FR2777359A1 - Connexion d'une fibre optique et d'un guide d'ondes optique par fusion - Google Patents

Abstract

Un joint entre un guide d'ondes (la) et une fibre optique (2) est créé par fusion en irradiant avec un faisceau laser l'interface (4) entre la fibre optique et le guide d'ondes. La répartition spatiale de l'énergie fournie à l'interface (4) présente une zone centrale dont l'énergie est réduite par rapport à une zone périphérique, de sorte qu'un laser de puissance relativement élevée peut ainsi être utilisé tout en évitant le fléchissement du guide d'ondes. Le faisceau laser est adapté pour irradier une densité d'énergie plus importante sur le guide d'ondes que sur la fibre optique, typiquement en décalant le centre du faisceau laser vers le côté guide d'ondes. La fusion est effectuée pendant qu'une force (F) pousse le guide d'ondes et la fibre optique l'un vers l'autre, afin d'éviter la création d'un espace vide entre eux. De préférence, un joint polymère ou minéral supplémentaire est aussi créé.

Description

La présente invention concerne le domaine des dispositifs et réseaux

optiques. Il est souvent nécessaire de relier une fibre optique à un guide d'ondes optique, par exemple, lors de la fabrication de dispositifs optiques intégrés destinés à une application dans un réseau de communication. Ici, l'expression "guide d'ondes optique" est employée, par opposition à l'expression "fibre optique", pour désigner un guide d'ondes (typiquement un guide d'ondes planaire de section transversale rectangulaire) disposé sur un substrat. Des guides d'ondes de ce genre sont fréquemment employés dans des applications d'optique intégrée,

par exemple en tant que composant d'un multiplexeur ou d'un démultiplexeur.

Le procédé classique pour relier des fibres optiques entre elles fait appel à une décharge d'arc électrique. Cependant, ce procédé ne convient pas quand il s'agit de relier une fibre optique à un guide d'ondes puisque, en raison des caractéristiques géométriques spécifiques du guide d'ondes, ce dernier présente une capacité thermique plus élevée que celle de la fibre optique. On a donc proposé de relier une fibre optique à un guide d'ondes en silice en rapprochant les éléments jusqu'à ce qu'ils soient en contact et en appliquant un faisceau laser afin

de les faire fusionner. Or, dans ce dernier cas un autre inconvénient survient.

Plus particulièrement, si le joint créé par fusion est produit en employant un faisceau laser de haute énergie, ce dernier peut provoquer un fléchissement du coeur du guide d'ondes et, par ailleurs, faire fondre la fibre optique de manière excessive. Pourtant, en cas d'utilisation d'un faisceau laser d'énergie plus basse, le joint créé entre le guide d'ondes et la fibre optique n'est pas aussi fort que désiré. Pour résoudre ce problème, une approche a été proposée dans la demande de brevet japonais JP-A-8-75949, selon laquelle on réalise un chauffage préalable du guide d'ondes en utilisant des moyens autres que le faisceau laser employé pour faire fusionner le guide d'ondes et la fibre optique. Ce chauffage préalable permet de réduire la puissance du faisceau laser requise pour créer la connexion par fusion. Cependant, une telle approche rend plus compliqué le procédé de création du joint par fusion et, dans plusieurs cas, demande l'utilisation d'un équipement spécial et/ou la modification de la structure du composant optique

intégré destiné à être relié à la fibre optique.

Ainsi, un but de la présente invention est de prévoir un procédé de formation par fusion d'un joint entre une fibre optique et un guide d'ondes

optique, dans lequel les pertes optiques sont minimisées et un joint fort est réalisé.

La présente invention prévoit un procédé destiné à relier une fibre optique à un guide d'ondes optique, comprenant les étapes consistant à: aligner la fibre optique avec le guide d'ondes, mettre en contact la fibre optique et le guide d'ondes, et émettre un faisceau laser, de puissance prédéterminée, en vue d'irradier la zone de contact entre la fibre optique et le guide d'ondes, l'énergie ainsi fournie à ladite zone de contact présentant une répartition spatiale d'énergie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à réduire, au niveau de ladite zone de contact, l'énergie correspondant à une partie sensiblement centrale de ladite répartition spatiale d'énergie par rapport à l'énergie

correspondant à une partie périphérique de cette répartition spatiale d'énergie.

La répartition d'énergie à travers la section d'un faisceau laser suit une distribution Gaussienne. Ainsi, la plus grande partie de l'énergie du faisceau laser se trouve localisée dans la partie centrale de celui-ci. Dans la présente invention, en réduisant l'énergie correspondant à une partie sensiblement centrale de la répartition d'énergie par rapport à une partie périphérique, c'est-à-dire aux bords, de celle-ci, on rend la répartition d'énergie au niveau de la zone de contact plus homogène. De cette manière, on peut éviter la présence d'un maximum d'énergie au centre de cette répartition, ce qui permet de réduire le risque de fléchissement du guide d'ondes et de la fibre optique. La quantité d'énergie souhaitée peut ainsi être fournie à la zone de contact entre la fibre optique et le guide d'ondes afin de

provoquer la fusion, sans entrainer de détérioration du guide d'ondes et de la fibre.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'étape de réduction de l'énergie dans la partie sensiblement centrale de la répartition spatiale d'énergie par rapport à la partie périphérique est mise en ceuvre en dirigeant le faisceau laser vers ladite zone de contact, et en utilisant un élément de masquage disposé sur le trajet du faisceau laser, en amont de ladite zone de contact, pour éliminer une partie sensiblement centrale du faisceau laser tout en laissant passer une partie périphérique de celui-ci. Cet élément de masquage est, de préférence, un objet

fabriqué en un matériau possédant une bonne conductivité thermique.

De préférence entre 20 et 80% de l'énergie du faisceau laser, et de façon encore plus avantageuse environ 50% de l'énergie, est éliminée par l'élément de

masquage en amont de la zone de contact.

Avantageusement, l'élément de masquage est sensiblement cylindrique et est disposé sur le trajet du faisceau laser avec son axe aligné avec la direction de

propagation du faisceau laser.

Typiquement, le faisceau laser est agrandi et collimaté avant d'être dirigé vers la fibre optique et le guide d'ondes optique en contact. Le faisceau laser est de plus focalisé sensiblement sur la zone de contact par un élément de focalisation, et l'élément de masquage est disposé sur le trajet du faisceau laser en amont de l'élément de focalisation. De cette façon, on peut minimiser la densité d'énergie que doit subir l'élément de masquage et atténuer le besoin d'un positionnement précis de celui-ci par rapport à la section du faisceau laser. Par "focalisé sensiblement sur la zone de contact", on entend que le faisceau laser est soit focalisé sur la zone de contact, soit légèrement défocalisé au niveau de cette zone. Le fait de défocaliser légèrement le faisceau au niveau de la zone de contact

permet de produire une tache floue qui homogénéise la répartition d'énergie.

Selon un second mode de réalisation de l'invention, l'étape de réduction de l'énergie dans la partie sensiblement centrale de la répartition spatiale d'énergie par rapport à la partie périphérique est mise en ceuvre en divisant, en amont de ladite zone de contact, le faisceau laser en plusieurs faisceaux distincts, et en dirigeant

ces faisceaux vers ladite zone de contact.

Typiquement, le faisceau laser est divisé en les faisceaux distincts par un miroir diviseur, disposé sur le trajet du faisceau laser en amont de la zone de contact, et les faisceaux distincts sont dirigés vers la zone de contact par des

miroirs paraboliques.

De préférence, les faisceaux distincts résultant de la division du faisceau

laser sont légèrement défocalisés au niveau de la zone de contact.

Dans les modes de réalisation préférés de l'invention, la partie de ladite énergie fournie à la zone de contact qui atteint le guide d'ondes est plus importante que celle qui atteint la fibre optique. De cette façon, on peut limiter l'effet de fusion de la fibre optique. Cette distribution asymétrique de l'énergie du laser sur les composants optiques peut être réalisée de plusieurs manières différentes. Par exemple, dans le cas du mode de réalisation utilisant l'élément de masquage, le faisceau laser peut être décalé par rapport à la frontière entre la fibre optique et le guide d'ondes, vers le côté guide d'ondes. Typiquement, ce décalage doit être d'une distance égale à 5-20% du diamètre du faisceau laser. Une autre possibilité pour produire la distribution asymétrique d'énergie consiste à utiliser un élément de masquage de section transversale asymétrique. Dans une variante, le faisceau laser peut être légèrement décalé par rapport à la frontière entre le guide d'ondes et la fibre optique et, en même temps, l'élément de masquage peut

produire une distribution d'énergie légèrement asymétrique.

Le procédé selon l'invention crée un joint fort par fusion entre la fibre optique et le guide d'ondes, dont les pertes optiques dues à la fusion sont assez faibles. Toutefois, on a découvert que les pertes peuvent être réduites encore davantage si, lors de l'irradiation de la zone de contact selon l'un quelconque des modes de réalisation ci-dessus, une force est appliquée entre la fibre optique et le guide d'ondes dans un sens qui tend à les rapprocher. En général, cette force ou pression légère provoque un déplacement relatif rapprochant la fibre optique et le guide d'ondes au cours de l'irradiation. Un tel déplacement doit être d'une

distance inférieure ou égale à 50pim environ.

La résistance de la connexion entre le guide d'ondes et la fibre optique peut être davantage accrue en créant avec un matériau adhésif un joint supplémentaire au joint par fusion. En outre, afin de réduire les contraintes dans le joint par fusion, il est préférable de commander le cycle de puissance du laser de façon que la puissance du faisceau laser soit maintenue à un premier niveau, relativement élevé, au cours d'une première période pendant laquelle le joint est créé par fusion, et soit maintenue à un niveau plus bas pendant une deuxième période, postérieure à la première, de manière à permettre au joint créé par fusion

de refroidir lentement.

Typiquement, le procédé selon la présente invention s'applique à la connexion de fibres optiques à des guides d'ondes en silice, tels que des guides d'ondes formés sur une plaquette en silice. Pour assurer l'absorption de l'énergie du laser par le matériau du guide d'ondes, un laser de longueur d'onde supérieure à 4 gm est employé dans l'étape d'irradiation. Parmi les lasers appropriés on dénombre un laser CO, de longueur d'onde 9,8 gm, et un laser CO2, de longueur

d'onde 10,6 gtm. Le laser CO2 est préféré du fait de son coût plus faible.

D'autres caractéristiques et d'autres avantages de la présente invention

seront mieux appréciés à la lecture de la description suivante de plusieurs modes

de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatif, en liaison avec les dessins annexés dans lesquels: - la figure I est un schéma montrant la structure générale d'un appareil servant à mettre en oeuvre le mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 2 est un schéma montrant le décalage du faisceau laser par rapport à la frontière entre la fibre optique et le guide d'ondes selon le mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 3 est un graphique montrant un cycle opérationnel typique du procédé selon le mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 4 est un schéma indiquant comment, selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le joint par fusion de l'invention peut être associé à un joint supplémentaire entre la fibre optique et le guide d'ondes; - la figure 5 est un schéma montrant un appareil servant à mettre en oeuvre un second mode de réalisation de l'invention; - les figures 6A, 6B et 6C montrent des profils de répartition d'énergie de faisceau laser; et - la figure 7 est un schéma montrant une configuration particulière de deux

faisceaux laser produits par l'appareil de la figure 5.

Le mode de réalisation préféré du procédé selon la présente invention peut être mis en oeuvre en employant l'appareil montré à la figure 1. Cet appareil et ce procédé sont utilisés pour créer un joint par fusion entre un guide d'ondes en silice la formé sur un substrat en silice 1 (qui en combinaison constituent une puce optique intégrée) et l'extrémité 3 d'une fibre optique 2 alignée avec le guide d'ondes la. L'extrémité 3 de la fibre optique 2 est dénudée, c'est-à-dire la gaine de protection en plastique de cette dernière est retirée au niveau de l'extrémité, pour exposer la partie en silice de la fibre 2. L'extrémité de la puce 1, la possède une partie en forme d'escalier 5 pour recevoir l'extrémité dénudée 3 et la partie

non dénudée de la fibre optique 2.

L'énergie nécessaire pour fusionner le guide d'ondes et la fibre optique est fournie par un faisceau laser produit, typiquement, en utilisant l'agencement suivant d'éléments: un laser C02 10 produit un faisceau laser qui est ensuite agrandi et collimaté par une unité d'agrandissement 12, dévié par un miroir 14 et focalisé par une lentille (ou un système de lentilles) 16. Le faisceau laser est focalisé sensiblement sur l'interface, désignée par 4, entre la fibre optique et le

guide d'ondes d'une manière expliquée davantage en détail ci-dessous.

Selon le procédé de la présente invention, l'énergie fournie à l'interface 4 entre le guide d'ondes la et la fibre optique 2 présente une répartition spatiale dans laquelle l'énergie correspondant à une partie sensiblement centrale est réduite par rapport à celle correspondant à une partie périphérique. Par "zone sensiblement centrale" on entend une zone centrale ou légèrement décalée relativement au

centre de la répartition d'énergie.

A cet effet, l'appareil de la figure I comprend un élément de masquage 20, de forme sensiblement cylindrique, disposé sur le trajet du faisceau laser en amont de l'interface 4 entre la fibre optique 2 et le guide d'ondes la. L'élément de masquage 20 empêche qu'une partie sensiblement centrale 17 du faisceau laser émis par le laser 10 atteigne l'interface 4. L'élément de masquage 20 élimine l'énergie correspondant à cette partie sensiblement centrale 17, tout en laissant la partie périphérique restante 18 du faisceau se propager vers l'interface 4 entre la fibre optique et le guide d'ondes. Compte tenu de la distribution Gaussienne de l'énergie à travers la section du faisceau laser, le masquage, ou blocage, de la partie centrale 17 du faisceau laser permet d'éliminer une proportion élevée de l'énergie du faisceau. De façon avantageuse, le diamètre et la position de l'élément de masquage 20 sont sélectionnés de sorte que 20 à 80% de l'énergie du faisceau tel qu'émis par le laser 10, et de manière encore plus avantageuse environ

% de l'énergie, soit empêchée d'atteindre les éléments destinés à être fusionnés.

L'élément de masquage 20 doit être fabriqué en un matériau possédant une bonne conductivité thermique de sorte qu'il puisse dissiper les grandes quantités d'énergie reçues du faisceau laser. De préférence, la longueur de l'élément de masquage 20 est choisie la plus grande possible, compte tenu des contraintes d'encombrement du dispositif d'ensemble, pour optimiser la dissipation d'énergie dans celui-ci. Typiquement, le diamètre et la longueur de l'élément 20 sont de mm et 10 mm respectivement. En outre, le matériau de l'élément de masquage doit se déformer peu lorsqu'il est chauffé, afin d'assurer que la quantité d'énergie éliminée du faisceau laser et la distribution spatiale de l'énergie restante soient stables et reproductibles. L'acier et le carbone sont des exemples de matériaux

appropriés pour l'élément 20.

Comme on peut le voir sur la figure 1, l'élément de masquage 20 est positionné sur le trajet optique du faisceau laser de préférence après l'agrandissement de ce dernier par l'unité 12 mais avant sa focalisation par l'élément 16. De cette manière la densité d'énergie arrivant sur l'élément de masquage 20 est réduite en comparaison au cas o ce dernier serait positionné avant l'unité d'agrandissement (ou bien après la lentille de focalisation 16). Ceci réduit des effets de chauffage local à l'intérieur de l'élément de masquage 20. Par ailleurs, en disposant l'élément de masquage 20 en un endroit sur le trajet optique du faisceau laser o le diamètre de ce dernier est relativement grand, on obtient une plus grande précision dans le centrage de l'élément de masquage 20 par rapport au faisceau laser. Sur la figure 1, l'élément de masquage 20 est disposé entre l'unité d'agrandissement 12 et le miroir 14 mais, en variante, il pourrait être

positionné entre le miroir 14 et la lentille 16.

Le procédé selon le mode de réalisation préféré de l'invention est

maintenant décrit en référence aux figures 1 à 4.

D'abord, le guide d'ondes la et la fibre optique 2 sont montés sur des porte-objets de micro-positionnement respectifs (non représentés), puis positionnés pour entrer en contact l'un avec l'autre, et alignés de façon classique (typiquement selon une méthode qui rend maximale la quantité de lumière transmise entre la fibre optique et le guide d'ondes). Lorsque la fibre optique 2 et le guide d'ondes la sont en contact au niveau de l'interface 4, le laser CO2 10 est excité de manière à générer, selon un premier niveau de puissance, un faisceau laser (typiquement un faisceau de diamètre 3,5 mm) qui est agrandi par l'unité d'agrandissement 12 (typiquement pour augmenter le diamètre du faisceau jusqu'à 14 mm), est dévié par le miroir 14 et est focalisé, par la lentille (ou le système de lentilles) 16, sensiblement sur l'interface, ou zone de contact, 4 entre la fibre optique 2 et le guide d'ondes la. Le diamètre du faisceau laser après focalisation par l'élément 16 est typiquement de l'ordre de 200 à 400p.m. De préférence, le faisceau laser est légèrement défocalisé au niveau de la zone de contact 4, afin de

rendre la tache produite par le faisceau légèrement floue au niveau de cette zone.

Comme on l'a mentionné ci-dessus, du fait de la présence de l'élément de masquage 20 sur le trajet optique du faisceau laser, la propagation d'environ 50% de l'énergie du faisceau tel que produit par le laser 10 vers les éléments destinés à être fusionnés est empêchée. Ainsi, un faisceau laser de puissance relativement élevée peut être employé dans le procédé sans provoquer le fléchissement du

coeur du guide d'ondes.

De préférence, selon la présente invention, la tache produite par le faisceau laser sur la zone de contact n'est pas rigoureusement centrée sur la frontière entre la fibre optique 2 et le guide d'ondes la mais, au contraire, est décalée d'une distance Ax vers le côté guide d'ondes. Ce décalage garantit que la fraction d'énergie du faisceau atteignant le guide d'ondes est plus grande que celle atteignant la fibre optique 2, qui, en raison de sa capacité thermique spécifique plus basse que celle du guide d'ondes, aurait tendance à fondre de manière trop importante. Dans un cas typique, o le diamètre du faisceau laser à l'endroit o il arrive sur les composants optiques est de 350jm environ, le décalage Ax doit être compris entre 20 et 60H.m. Une telle valeur du décalage assure la réalisation de la distribution de température voulue. Notamment, il est ainsi possible d'élever le

guide d'ondes et la fibre optique à la même température.

Egalement, selon la présente invention, lors de l'application du faisceau laser au premier niveau de puissance, qui est relativement élevé afin de provoquer la fusion locale du guide d'ondes la et de la fibre optique 2 au niveau de la frontière entre ceux-ci, une force F est appliquée afin d'exercer une pression légère dans un sens servant à rapprocher la fibre optique et le guide d'ondes. Dans une variante, la force F peut être appliquée au guide d'ondes, ou des forces

complémentaires peuvent être appliquées au guide d'ondes et à la fibre optique 2.

En l'absence de l'application d'une force relative entre le guide d'ondes et la fibre optique dans un sens servant à les rapprocher, on a découvert que l'extrémité 3 de la fibre optique 2 se déforme lors de la fusion de celle-ci de sorte qu'un espace vide se créé entre la fibre optique et le guide d'ondes. L'application de la force F est, donc, souhaitable pour assurer l'obtention d'un joint de haute résistance dont

les pertes optiques sont faibles.

Typiquement, l'application de la force F provoque un déplacement relatif entre la fibre optique 2 et le guide d'ondes la au cours du processus de fusion, ce déplacement relatif pouvant aller jusqu'à 50p.m. En conséquence de ce déplacement relatif, l'extrémité 3 de la fibre optique 2 peut pénétrer légèrement dans le matériau du guide d'ondes, ce qui renforce encore davantage la résistance

du joint créé par fusion.

Après que le guide d'ondes la et la fibre optique 2 sont fusionnées, la puissance du faisceau laser est réduite à un niveau plus bas et, de préférence, ce niveau de puissance est abaissé encore, de façon graduelle, sur une période relativement longue afin de permettre au joint créé par fusion de se refroidir

lentement. De cette manière les contraintes du joint créé par fusion sont réduites.

La figure 3 montre un cycle de puissance typique du laser CO2 au cours d'un cycle du procédé selon la présente invention. La figure 3 montre aussi la période pendant laquelle l'application de la force F provoque un déplacement de la fibre 2 vers le guide d'ondes la, et le niveau d'un signal optique transmis entre la

fibre 2 et le guide d'ondes la pour permettre le suivi du processus de connexion.

On verra que les différentes étapes du cycle de connexion sont de très courte durée. Ainsi, dans la pratique, on préfère que les déplacements des porte-objets de micro-positionnement, et le cycle de puissance du laser, soient commandés par ordinateur. Typiquement, le cycle de puissance du laser est commandé en réglant le courant d'excitation de celui-ci selon un signal de commande. De manière classique, le niveau du signal de commande peut à son tour être réglé en faisant varier soit un courant soit une tension de réglage, selon l'implémentation concrète

adoptée pour l'unité de commande.

Afin d'assurer que le dispositif final soit robuste, il est préférable d'ajouter au joint créé par fusion un joint polymère ou minéral supplémentaire 25, tel qu'on peut le voir sur la figure 4. La combinaison de ce joint supplémentaire avec la configuration en escalier 5 de l'extrémité de la puce 1 permet l'obtention d'une connexion supplémentaire particulièrement résistante entre la fibre optique et le

guide d'ondes.

Dans la description ci-dessus du mode de réalisation préféré de l'invention,

une distribution de température asymétrique est établie à travers la frontière entre le guide d'ondes et la fibre optique en décalant la tache produite par le faisceau laser par rapport à la frontière. Cependant, cette distribution de température asymétrique peut être réalisée d'une autre manière. Par exemple, la distribution souhaitée peut être obtenue en employant un élément de masquage 20 dont la section transversale (perpendiculairement au faisceau laser 17, 18) a une forme telle que le faisceau laser comprenne plus d'énergie à des positions qui seront focalisées sur le guide d'ondes et relativement moins d'énergie aux positions qui seront focalisées sur la fibre optique 2. Un tel élément de masquage 20 pourrait, par exemple, posséder une section transversale en forme de poire. En variante, la distribution de température souhaitée peut être obtenue en utilisant la combinaison d'un décalage du faisceau laser et de l'utilisation d'un élément de masquage 20 de

forme spéciale.

D'autres d'éléments de masquage que ceux décrits ci-dessus peuvent également être utilisés pour éliminer une partie de l'énergie du faisceau laser. Par exemple, au lieu d'utiliser un cylindre, un autre élément de section transversale circulaire, tel qu'un cône, peut être employé. De manière alternative, des éléments ne possédant pas de section transversale circulaire peuvent être employés (par exemple, des éléments dont la section est en forme d'étoile, en forme d'ellipse, etc.). Théoriquement, un résultat semblable pourrait être obtenu en employant un masque sensiblement en deux dimensions de forme circulaire (ou de forme

différente) ou un élément de masquage mince (tel qu'un disque).

Par ailleurs, d'autres types de laser que le laser CO2 peuvent être utilisés, à condition que le matériau du guide d'ondes soit capable d'absorber de l'énergie à la longueur d'onde du laser employé. Dans le cas d'un guide d'ondes en silice cette condition implique dans la pratique que la longueur d'onde du laser soit

supérieure à 4 ou 5p.m.

La figure 5 montre un second mode de réalisation de l'étape d'irradiation de la zone de contact 4 selon la présente invention. Selon ce second mode de réalisation, un faisceau laser 40, produit par une source laser (non représentée), est dirigé vers un miroir diviseur 50, qui divise le faisceau 40 en deux faisceaux laser distincts 41 et 42. Chaque faisceau 41, 42 est alors réfléchi par un miroir parabolique respectif 60, 70 et focalisé par ce miroir parabolique sur l'interface 4

entre la fibre optique 2 et le guide d'ondes la.

Plus particulièrement, le miroir diviseur 50 se présente typiquement sous la forme d'un prisme triangulaire, dont une médiane de la section transversale triangulaire (dans le plan de la figure 5) est sensiblement confondue avec l'axe 43 du faisceau laser 40, et dont deux faces latérales adjacentes 51, 52 disposées de part et d'autre de l'axe 43 sont réfléchissantes. Les faisceaux laser 41 et 42 réfléchis respectivement par les faces 51, 52 du miroir diviseur 50 sont de préférence focalisés par les miroirs paraboliques sur la zone de contact 4 entre la fibre optique 2 et le guide d'ondes la de telle manière à y être superposés. La figure 6 illustre la modification de la répartition d'énergie du faisceau laser 40 par les éléments optiques 50, 60 et 70 lors de l'irradiation de la zone de contact entre la fibre optique 2 et le guide d'ondes la. Le profil Gaussien (Cf. figure 6A) de la répartition d'énergie du faisceau laser 40, dans un plan perpendiculaire à celui de la figure 5, avant division du faisceau par le miroir diviseur 50, est transformé, au niveau de ladite zone de contact, en un profil d'énergie sensiblement rectangulaire, montré en trait pointillé à la figure 6B. Ce profil sensiblement rectangulaire correspond à la somme de deux demi-courbes Gaussiennes associées

respectivement aux deux faisceaux 41, 42.

Le profil de la répartition d'énergie au niveau de la zone de contact 4 entre la fibre optique 2 et le guide d'ondes la tel que montré à la figure 6B présente donc une partie centrale dont le niveau d'énergie a été réduit pour devenir du même ordre que celui de la partie périphérique restante. De cette manière, on

évite la présence d'un maximum d'énergie au centre de cette répartition.

Il est toutefois à noter que le profil de répartition d'énergie au niveau de la zone de contact n'est pas nécessairement rectangulaire. La figure 6C montre un autre exemple de répartition d'énergie dans lequel l'énergie correspondant à une zone sensiblement centrale 80 de la répartition d'énergie a été réduite par rapport à la partie périphérique restante, c'est-à-dire aux bords, 81 de celle-ci. Dans le profil de répartition de la figure 6C, l'énergie aux bords 81 est plus importante que celle au centre 80. Un tel profil est obtenu, dans le second mode de réalisation, en appliquant les deux faisceaux laser 41, 42 à deux endroits différents de la zone de contact 4, comme montré à la figure 7. Le profil de répartition montré à la figure 6C est du même type que celui obtenu dansle premier mode de réalisation à l'aide de l'élément de masquage 20. Dans la pratique, l'effet produit dans la zone de contact 4 par les répartitions d'énergie des figures 6B et 6C est peu différent puisque, dans le cas d'une répartition du type de la figure 6C, la distribution de température dans la zone de contact entre le fibre optique 2 et le guide d'ondes la est quasiment homogène du fait de la diffusion thermique qui se produit dans cette

zone de contact.

Selon une variante du second mode de réalisation, les faisceaux laser 41, 42 irradiant la zone de contact 4 entre la fibre optique 2 et le guide d'ondes la sont légèrement défocalisés au niveau de cette zone de contact, afin de rendre la tache produite par les faisceaux 41, 42 légèrement floue au niveau de la zone 4. De cette manière, il est possible d'étaler la répartition d'énergie, de manière à rendre

cette dernière plus homogène.

Egalement, les faisceaux 41, 42 sont de préférence appliqués sur la zone de contact 4 de façon que la quantité d'énergie atteignant le guide d'ondes la soit plus importante que celle atteignant la fibre optique 2. A cet effet, les faisceaux 41, 42

sont dirigés vers la zone de contact 4 de telle sorte que la tache produite par ceux-

ci au niveau de la zone 4 soit décalée par rapport à la frontière entre le guide

d'ondes la et la fibre optique 2 vers le côté guide d'ondes.

Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des modes de réalisation particuliers, on comprendra que diverses modifications peuvent y être apportées sans toutefois sortir du cadre de l'invention telle que définie dans les

revendications annexées.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour relier une fibre optique à un guide d'ondes optique, comprenant les étapes consistant à: aligner la fibre optique (2) avec le guide d'ondes (la), mettre en contact la fibre optique et le guide d'ondes, et émettre un faisceau laser, de puissance prédéterminée, en vue d'irradier la zone de contact (4) entre la fibre optique et le guide d'ondes, l'énergie ainsi fournie à ladite zone de contact présentant une répartition spatiale d'énergie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à réduire, au niveau de ladite zone de contact (4), l'énergie correspondant à une partie sensiblement centrale de ladite répartition spatiale d'énergie par rapport à l'énergie correspondant à une partie périphérique de cette répartition spatiale d'énergie.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de réduction est mise en oeuvre en dirigeant le faisceau laser vers ladite zone de contact (4), et en utilisant un élément de masquage (20) disposé sur le trajet du faisceau laser, en amont de ladite zone de contact, pour éliminer une partie sensiblement centrale

(17) du faisceau laser tout en laissant passer une partie périphérique (18) de celui-

ci.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'entre 20 et 80%, et de préférence environ 50%, de la puissance du faisceau laser est éliminée par l'élément de masquage (20) en amont de la zone de contact entre la fibre optique

(2) et le guide d'ondes (la).

4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le faisceau laser est focalisé sensiblement sur la zone de contact (4) entre la fibre optique (2) et le guide d'ondes (la) par un élément de focalisation (16), et l'élément de masquage (20) est disposé sur le trajet du faisceau laser en amont dudit élément de

focalisation (16).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce

que le faisceau laser est légèrement défocalisé au niveau de ladite zone de contact (4).

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce

que l'élément de masquage (20) est sensiblement cylindrique et est disposé sur le trajet du faisceau laser avec son axe aligné avec la direction de propagation du faisceau laser.

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de réduction est mise en oeuvre en divisant, en amont de ladite zone de contact, le faisceau laser en plusieurs faisceaux distincts (41, 42), et en dirigeant ces

faisceaux vers ladite zone de contact (4).

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le faisceau laser est divisé en lesdits faisceaux distincts (41, 42) par un miroir diviseur (50), disposé sur le trajet du faisceau laser en amont de ladite zone de contact (4), et lesdits faisceaux distincts sont dirigés vers ladite zone de contact par des miroirs

paraboliques (60, 70).

9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que lesdits faisceaux distincts (41, 42) sont légèrement défocalisés au niveau de ladite zone

de contact (4).

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce

que la partie de ladite énergie fournie à la zone de contact (4) qui atteint le guide

d'ondes (la) est plus importante que celle qui atteint la fibre optique (2).

11. Procédé selon la revendication 10, lorsqu'elle dépend au moins de la revendication 2, caractérisé en ce que la position du faisceau laser, au niveau de ladite zone de contact, est décalée par rapport à la frontière entre la fibre optique (2) et le guide d'ondes (la) vers le côté guide d'ondes, de préférence d'une

distance comprise entre 5 et 20% du diamètre du faisceau laser.

12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, lorsqu'elle dépend au moins de la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de masquage (20) est adapté pour empêcher que la quantité d'énergie atteignant la fibre optique (2) soit aussi

importante que celle atteignant le guide d'ondes (la).

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en

ce que, lors de l'irradiation de la zone de contact (4), une force (F) est appliquée

entre le guide d'ondes (la) et la fibre optique (2) de manière à les rapprocher.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite force (F) provoque un déplacement relatif rapprochant la fibre optique (2) et le guide

d'ondes d'une distance inférieure ou égale à 50pim.

15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en

ce qu'il comprend l'étape consistant à renforcer la connexion entre la fibre optique (2) et le guide d'ondes (la) en créant une connexion supplémentaire (25) entre eux par application d'un matériau adhésif

16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en

ce que le cycle de puissance du faisceau laser est commandé de façon que la puissance du faisceau laser soit maintenue à un premier niveau, relativement élevé, pendant une première période pendant laquelle un joint par fusion est créé entre la fibre optique (2) et le guide d'ondes (la), est soit commandée à un niveau plus bas pendant une deuxième période, postérieure à ladite première période, de

manière à ce que le joint par fusion puisse se refroidir lentement.

17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en

ce que le guide d'ondes (la) est formé dans une puce en silice (1, la).

18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en

ce que le faisceau laser a une longueur d'onde supérieure à 4p.m.

19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le faisceau laser

est émis par un laser CO2.