FR2773222A1 - Structure pour connecter des fibres optiques a un guide d'onde optique - Google Patents
Structure pour connecter des fibres optiques a un guide d'onde optique Download PDFInfo
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Abstract
Une structure de connexion de guide d'onde et de fibres optiques comprenant des fibres optiques (200), un dispositif de guide d'onde optique (210) dont le plan comprenant un coeur de guide d'onde ressort au-dessus de la surface d'un substrat (212), et une plate-forme d'agencement (220) qui est placée de façon à ce que le centre de chacune des fibres optiques (200) puisse faire face au centre du coeur de guide d'onde du dispositif de guide d'onde optique (210), et a des rainures enfoncées (222) pour les fibres optiques (200) et une cavité enfoncée (221) pour la partie saillante (211) du dispositif de guide d'onde optique (210). D'après cette structure, aucune source optique, aucun détecteur optique, etc. n'est utilisé pour connecter les fibres optiques (200) au guide d'onde optique (210) grâce à une structure d'agencement passive, ce qui réduit les coûts. De plus, cette approche permet d'établir une connexion rapide.
Description
STRUCTURE POUR CONNECTER DES FIBRES OPTIQUES
A UN GUIDE D'ONDE OPTIQUE
CONTEXTE DE L'INVENTION
1. Domaine de l'invention La présente invention concerne une structure dans laquelle une fibre optique et un guide d'onde optique sont interconnectés et, plus particulièrement, une structure de connexion de fibres optiques à un guide d'onde optique dans laquelle des fibres optiques et un guide d'onde optique sont interconnectés de manière
passive sur une plate-forme d'agencement.
2. Description l'art connexe
En général, un module de blocage de groupe de fibres optiques constitué d'un groupe de fibres optiques, en quantité égale au nombre de guides d'onde d'entrée/sortie d'un dispositif de guide d'onde optique, est fabriqué de façon à combiner le dispositif de guide d'onde optique et les fibres optiques. Le module de blocage de groupe de fibres optiques est formé en montant une fibre optique sur un bloc ayant des rainures en forme de V à intervalles réguliers, en recouvrant la fibre optique d'un adhésif, en fixant la fibre optique avec une couverture et en polissant la section du module de blocage. La section d'entrée/sortie du dispositif de guide d'onde optique est soumise à un processus de polissage de façon à réduire une perte de jonction se produisant lorsqu'il est couplé au module de blocage de groupe de fibres optiques. Après qu'une lumière a été guidée par onde vers une fibre optique d'entrée du module de blocage de groupe de fibres optiques, les guides d'onde optique sont agencés avec précision de telle façon qu'un faisceau de sortie maximal puisse être émis par l'extrémité de sortie du guide d'onde. Pendant que le faisceau de sortie maximal est émis par l'extrémité de sortie du guide d'onde, le module de blocage de groupe de fibres optiques et le dispositif de guide d'onde optique sont fixés et finalement couplés. La figure 1 représente un dispositif de guide d'onde optique classique et un module de blocage de groupe de fibres optiques classique. Ici, l'agencement des dispositifs de guide d'onde optique 100 et d'un module de blocage de groupe de fibres optiques 110 est illustré tel qu'il se présente juste avant d'être combiné. Les coordonnées tridimensionnelles sur la partie inférieure de la figure 1 sont illustrées pour montrer la direction d'un faisceau à diffuser via l'extrémité d'entrée du module de blocage de groupe de fibres optiques 110 ainsi que la direction d'agencement de chaque module. Quand le faisceau diffusé via l'extrémité d'entrée s'échappe de l'extrémité de sortie du module de blocage de groupe de fibres optiques 110 via le dispositif de guide d'onde optique 100, on trouve une position d'agencement avec une perte
minimale de façon à réaliser ainsi la combinaison.
Comme décrit ci-dessus, quand le module de blocage de groupe de fibres optiques 110 et le dispositif de guide d'onde optique 100 sont combinés selon un agencement actif, il faut une source optique pour émettre une lumière et il faut inclure un dispositif, tel un détecteur optique, pour calculer les pertes. De même, il faut beaucoup de temps et d'efforts pour
régler la direction d'agencement.
RESUME DE L'INVENTION
Pour résoudre les problèmes susmentionnés, un but de la présente invention est de proposer une structure de connexion de fibres optiques et de guide d'onde optique dans laquelle un dispositif de guide d'onde optique et un module de blocage de groupe de fibres optiques sont combinés selon un agencement passif de telle façon qu'ils puissent être rapidement interconnectés sans source optique séparée. Par conséquent, pour atteindre le but ci-avant, il est proposé une structure de connexion de fibres optiques et d'un guide d'onde comprenant: des fibres optiques; un dispositif de guide d'onde optique dont le
plan comprenant un coeur de guide d'onde ressort au-
dessus de la surface d'un substrat; et une plate-forme d'agencement qui est placée de façon à ce que le centre de chacune des fibres optiques puisse faire face au centre du coeur de guide d'onde du dispositif de guide d'onde optique, et a des rainures enfoncées pour les fibres optiques et une cavité enfoncée pour la partie
saillante du dispositif de guide d'onde optique.
De préférence, lorsque le dispositif de guide d'onde optique est monté sur la plate-forme d'agencement, une partie de substrat non saillante sert de couverture des fibres optiques à monter sur la
plate-forme d'agencement.
De préférence, la plate-forme d'agencement comprend en outre un rebord d'appui destiné à supporter une partie de fibre optique s'étendant à partir des rainures enfoncées quand les fibres optiques sont
montées sur les rainures enfoncées.
De préférence, sur la plate-forme d'agencement, la hauteur à partir de la surface de la rainure gravée jusqu'à une profondeur o la partie saillante du dispositif de guide d'onde peut s'insérer au centre du coeur de guide d'onde quand le dispositif de guide d'onde est placé dans la cavité enfoncée est égale au
rayon de la section de chacune des fibres optiques.
De préférence, dans le dispositif de guide d'onde optique, la hauteur à partir du substrat jusqu'au centre du dispositif de guide d'onde optique est égale
au rayon de la section des fibres optiques.
Pour parvenir au but ci-avant, il est proposé une structure de connexion de fibres optiques et d'un guide d'onde comprenant: des fibres optiques; un dispositif de guide d'onde optique dont le plan comprenant un guide d'onde ressort au-dessus de la surface d'un substrat; et une plate- forme d'agencement qui est placée de façon à ce que le centre de chacune des fibres optiques puisse faire face au centre du coeur de guide d'onde du dispositif de guide d'onde optique, a des rainures creusées en V pour les fibres optiques et une cavité enfoncée pour le plan saillant du dispositif de guide d'onde optique, et comprend un rebord d'appui destiné à supporter une partie d'extension de chacune des fibres optiques quand les fibres optiques sont montées sur les rainures en forme de V.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les buts et avantages susmentionnés de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la
description détaillée des modes de réalisation préférés
de celle-ci en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de guide d'onde optique classique et d'un module de blocage de groupe de fibres optiques classique; la figure 2 est une vue en perspective d'une structure de connexion de fibres optiques et de guide d'onde optique d'après un mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une vue en perspective d'une structure de connexion de fibres optiques et de guide d'onde optique d'après un autre mode de réalisation de la présente invention; et la figure 4 est une vue en perspective d'une structure de connexion de fibres optiques et de guide d'onde optique d'après encore un autre mode de
réalisation de la présente invention.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
En référence à la figure 2, une structure de connexion de fibres optiques et de guide d'onde optique comprend des fibres optiques 200, un dispositif de guide d'onde optique 210 et une plate-forme d'agencement 220. La figure 2 représente une fibre optique 201 à connecter à la partie d'entrée du dispositif de guide d'onde optique 210 et des fibres optiques 202 installées au niveau d'une partie vers laquelle un signal transmis par l'intermédiaire du dispositif de guide d'onde optique 210 est envoyé. Le nombre de fibres optiques 202 au niveau de la partie de sortie dépend du nombre de branches du dispositif de guide d'onde optique 210. Le dispositif de guide d'onde optique 210 est gravé jusqu'à ce qu'une partie saillante 211 comprenant le coeur d'un guide d'onde optique ressorte au-dessus de la surface d'un substrat 212. La plate-forme d'agencement 220, sur laquelle les fibres optiques 200 et le dispositif de guide d'onde optique 210, sont agencés et interconnectés, comporte des rainures enfoncées 222 destinées à recevoir les fibres optiques 200 et une cavité enfoncée 221 destinée à recevoir la partie saillante 211 du dispositif de guide d'onde optique 210, formée sur un substrat ayant une épaisseur prédéterminée. La profondeur des rainures enfoncées destinées à recevoir les fibres optiques 200 doit être égale ou légèrement inférieure au diamètre de la section des fibres optiques. La profondeur de la cavité enfoncée 221 dans laquelle la partie saillante 211 du dispositif de guide d'onde optique 210 doit être placée est égale à celle des rainures enfoncées destinées aux fibres optiques 200. Quand les fibres optiques 200 et le dispositif de guide d'onde optique 210 sont agencés et interconnectés sur la plate-forme d'agencement 220, le centre de chaque fibre optique, c'est-à-dire le centre du coeur de chaque fibre optique, doit être en contact de manière précise avec le centre du dispositif de guide d'onde optique 210, c'est-à-dire le centre du coeur du guide d'onde optique. Cette connexion doit être correctement calculée à l'avance lors de la gravure de l'enfoncement de la plate-forme d'agencement de façon à effectuer ainsi une gravure précise. Le substrat 212 du dispositif de guide d'onde optique 210 sert de couverture afin de fixer les fibres optiques 200 au
dispositif de guide d'onde optique 210 sur la plate-
forme d'agencement 220.
Quand les fibres optiques 200 et le dispositif de guide d'onde optique 210 sont montés et interconnectés sur la plate-forme d'agencement, les fibres optiques 200 sont fixées par le substrat 212 du dispositif de guide d'onde optique 210, c'est-à-dire une partie de substrat 212 qui n'est pas gravée dans le dispositif de guide d'onde optique 210. La partie saillante 211 du dispositif de guide d'onde optique 210 est insérée dans
l'enfoncement 221 de la plate-forme d'agencement 220.
Ici, la hauteur depuis le substrat 212 du dispositif de guide d'onde optique 210 jusqu'au centre du coeur du guide d'onde doit être égale au rayon de la section des
fibres optiques 200.
La figure 3 représente une structure de connexion de fibres optiques et de guide d'onde optique d'après un autre mode de réalisation de la présente invention, comprenant des fibres optiques 300, un dispositif de guide d'onde optique 310 et une plate- forme d'agencement 320. Les fibres optiques 300 et le dispositif de guide d'onde optique 310 sont les mêmes que ceux décrits sur la figure 2. Dans la plate-forme d'agencement 320, une partie d'agencement 322 destinée à connecter les fibres optiques 300 au dispositif de guide d'onde optique 310 se trouve sur une plaque 321 destinée à supporter les fibres optiques, par opposition à la figure 2. La profondeur de l'enfoncement de la partie d'agencement 322 est la même
que celle décrite sur la figure 2.
La figure 4 représente une structure de connexion de fibres optiques et de guide d'onde optique d'après encore un autre mode de réalisation de la présente invention, comprenant des fibres optiques 400, un
dispositif de guide d'onde optique 410 et une plate-
forme d'agencement 420. Les fibres optiques 400 et le dispositif de guide d'onde optique 410 sont les mêmes que ceux décrits sur la figure 2. La plate-forme d'agencement 420 est constituée d'une plaque 421 destinée à supporter les fibres optiques 400 et d'une partie d'agencement 422. La partie d'agencement 422 a une rainure gravée en V (rainure en V) pour monter les fibres optiques 400 et un enfoncement dans lequel la partie saillante du dispositif de guide d'onde optique 410 doit être insérée. Les profondeurs de gravure des rainures en V 423 et de la cavité enfoncée 424 pour le guide d'onde optique doivent être inférieures ou égales au diamètre de la section de chacune des fibres optiques 400. La hauteur de la saillie 411 du dispositif de guide d'onde optique 410 doit être contrôlée de façon à ce que la hauteur à partir de la surface d'un substrat 412 jusqu'au centre du coeur du guide d'onde puisse être égale au rayon de la section des fibres optiques 400. La hauteur totale de la saillie 411 du dispositif de guide d'onde optique 410 doit être légèrement inférieure au diamètre de la
section des fibres optiques 400.
Ce qui suit expose les caractéristiques et le procédé de fabrication des composants permettant de
réaliser les modes de réalisation des figures 2 à 4.
Elles décrivent une connexion des fibres optiques au dispositif de guide d'onde optique en fonction de la
combinaison des composants. Tout d'abord, la plate-
forme d'agencement 220, qui sert de bloc de base dans lequel les fibres optiques 200 et le dispositif de guide d'onde optique 210 sont agencés, est caractérisée en ce qu'elle a une cavité 221 pour monter le dispositif de guide d'onde optique et des rainures 222 pour monter les fibres optiques à une partie d'entrée et de sortie à intervalles prédéterminés. Une gravure anisotrope d'un substrat en silicium peut être utilisée pour fabriquer la plate-forme d'agencement 220. La plate-forme d'agencement 220 de la figure 2 est fabriquée en formant un motif de masquage de gravure en Si3N4 ou en une autre matière sur une tranche de silicium, en excluant les parties sur lesquelles une microplaquette formant dispositif de guide d'onde et une fibre optique doivent être montées, et en gravant le motif à l'aide d'une solution corrosive de KOH ou une autre solution. La plate-forme d'agencement 420 de la figure 4 représente le cas o la tranche de silicium a été fabriquée à l'aide du procédé de gravure anisotrope. Les dispositifs de guide d'onde optique 210, 310 et 410 des figures 2 à 4 ont le bord retiré jusqu'à une profondeur prédéterminée de façon à pouvoir se loger avec précision sur les plates-formes d'agencement 220, 320 et 420 respectivement. Ce dispositif de guide d'onde optique est réalisé en gravant le bord du dispositif de guide d'onde optique par un procédé de gravure à sec, tel un usinage ionique réactif, ou en découpant le bord jusqu'à une profondeur
prédéterminée en à l'aide d'une meule de précision.
Ici, la section d'un guide d'onde optique d'entrée et de sortie, c'est-àdire la section d'un guide d'onde optique à connecter aux fibres optiques au niveau d'une partie d'entrée et de sortie, doit être réalisée avec précision de façon à réduire au minimum la perte optique lors de la connexion de la fibre optique au guide d'onde optique. Ici, la fibre optique a également une section coupée avec précision de façon à réduire au minimum la perte optique quand elle est couplée à la
section du guide d'onde optique d'entrée et de sortie.
Les lignes suivantes décrivent le couplage entre les composants des figures 2 à 4. Sur les figures 2 à 4, quand les fibres optiques, le dispositif de guide d'onde optique et la plate-forme d'agencement sont couplés les uns aux autres, les fibres optiques sont insérées dans les rainures afin de monter les fibres optiques sur la plate-forme d'agencement et le dispositif de guide d'onde optique est placé dans la cavité pour le dispositif de guide d'onde optique sur
la plate-forme d'agencement, ce qui assure le couplage.
Ici, les sections des fibres optiques et du guide d'onde optique se rejoignent et correspondent et en particulier, les fibres optiques et le coeur du guide d'onde optique se rejoignent de façon à avoir le même centre. Quand les fibres optiques sont montées sur les rainures de la plate-forme d'agencement, environ 20 à pm des fibres optiques dépassent de la surface s'étendant à partir des rainures pour monter les fibres optiques sur la plate-forme d'agencement. Quand le dispositif de guide d'onde optique est monté sur la plate-forme d'agencement, une partie retirée (par exemple une partie du substrat 212 de la figure 2) du bord du dispositif de guide d'onde optique sert de plaque pour fixer les fibres optiques. Le diamètre d'une fibre optique classique étant de 125 pm, la profondeur de la rainure destinée au montage d'une fibre optique sur la plate-forme d'agencement sera d'environ 95 à 105 pm. De cette façon, la partie de substrat, qui est le bord corrodé du dispositif de guide d'onde optique, est montée sur les fibres optiques sur la plate-forme d'agencement lors du couplage. Quand le rayon de chacune des fibres optiques est de 62,5 pmn, le centre du coeur du dispositif de guide d'onde doit être haut de 62,5 pm à partir de la surface du substrat du dispositif de guide d'onde optique, c'est-à- dire à partir de l'endroit o la partie saillante commence à ressortir, afin de faire correspondre le centre du coeur du dispositif de guide
d'onde optique avec le centre de la fibre optique.
C'est pourquoi les fibres optiques et le dispositif de guide d'onde optique sont agencés vers le haut et vers le bas, c'est-à-dire dans la direction dans laquelle un signal optique se déplace, sur la plate-forme d'agencement. La longueur de gauche à droite de la plaque en forme de saillie du dispositif de guide d'onde optique' sur base de la partie d'entrée et de sortie du coeur du guide d'onde optique doit être égale à la longueur de gauche à droite de la cavité
d'enfoncement de la plate-forme d'agencement, c'est-à-
dire la longueur d'une direction perpendiculaire à la
direction dans laquelle un signal optique se déplace.
De même, le dispositif de guide d'onde optique doit être fabriqué à l'avance de telle façon que le centre l1 du coeur de sa partie d'entrée et de sortie puisse se trouver en face de la partie d'entrée et de sortie de chacune des fibres optiques, ce qui permet l'agencement des fibres optiques et du dispositif de guide d'onde optique dans les directions droite et gauche. Comme représenté sur les figures 3 et 4, la plaque de la plate-forme d'agencement destinée à supporter les fibres optiques empêche la détérioration des fibres optiques du fait du retrait d'une couche d'enrobage des fibres optiques, quand les fibres optiques sont montées sur les rainures sur la plate-forme d'agencement. La structure de connexion susmentionnée entre des fibres optiques et un dispositif de guide d'onde est réalisée au moyen d'un procédé d'agencement passif au lieu d'un procédé d'agencement actif pour relier des fibres optiques à un dispositif de guide d'onde optique et ne nécessite donc pas de source optique, de détecteur optique, de dispositif d'agencement précis, etc., qui sont nécessaires dans le cas d'une connexion
d'agencement actif.
D'après la présente invention, aucune source optique, aucun détecteur optique, etc., n'est utilisé pour connecter la fibre optique au guide d'onde optique grâce à une structure d'agencement passif, ce qui réduit les coûts. De plus, cette approche permet
d'établir une connexion rapide.
Claims (6)
1. Structure de connexion de fibres optiques et d'un guide d'onde caractérisée en ce qu'elle comprend: des fibres optiques (200); un dispositif de guide d'onde optique (210) dont le plan comprenant un coeur de guide d'onde ressort au-dessus de la surface d'un substrat (212); et une plate-forme d'agencement (220) qui est placée de façon à ce que le centre de chacune des fibres optiques (200) puisse faire face au centre du coeur de guide d'onde du dispositif de guide d'onde optique (210) et a des rainures enfoncées (222) pour les fibres optiques (200) et une cavité enfoncée (221) pour la partie saillante (211) du dispositif de guide
d'onde optique (210).
2. Structure de connexion de fibres optiques et d'un guide d'onde selon la revendication 1, dans laquelle, lorsque le dispositif de guide d'onde optique (210) est monté sur la plate-forme d'agencement (220), une partie de substrat non saillante sert de couverture des fibres optiques à monter sur la plate-forme
d'agencement (220).
3. Structure de connexion de fibres optiques et d'un guide d'onde selon la revendication 1, dans laquelle la plate-forme d'agencement (320, 420) comprend en outre un rebord d'appui (321, 421) destiné à supporter une partie de fibre optique s'étendant à partir des rainures enfoncées (322, 423) quand les fibres optiques (300, 400) sont montées sur les
rainures enfoncées (322, 423).
4. Structure de connexion de fibres optiques et d'un guide d'onde selon la revendication 1, dans laquelle, sur la plate-forme d'agencement (220), la hauteur à partir de la surface de la rainure gravée jusqu'à une profondeur o la partie saillante (211) du dispositif de guide d'onde (210) peut s'insérer au centre du coeur de guide d'onde quand le dispositif de guide d'onde (210) est placé dans la cavité enfoncée (221) est égale au rayon de la section de chacune des
fibres optiques (200).
5. Structure de connexion de fibres optiques et d'un guide d'onde selon la revendication 1, dans laquelle, dans le dispositif de guide d'onde optique (210), la hauteur à partir du substrat (212) jusqu'au centre du dispositif de guide d'onde optique (210) est
égale au rayon de la section des fibres optiques (200).
6. Structure de connexion de fibres optiques et d'un guide d'onde, comprenant: des fibres optiques (400); un dispositif de guide d'onde optique (410)
dont le plan comprenant un guide d'onde ressort au-
dessus de la surface d'un substrat (412); et une plate-forme d'agencement (420), qui est placée de façon à ce que le centre de chacune des fibres optiques (400) puisse faire face au centre du coeur de guide d'onde du dispositif de guide d'onde optique (410), a des rainures creusées en V (423) pour les fibres optiques (400) et une cavité enfoncée (424) pour le plan saillant (411) du dispositif de guide d'onde optique (410), et comprend un rebord d'appui destiné à supporter une partie d'extension de chacune des fibres optiques (400) quand les fibres optiques (400) sont montées sur les rainures en forme de V
(423).
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