.-La-configuration reste celle d'un axicon, mais celui-ci est réalisé sous la forme d'un prisme monobloc à reflexions totales. Il s'agit d'un bloc de matériau réfringent inscrit, d'une part, entre deux plans parallèles qui constituent les faces d'entrée et/ou sortie, 116 et 117, de l'élément optique I- l1' de conversion de faisceau et, d'autre part, entre deux surfaces, coniques 1110' et tronc-coniques 1100' dont les axes de révolutions sont confondus avec l'axe A 1. Ces deux surfaces constituent des surfaces réfléchissantes pour les rayons lumineux et jouent le rôle des surfaces réfléchissantes 1-110 et 1100 (figures 2 à 4) avec un coefficient de reflexion proche de l'unité. Les pertes does aux reflexions parasites sur les faces d'entrée et/ou sortie, 116 et 117, peuvent être minimisées en effectuant un traitement antireflet  The configuration remains that of an axicon, but it is realized in the form of a monoblock prism with total reflections. It is a block of refractive material inscribed, on the one hand, between two parallel planes which constitute the input and / or output faces, 116 and 117, of the optical element I-I1 'of conversion of beam and, secondly, between two conical surfaces 1110 'and truncated-conical 1100' whose axes of revolutions coincide with the axis A 1. These two surfaces constitute reflecting surfaces for the light rays and play the role reflecting surfaces 1-110 and 1100 (Figures 2 to 4) with a reflection coefficient close to unity. Losses to spurious reflections on the input and / or output faces, 116 and 117, can be minimized by performing anti-reflective treatment

classique. Le coefficient de reflexion peut être rendu très inférieur à 1%.  classic. The reflection coefficient can be made much lower than 1%.

Le rayon intérieur Ri du faisceau annulaire Ft ne dépend que du rayon de la face d'entrée 116 en supposant que la pointe O de la surface conique 1110' affleure sur la surface 116, surface d'entrée de faisceau F1 dans l'exemple illustré. De façon plus générale, le rayon Ri ne dépend que de  The inner radius Ri of the annular beam Ft depends only on the radius of the input face 116, assuming that the tip O of the conical surface 1110 'is flush with the surface 116, beam entry surface F1 in the illustrated example. . More generally, the radius Ri depends only on

l'écartement existant entre les deux surfaces 1100' et 1110'.  the gap between the two surfaces 1100 'and 1110'.

Le rayon extérieur R du faisceau Ft dépend, d'une part, du rayon R1 du faisceau cylindrique F1 et, d'autre part, de l'écart entre les deux surfaces réfléchissantes. Il est encore possible de prolonger Pl'une ou l'autre ou les deux faces d'entrée et/ou sortie d'une épaisseur uniforme de matériau réfringent. Cette variante d'exécution est représentée sur la figure 5. Les portées coniques 1110' et 1100' du prisme monobloc 11' se prolongent par des "lames" 118 et 119 du matériau refringent. Naturellement les nouvelles faces-116' et 117' d'entrée et/ou sortie doivent rester parallèles entre elles et orthogonales à l'axe A De même, le point O sommet de la surface conique 1110', reste centré sur l'axe A 1  The outer radius R of the beam Ft depends, on the one hand, on the radius R1 of the cylindrical beam F1 and, on the other hand, on the distance between the two reflecting surfaces. It is still possible to extend one or the other or both input and / or output faces of a uniform thickness of refractive material. This variant embodiment is shown in FIG. 5. The conical bearing surfaces 1110 'and 1100' of the one-piece prism 11 'are extended by "blades" 118 and 119 of the refractive material. Naturally, the new input and / or output faces 116 'and 117' must remain parallel to each other and orthogonal to the axis A. Similarly, the point O vertex of the conical surface 1110 'remains centered on the axis A. 1

Typiquement les éléments 12 et 22 (figure 1) d'émission et/ou récep-  Typically the elements 12 and 22 (FIG. 1) of transmission and / or reception

tion d'énergie lumineuse peuvent comprendrent, pour l'émission, des diodes  of light energy may include, for the emission, diodes

laser ou des diodes électroluminescentes et, pour la réception, des photo-  laser or light-emitting diodes and, for the reception,

diodes de type "PIN" ou des photodiodes à avalanche. Il est également possible d'utiliser un composant opto-électronique capable de fonctionner alternativement en émetteur et en détecteur d'énergie lumineuse de même longueur d'onde. Ce composant est de préférence la diode semi-conductrice  PIN type diodes or avalanche photodiodes. It is also possible to use an optoelectronic component capable of operating alternately as a transmitter and as a light energy detector of the same wavelength. This component is preferably the semiconductor diode

décrite dans le brevet FR-B-2 396 419. Ce brevet concerne une diode semi-  described in patent FR-B-2 396 419. This patent concerns a semiconductor diode

conductrice qui, polarisée dans le sens direct, émet de la lumière et qui, polarisée en sens inverse, est susceptible de détecter de la lumière de même  conductive which, polarized in the forward direction, emits light and which, polarized in the opposite direction, is capable of detecting light of the same

longueur d'onde.wave length.

Une des caractéristiques principales du dispositif de l'invention est de  One of the main features of the device of the invention is

laisser libre la région axiale, c'est à dire un cylindre de rayon égal à Ri.  leave free the axial region, ie a cylinder of radius equal to Ri.

Cette caractéristique peut être mise à profit pour véhiculer par ce canal des  This characteristic can be used to convey through this channel

signaux électriques.electrical signals.

La figure 7 illustre une telle disposition.  Figure 7 illustrates such an arrangement.

Dans la réalité les parties 1 et 2 du dispositif tel que décrit en relation avec la, figure 1 ne constituent que les embouts d'un coupleur optique,  In reality, the parts 1 and 2 of the device as described in relation with FIG. 1 only constitute the tips of an optical coupler,

embouts solidaires respectivement d'un bâti fixe 4 et mobile 5, par exemple.  fixed ends respectively of a fixed frame 4 and mobile 5, for example.

Il va de soi que le joint tournant 3 ne sert qu'à assurer la mobilité relative des deux embouts 1 et 2. Le bâti mobile 5, par exemple le mât d'antenne dans un radar, n'est en aucune façon supporté par le joint tournant 3 mais  It goes without saying that the rotary joint 3 only serves to ensure the relative mobility of the two end pieces 1 and 2. The movable frame 5, for example the antenna mast in a radar, is in no way supported by the rotary joint 3 but

par tous moyens appropriés (non représentés sur la figure 7).  by any appropriate means (not shown in Figure 7).

Un exemple de structure pouvant être adoptée dans le cadre de  An example of a structure that can be adopted in the context of

l'invention est décrit dans la demande de brevet français FR-A-2 448 728.  the invention is described in the French patent application FR-A-2,448,728.

Les signaux électriques, dans l'exemple illustré, sont véhiculés par un câble coaxial scindé en deux parties C1 et C2 et aligné sur l'axe de rotation La jonction entre ces deux parties de câble coaxial est assurée par un joint tournant supplémentaire 6 disposé entre les deux miroirs M1 et M2, de préférence dans l'espace 30 laissé libre au niveau du joint tournant 3. Le câble coaxial doit être suffisamment rigide pour éviter toute flexion exagérée qui occasionnerait linterception du flux lumineux du faisceau Ft,  The electrical signals, in the illustrated example, are conveyed by a coaxial cable split into two parts C1 and C2 and aligned on the axis of rotation. The junction between these two coaxial cable portions is provided by an additional rotary joint 6 arranged between the two mirrors M1 and M2, preferably in the space 30 left free at the rotary joint 3. The coaxial cable must be sufficiently rigid to avoid any exaggerated bending which would cause the interception of the luminous flux of the beam Ft,

notamment par le joint tournant 6.in particular by the rotary joint 6.

Des moyens de tension et de maintien du câble 40 et 41 peuvent être  Means for tensioning and holding the cable 40 and 41 may be

prévus au niveau des passsages au travers des parois des embouts 1 et 2.  provided at the passages through the walls of the end pieces 1 and 2.

L'émission et le traitement des signaux électriques s'effectuent en dehors des embouts 1 et 2 par des moyens conventionnels. Il peut en être de même des signaux optiques, comme illustré par la figure 7. Dans le dispositif représenté sur cette figure, les fibres optiques f1 et f2 sortent des embouts 1 et 2 pour être couplées à des moyens d'émission  The emission and the processing of the electrical signals take place outside the end-pieces 1 and 2 by conventional means. The same may be the case with optical signals, as illustrated in FIG. 7. In the device represented in this figure, the optical fibers f1 and f2 exit end-pieces 1 and 2 to be coupled to transmission means.

et/ou réception d'énergie lumineuse non représentés.  and / or receiving light energy not shown.

Le câble coaxial (C1,C2) peut être remplacé par tout autre type de  The coaxial cable (C1, C2) can be replaced by any other type of

liaison: par exemple un guide d'onde.  binding: for example a waveguide.

Le dispositif selon l'invention qui vient d'être décrit présente donc les avantages suivants: - disponibilité de l'axe de rotation; - adaptation aisée de la taille du cylindre creux de lumière transmise  The device according to the invention which has just been described thus has the following advantages: - availability of the axis of rotation; - easy adaptation of the size of the hollow cylinder of transmitted light

dans l'air en jouant simplement sur les dimensions géométriques des élé-  in the air simply by playing on the geometrical dimensions of the ele-

ments optiques utilisés: lentilles L1 et L2, miroirs M1 et M2 et éléments convertisseurs de faisceaux 11 et21;  optical elements used: lenses L1 and L2, mirrors M1 and M2 and beam converter elements 11 and 21;

- accroissement des tolérances mécaniques par rapport à celles asso-  - increased mechanical tolerances compared to those associated with

ciées aux joints tournants optiques de l'art connu, ceci étant dû à l'accrois-  optical rotating joints of the prior art, this being due to the increase in

sement du diamètre du faisceau optique transmis; - pertes énergétiques faibles, même dans la configuration qui vient  the diameter of the transmitted optical beam; - low energy losses, even in the configuration that comes

d'être décrite en relation avec la figure 7.  to be described in connection with Figure 7.

En effet, dans cette configuration, le faisceau Ft est intercepté à deux  Indeed, in this configuration, the beam Ft is intercepted at two

reprises par les parties C1 et C2 du câble coaxial.  parts C1 and C2 of the coaxial cable.

La figure 8 représente une section orthogonale à l'axe A 1 du faisceau Ft en sortie de l'élément convertisseur du fasiceau 11. Une partie de l'énergie lumineuse véhiculée par-le faisceau Ft est interceptée par le câble C1 sur une largeur d. Ce phénomène se reproduit après réflexion du faisceau Ft sur le miroir M2. L'énergie interceptée dépend des diamètres des câbles C1 et C2 que l'on supposera égaux dans ce qui suit et du rapport existant  FIG. 8 represents a section orthogonal to the axis A 1 of the beam Ft at the output of the converter element of the flange 11. Part of the light energy conveyed by the beam Ft is intercepted by the cable C1 over a width d . This phenomenon is reproduced after reflection of the beam Ft on the mirror M2. The energy intercepted depends on the diameters of the cables C1 and C2 which will be assumed equal in the following and the existing ratio

entre les rayons Ri et Re-between the rays Ri and Re-

La perte maximum de transmission en db est donnée par la formule:  The maximum loss of transmission in db is given by the formula:

(R2 - R.2)(R2 - R.2)

PM = 0 log ( 2 l il (R e2 Ri2)-2(Re -R) d  PM = 0 log (2 l it (R e2 Ri2) -2 (Re-R) d

d étant le diamètre commun des câbles coaxiaux C1 et C2.  d being the common diameter of the coaxial cables C1 and C2.

Si on fait coïncider l'ombre portée du guide C1 et celle du guide C2, la perte par transmission se réduit à:  If the drop shadow of guide C1 is matched to that of guide C2, the transmission loss is reduced to:

(R 2 R.2(R 2 R.2

PlM = 10 log ( 2 (R2 Ri2)- (R - Ri) d e e A titre d'exemple des valeurs typiques sont: d= 2 cm, Ri = 4 cm,  PlM = 10 log (2 (R 2 R 2) - (R - R) d e By way of example, typical values are: d = 2 cm, Ri = 4 cm,

R =8 cm.R = 8 cm.

ee

Dans ces conditions PM:0,49 db et P'M#O0,24 db.  Under these conditions PM: 0.49 db and P'M # O0.24 db.

Les résultats expérimentaux vérifient ces données. Il est en outre constaté que les fluctuations dûes à la rotation sont de faibles amplitudes et affectent peu la transmission optique surtout si celle-ci s'effectue par des  Experimental results verify this data. It is furthermore noted that the fluctuations due to the rotation are of small amplitudes and do not affect the optical transmission, especially if this is done by means of

ondes lumineuses codées en code numérique ou en modulation de fréquence.  light waves encoded in digital code or in frequency modulation.

Jusqu'à présent, il a été considéré implicitement que le dispositif de  So far, it has been implicitly considered that the

l'invention permettait la transmission d'une seule voie d'information. Cepen-  the invention allowed the transmission of a single information channel. How-

dant les techniques habituelles de multiplexage en temps ou en fréquence en utilisant des longueurs d'onde différentes permettent de véhiculer deux ou  usual time or frequency multiplexing techniques using different wavelengths can convey two or

de façon plus générale plusieurs signaux, simultanément ou séquentielle-  more generally, several signals simultaneously or sequentially

ment. L'utilisation d'ondes lumineuses polarisées différemment, par exemple deux ondes à directions de polarisations orthogonales entre elles, permet  is lying. The use of differently polarized light waves, for example two waves with directions of orthogonal polarizations between them, allows

également de véhiculer plusieurs signaux différents. Des jeux de polariseur-  also to convey several different signals. Polarizer games-

analyseur sont alors utilisés à cet effet.  analyzer are then used for this purpose.

Cependant, et c'est un avantage supplémentaire, l'invention permet également la création de plusieurs voies de transmission physiquement distinctes.  However, and this is an additional advantage, the invention also allows the creation of several physically distinct transmission paths.

Un premier exemple de dispositif de couplage à joint tournant multi-  A first example of a multi-rotary joint coupling device

voie est illustré schématiquement par la figure 9.  path is schematically illustrated in FIG.

- Un premier jeu de deux miroirs Mil et M21 inclinés de rf /4 radians par rapport à l'axe de rotation A permet la création d'une première voie de transmission optique par l'intermédiaire d'un faisceau de transmission. Ftl à rayons parallèles de section annulaire, de rayon interne Ril et de rayon il externe Rel. Les miroirs Mil et M12 replient sur lui-même le faisceau Fti d'un angle de Âr /2 radians. Les faisceaux repliés se propagent suivant des axes AL et A21 orthogonaux à l'axe A. Toutes ces dispositions sont identiques à celles décrites en relation avec le faisceau Ft et les miroirs M1 et M2 illustrés par la figure 1. Une seconde voie de transmission optique est créée en utilisant un second jeu de miroirs M12 et M22 également inclinés de 'r /4 radians par rapport à l'axe a de manière à replier sur lui-même un second faisceau de transmission Ft2, à rayons parallèles de section annulaire, de rayon interne Ri2 et de rayon externe Re2. Les faisceaux repliés se propagent suivant des axes A 12 et A 22 orthogonaux à l'axe  - A first set of two mirrors M1 and M21 inclined at rf / 4 radians with respect to the axis of rotation A allows the creation of a first optical transmission channel via a transmission beam. Ftl with parallel rays of annular section, inner radius Ril and outer radius Rel. Mirrors M1 and M12 fold the Fti beam by an angle of r / 2 radians. The folded beams propagate along axes AL and A21 orthogonal to the axis A. All these arrangements are identical to those described in relation to the beam Ft and the mirrors M1 and M2 illustrated in FIG. 1. A second optical transmission path is created using a second set of mirrors M12 and M22 also inclined at r / 4 radians with respect to the axis a so as to fold on itself a second transmission beam Ft2, with parallel radii of annular section, of inner radius Ri2 and outer radius Re2. The folded beams propagate along axes A 12 and A 22 orthogonal to the axis

12 2212 22

Des jeux de convertisseurs de faisceau (non représentés sur la figure 9) interceptent les faisceaux repliés de façon identique à ce qui a été décrit en relation avec la figure i. Des organes d'émission et/ou réception d'énergie lumineuse sont également prévus et n'ont pas été représentés dans un but de i simplification. Ces organes jouent également un rôle identiques à ceux  Sets of beam converters (not shown in FIG. 9) intercept the folded beams identically to what has been described with reference to FIG. Transmitting and / or receiving luminous energy devices are also provided and have not been shown for purposes of simplification. These organs also play a role identical to those

décrits en relation avec la figure 1.  described in connection with Figure 1.

Pour que le dispositif fonctionne correctement, il est nécessaire que les conditions suivantes soient remplies simultanément: a/ R < Ri2  For the device to work properly, the following conditions must be fulfilled simultaneously: a / R <Ri2

-20 el - il2 --20 el - il2 -

b/ que les dimensions hors-tout des miroirs Mtl et M21 projetées sur  b / that the overall dimensions of the Mtl and M21 mirrors projected onto

un plan orthogonal à l'axe A soient inférieures à Ri2 -  a plane orthogonal to the axis A are less than Ri2 -

c/ que les miroirs M et M21 d'une parti et M12 et M22 d'autre part, soient disposés le long de l'axe A de manière a n'intercepter que le faisceau de transmission, Ftl ou Ft2 qui leur est destiné d/ et que les projections des ouvertures centrales des miroirs sur un plan orthogonal à l'axe A: 101 et 201 pour les miroirs Ml et M21, 102 et 202 pour les miroirs M21 et M22, doivent être inférieures ou égales à  c) that the mirrors M and M21 of a party and M12 and M22, on the other hand, are arranged along the axis A so as to intercept only the transmission beam, Ftl or Ft2 which is intended for them. and that the projections of the central apertures of the mirrors on a plane orthogonal to the axis A: 101 and 201 for the mirrors M1 and M21, 102 and 202 for the mirrors M21 and M22, must be less than or equal to

respectivement Ril et Ri2-respectively Ril and Ri2-

Le nombre de voies distinctes n'est naturellement pas limité à deux.  The number of separate channels is of course not limited to two.

Sur la figure 9, les sens de propagation des faisceaux ont été indiqués de  In FIG. 9, the directions of propagation of the beams have been indicated from

façon arbitraire. La transmission peut également être bidirectionnelle.  arbitrary way. The transmission can also be bidirectional.

Enfin, les dispositions de l'art connu qui ont été rappelées: multiplexage en temps ou en fréquence-par exemple, peuvent être mises en oeuvre sur tout  Finally, the provisions of the known art which have been recalled: multiplexing in time or in frequency-for example, can be implemented on any

ou partie des voies de transmission.  or part of the transmission channels.

Les orientations des miroirs Mil à M22 autour de l'axe A et par voie de conséquence les décalages angulaires relatifs des axes A il à A 22 dans un plan orthogonal à l'axe A ont été également représentés de façon arbitraire et peuvent être choisis à la convenance de l'utilisateur. La structure de dispositif qui vient d'être décrite permet un grand découplage des voies de transmission et réduit au minimum les risques de diaphotie entre ces voies. Cette structure exige cependant l'utilisation de deux jeux de miroirs inclinés. Il est possible d'échapper à cette contrainte en adoptant l'architecture illustrée par la figure 10. Les mêmes miroirs, M1 et  The orientations of the mirrors M1 to M22 about the axis A and consequently the relative angular offsets of the axes A1 to A22 in a plane orthogonal to the axis A have also been arbitrarily represented and can be selected at the convenience of the user. The device structure that has just been described allows a great decoupling of the transmission channels and minimizes the risks of cross-talk between these channels. This structure, however, requires the use of two sets of inclined mirrors. It is possible to escape this constraint by adopting the architecture illustrated in Figure 10. The same mirrors, M1 and

M2, identiques à ceux illustrés sur la figure 1, servent à replier sur eux-  M2, identical to those illustrated in Figure 1, serve to fold on them-

mêmes les différents faisceaux de transmissions, réduits à deux Ftl et Ft2  even the different beams of transmissions, reduced to two Ftl and Ft2

dans l'exemple illustré par la figure 10, ce dans un but de simplification.  in the example illustrated in Figure 10, for simplification purposes.

Comrne précédemment, il faut que la condition Rel < Ri2 soit - respectée et que les dimentions des orifices centraux 10 et 20 soient telles que leurs projections sur un plan orthogonal à l'axe A soient inférieures ou  As previously, it is necessary that the condition Rel <Ri2 be respected and that the dimentions of the central orifices 10 and 20 are such that their projections on a plane orthogonal to the axis A are lower or

égales au rayon Rii.equal to the radius Rii.

Dans ces conditions deux jeux d'éléments optiques de conversion de faisceaux, 111 et 211 d'une part, 112 et 212, d'autre part, sont disposés en cascade le long des axes respectifs A 1 et A2, axes de propagations des faisceaux Ftlet Ft2 repliés par les miroirs M1 et M2. Ces axes sont naturellement orthogonaux, comme précédemment, à l'axe de rotation Les éléments optiques 111, 112, 211 et 212 transforment les faisceaux de transmission Fti et Ft2 de sections annulaires en faisceaux F11 F12 F21  Under these conditions, two sets of beam conversion optical elements, 111 and 211 on the one hand, 112 and 212, on the other hand, are arranged in cascade along the respective axes A 1 and A2, axes of propagation of the beams. Ftlet Ft2 folded by mirrors M1 and M2. These axes are naturally orthogonal, as before, to the axis of rotation. The optical elements 111, 112, 211 and 212 transform the transmission beams Fti and Ft2 of annular sections into beams F11 F12 F21

et F22 à section circulaire ou l'inverse.  and F22 circular section or vice versa.

Ces derniers peuvent être générés et/ou captés comme précédemment à l'aide de lentilles de focalisation: LI,, L12, L21 et L22; associées des fibres optiques: F11, F12, F21 et F22 couplées à des organes d'émission  These can be generated and / or captured as previously using focusing lenses: LI ,, L12, L21 and L22; associated optical fibers: F11, F12, F21 and F22 coupled to transmission devices

et/ou détection d'énergie lumineuse (non représentés).  and / or light energy detection (not shown).

Une condition supplémentaire à respecter est que les dimensions hors-  An additional condition to be respected is that the dimensions outside

tout des éléments convertisseur de faisceau 111 et 211 associés au faisceau de transmission Ftl de plus faible section soient inférieures au diamètre intérieur (2 Ri2) du faisceau de transmission Ft2 de manière à ne pas l'intercepter. Dans ces conditions, une très faible fraction de l'énergie de ce dernier faisceau après reflexion sur les miroirs M1 et M2 est interceptée, d'une part par les fibres optiques fil et f21 ce qui est négligeable et, d'autre part, par des moyens de fixations des éléments optiques de conversion de faisceau 111 et 211 aux embouts 1 et 2 (figure 1 et 7). Ces moyens de fixation 1110 et 2110 peuvent être constitués defines tiges qui peuvent être disposées dans l'espace de manière à se confondre avec les ombres portées d'un éventuel canal de liaison central (fig.7: C1 - C2). On peut encore utiliser des moyens  all of the beam converter elements 111 and 211 associated with the transmission beam Ft1 of smaller section are smaller than the inside diameter (2 Ri2) of the transmission beam Ft2 so as not to intercept it. Under these conditions, a very small fraction of the energy of the latter beam after reflection on the mirrors M1 and M2 is intercepted, on the one hand by the optical fibers wire and f21 which is negligible and, on the other hand, by means for attaching the optical beam conversion elements 111 and 211 to the ends 1 and 2 (FIGS. 1 and 7). These fixing means 1110 and 2110 may be constituted by rods which can be arranged in space so as to merge with the shadows of a possible central connecting channel (Fig.7: C1 - C2). We can still use means

de fixation transparents aux longueurs d'ondes utilisées, traités antireflet.  fasteners transparent to the wavelengths used, antireflection treated.

L'invention n'est pas limitée aux seules exemples de réalisations décrits dans un seul but d'illustration de celle-ci. Toutes variantes à la  The invention is not limited to the exemplary embodiments described for the sole purpose of illustrating it. All variants to the

portée de l'homme de métier rentre dans le cadre de l'invention. Notam-  The scope of those skilled in the art falls within the scope of the invention. particular

ment, des combinaisons des différentes structures de dispositif de couplage  combinations of the different coupling device structures

multivoie peuvent être réalisées.  multipath can be realized.

Claims (11)

REVENDICATIONS I. Dispositif de couplage optique comprenant deux embouts (1,2) couplés mécaniquement par un joint (3) tournant autour d'un axe de rotation (A) caractérisé en ce qu'il comprend au moins: -des moyens opto-électroniques (12, fl, L1, 11) de génération d'au moins un faisceau (Ft) de transmission à rayons parallèles et à section annulaire se propageant suivant un axe (A 1) orthogonal à l'axe de rotation (A); -un premier miroir plan (M1) solidaire d'un premier embout (1) et incliné d'un angle de wr /2 radians captant en totalité au moins un faisceau de transmission (Ft) et le retransmettant vers le second embout (2) suivant une direction parallèle à l'axe de propagation ( A) de manière à établir ledit couplage optique; un deuxième miroir plan (M2) solidaire du second embout (2) et incliné d'un angle de 7r/4 radians par rapport à l'axe de rotation ( a) captant ce faisceau (Ft) en sa totalité et le retransmettant suivant une direction ( A 2) orthogonale à l'axe de rotation ( A); - des moyens optoélectroniques (21, L2, f2, 22) de captation et de détection de ce faisceau (Ft); et en ce que le joint tournant (3) comporte un orifice (30) centrée sur l'axe de rotation (A) dont la dimension minimale est supérieure au plus  I. Optical coupling device comprising two end pieces (1, 2) mechanically coupled by a seal (3) rotating about an axis of rotation (A), characterized in that it comprises at least: opto-electronic means ( 12, fl, L1, 11) for generating at least one beam (Ft) for parallel ray transmission and with an annular section propagating along an axis (A 1) orthogonal to the axis of rotation (A); a first plane mirror (M1) secured to a first end-piece (1) and inclined at an angle of wr / 2 radians completely capturing at least one transmission beam (Ft) and retransmitting it to the second end-piece (2) in a direction parallel to the propagation axis (A) so as to establish said optical coupling; a second plane mirror (M2) integral with the second endpiece (2) and inclined at an angle of 7r / 4 radians with respect to the axis of rotation (a) capturing this beam (Ft) in its entirety and retransmitting it in accordance with a direction (A 2) orthogonal to the axis of rotation (A); optoelectronic means (21, L2, f2, 22) for capturing and detecting this beam (Ft); and in that the rotary joint (3) has an orifice (30) centered on the axis of rotation (A) whose minimum dimension is greater than the grand diamètre extérieur (2 Re2) des faisceaux de transmission (Ft) générés.  large outside diameter (2 Re2) generated transmission beams (Ft). 2. Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que les miroirs inclinés (M1, M2) comprenent des ouvertures (10,20) centrées sur l'axe de rotation (A) dont les dimensions maximales projetées sur un plan orthogonal à cet axe ( A) sont inférieures ou égales au plus petit diamètre intérieur  2. Device according to claim I characterized in that the inclined mirrors (M1, M2) comprise openings (10,20) centered on the axis of rotation (A) whose maximum dimensions projected on a plane orthogonal to this axis ( A) are less than or equal to the smallest inside diameter (2 Ril) des faisceaux de transmission (Ft) générés.  (2 Ril) transmission beams (Ft) generated. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un canal (C1, C2) de transmission de signaux électriques muni d'un joint tournant (6) centré sur l'axe de rotation ( A) et en ce que la section de ce canal a une dimension maximale inférieure au plus petit diamètre  3. Device according to claim 2 characterized in that it further comprises a channel (C1, C2) for transmitting electrical signals provided with a rotary joint (6) centered on the axis of rotation (A) and in that that the section of this channel has a maximum dimension smaller than the smallest diameter intérieur (2 R1il) des faisceaux de transmission (Ft) générés.  inside (2 R1il) generated transmission beams (Ft). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 3 caractéri-  4. Device according to any one of claims I to 3 character- D sé en ce que lés moyens opto-électroniques de génération et de captation de faisceaux de transmission (Ft) comprennent des éléments optiques de  Characterized in that the optoelectronic means for generating and capturing transmission beams (Ft) comprise optical elements of conversion de faisceaux (11,21) trasnformant de façon réciproque un fais-  conversion of beams (11,21) transmitting reciprocally a ceau (F1, F2) de rayons parallèles à section circulaire se propageant suivant un axe ( A 1i A 2) orthogonal à l'axe de rotation( A) en un faisceau (Ft) de rayons parallèles à section annulaire se propageant suivant le même axe  beam (F1, F2) of parallel rays with circular section propagating along an axis (A 1i A 2) orthogonal to the axis of rotation (A) in a beam (Ft) of parallel rays with annular section propagating according to the same axis (A1, A2)(A1, A2) 5. Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que les éléments optiques de conversion de faisceaux (1 1, 21) sont constitués chacun  5. Device according to claim 4 characterized in that the beam conversion optical elements (1 1, 21) are each constituted par un axicon comprenant--un cône (111)i à paroi externe (1110) réfléchis-  by an axicon comprising - a cone (111) i with an outer wall (1110) reflecting santes d'axe de révolution confondu avec l'ax.e (All) de propagation des faisceaux et un miroir (110) comportant une cavité tronc-conique a paroi (1100) réfléchissante, d'axe de révolution confondu avec ledit axe de propagation ( A1); et en ce que les surfaces réfléchissantes (1100, 1110) forment un angle égal à tr/4 radians avec cet axe (A 1  of axis of revolution coincides with the axis (ee) of propagation of the beams and a mirror (110) comprising a truncated-conical cavity wall (1100) reflecting, axis of revolution coincides with said axis of propagation (A1); and in that the reflective surfaces (1100, 1110) form an angle equal to tr / 4 radians with this axis (A 1 6. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les éléments optiques de conversion de faisceau sont constitués par des prismes à reflexions totales ayant la forme de lames à faces parallèles (116, 117) en matériau réfringent comportant une cavité à paroi conique (1110') d'axe de révolution confondu avec l'axe(A l) de propagation des faisceaux et délimitées en périphérie par une paroi tronc-conique d'axe de révolution également confondu avec l'axe (A 1) de propagation des faisceaux et en ce que les parois (1100', 1110') sont des surfaces à reflexion totale pour les rayons se propageant à l'intérieur du matériau réfringent et sont inclinées d'un angle égal à /r 4 radian par rapport à cet axe (A 1)6. Device according to claim 4 characterized in that the optical beam conversion elements are constituted by total reflection prisms in the form of parallel-sided blades (116, 117) of refractive material having a conical wall cavity (1110). ') of axis of revolution coincides with the axis (A l) of propagation of the beams and delimited at the periphery by a truncated-conical wall of axis of revolution also coincides with the axis (A 1) of propagation of the beams and in that the walls (1100 ', 1110') are total reflection surfaces for the rays propagating inside the refractive material and are inclined at an angle equal to / r 4 radian with respect to this axis (A 1) 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 caractéri-  7. Device according to any one of claims 4 to 6 character- sé en ce que les moyens opto-électroniques de génération et de captation du faisceau comprennent des fibres optiques (fl, f2) couplées aux faisceaux (FI F2) de rayons parallèles de sections circulaires par l'intermédiaire de  in that the opto-electronic means for generating and collecting the beam comprise optical fibers (F1, F2) coupled to the beams (F1 F2) of parallel radii of circular sections through lentilles de focalisation (L1 L2).focusing lenses (L1 L2). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 7 caractéri-  8. Device according to any one of claims I to 7 characterized sé en ce qu'il comprend au moins un premier (fil, LIl, 111, 211, L21 f21) et un deuxième (f12, L12, 112, 212, L22' f22) jeu de moyens optoélectroniques de génération et de captation-de faisceaux de rayons parallèles à sections annulaires de manière à coupler les deux embouts (1, 2) à l'aide d'au moins deux faisceaux de transmissions (Ftl, Ft2) concentriques et en ce que les rayons internes (Ril, R.i2) et externes (Rel' Re2) des sections annulaires des faisceaux de transmission sont déterminées de manière à ce que ces sections annulaires n'aient aucune partie commune.  in that it comprises at least a first (wire, LI1, 111, 211, L21 f21) and a second (f12, L12, 112, 212, L22 'f22) set of optoelectronic generation and capture-de parallel beam beams with annular sections so as to couple the two end pieces (1, 2) by means of at least two concentric transmission beams (Ftl, Ft2) and in that the internal radii (Ril, R.i2 ) and external (Rel 'Re2) annular sections of the transmission beams are determined so that these annular sections have no common part. 9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comporte un jeu unique de deux miroirs (M1, M2) inclinés d'un angle égal à 't/4 radians captant chacun la totalité des faisceaux de transmission (Ftl, Ft2) et les repliant sur eux-mêmes suivant des directions ( A 1 A 2) orthogonales9. Device according to claim 8 characterized in that it comprises a single set of two mirrors (M1, M2) inclined at an angle equal to t / 4 radians each capturing all the transmission beams (Ftl, Ft2) and folding them on themselves in orthogonal directions (A 1 A 2) à l'axe de rotation ( A).to the axis of rotation (A). 10. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs jeux de deux miroirs (Mil - M21, M12 - M22) et en ce que chaque jeu de miroir capte un des faisceaux de transmission (Ftl, Ft2) et le replie  10. Device according to claim 8 characterized in that it comprises several sets of two mirrors (Mil - M21, M12 - M22) and in that each set of mirror captures one of the transmission beams (Ftl, Ft2) and folds sur lui-même suivant des directions ( A 11 - A 21; 12- A22) rthogona-  on itself in directions (A 11 - A 21, 12 - A22) les à l'axe de rotation ( A).to the axis of rotation (A). 11. Dispositif suivant l'une quelconque-des revendications 1 à 10  11. Device according to any one of claims 1 to 10 caractérisé en ce que le couplage optique étant du type bidirectionnel, chaque embouts (1,2) comprend des moyens opto-électroniques assurant les fonctions simultanées de génération et de captation d'au moins un faisceau  characterized in that the optical coupling being of the bidirectional type, each end piece (1, 2) comprises opto-electronic means providing the simultaneous functions of generating and capturing at least one beam de transmission (F).transmission (F).
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