FR2823311A1 - Integrated micro guide fibre optic structure having fibre optic segments reception grooves template face placed length cut providing set length segment - Google Patents
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Abstract
Description
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PROCÉDÉ ET GABARIT D'OBTENTION
DE SEGMENTS DE FIBRES OPTIQUES
ET DISPOSITIF DE TRANSMISSION D'ONDES OPTIQUES À STRUCTURE INTÉGRÉE MUNIE DE TELS SEGMENTS
La présente invention concerne le domaine de la transmission d'ondes optiques et plus particulièrement le domaine des fibres optiques et le domaine des structures optiques à micro-guides intégrés. PROCESS AND TEMPLATE FOR OBTAINING
OPTICAL FIBER SEGMENTS
AND DEVICE FOR TRANSMITTING OPTICAL WAVES WITH INTEGRATED STRUCTURE PROVIDED WITH SUCH SEGMENTS
The present invention relates to the field of optical wave transmission and more particularly the field of optical fibers and the field of optical structures with integrated microguides.
La réalisation de multiplexeurs ou de démultiplexeurs de longueurs d'ondes optiques dont l'ordre de diffraction est particulièrement élevée, s'obtient généralement en faisant suivre à l'onde optique, entre deux organes tels que des coupleurs ou diviseurs optiques, des chemins de longueurs différentes qui présentent entre elles en particulier une progression arithmétique. The realization of multiplexers or demultiplexers of optical wavelengths whose order of diffraction is particularly high, is generally obtained by making the optical wave follow, between two bodies such as optical couplers or dividers, paths of different lengths which present between them in particular an arithmetic progression.
Dans l'état actuel de la technique, de telles réalisations sont obtenues dans des structures optiques intégrées présentant un réseau de micro-guides optiques reliant lesdits organes, dont les longueurs suivent une progression arithmétique les unes par rapport aux autres. In the current state of the art, such embodiments are obtained in integrated optical structures having a network of optical micro-guides connecting said members, the lengths of which follow an arithmetic progression relative to one another.
Celà conduit à la réalisation de micro-guides optiques qui sont de plus en plus incurvés de façon à augmenter le chemin optique entre les deux organes précités. Or, les pertes dans les micro-guides optiques sont en particulier liées à leurs rayons de courbure, de telle sorte qu'au-delà d'une certaine valeur de ces rayons de courbure, les pertes deviennent inacceptables. This leads to the production of optical micro-guides which are more and more curved so as to increase the optical path between the two abovementioned members. However, the losses in the optical micro-guides are in particular linked to their radii of curvature, so that beyond a certain value of these radii of curvature, the losses become unacceptable.
En conséquence, pour que les pertes soient acceptables, on est obligé de construire une structure optique intégrée dans laquelle les deux organes précités sont à une grande distance l'un de l'autre. Il s'ensuit que la surface de la structure optique intégrée, nécessaire pour constituer ledit réseau de micro-guides optiques, est très élevée. Consequently, in order for the losses to be acceptable, it is necessary to construct an integrated optical structure in which the two aforementioned members are at a great distance from each other. It follows that the surface of the integrated optical structure, necessary to constitute said network of optical micro-guides, is very large.
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La présente invention a en particulier pour but de réduire les inconvénients ci-dessus. The object of the present invention is in particular to reduce the above drawbacks.
La présente invention a tout d'abord pour objet un procédé d'obtention de segments de fibres optiques. The present invention firstly relates to a process for obtaining segments of optical fibers.
Selon l'invention, ce procédé consiste à placer des portions de fibres optiques dans respectivement des rainures de réception prévues dans une face d'un gabarit ; et à sectionner lesdites fibres en au moins un endroit de façon à obtenir des segments de fibres optiques de longueurs déterminées. According to the invention, this method consists in placing portions of optical fibers in respective receiving grooves provided in one face of a template; and cutting said fibers in at least one place so as to obtain segments of optical fibers of determined lengths.
Selon l'invention, ce procédé peut avantageusement consister à placer lesdites portions de fibres optiques dans respectivement des rainures parallèles du gabarit, et à sectionner lesdites portions de fibres selon au moins une ligne transversale de découpe. According to the invention, this method can advantageously consist in placing said portions of optical fibers in respectively parallel grooves of the template, and in cutting said portions of fibers along at least one transverse cutting line.
Selon l'invention, ce procédé peut avantageusement consister à placer lesdites portions de fibres optiques dans respectivement des rainures du gabarit présentant des butées, de telle sorte que respectivement une des extrémités desdites portions de fibres optiques vienne en appui sur une butée, et à sectionner lesdites portions de fibres selon une ligne transversale de découpe, de façon à obtenir des segments de fibres de longueurs déterminées entre lesdites butées et cette ligne de découpe. According to the invention, this method can advantageously consist in placing said portions of optical fibers respectively in grooves of the template having stops, so that respectively one of the ends of said portions of optical fibers comes to bear on a stop, and in cutting said portions of fibers along a transverse cutting line, so as to obtain segments of fibers of determined lengths between said stops and this cutting line.
Selon l'invention, ce procédé peut avantageusement consister à sectionner lesdites portions de fibres selon deux lignes transversales de découpe non parallèles, de façon à obtenir des segments de fibres de longueurs déterminées entre ces deux lignes de découpe. According to the invention, this method can advantageously consist in cutting said portions of fibers along two transverse non-parallel cutting lines, so as to obtain segments of fibers of determined lengths between these two cutting lines.
Selon l'invention, ce procédé peut avantageusement consister à placer lesdites portions de fibres optiques dans respectivement des rainures longitudinales du gabarit. According to the invention, this method can advantageously consist in placing said portions of optical fibers in respectively longitudinal grooves of the template.
Selon l'invention, ce procédé peut avantageusement consister à placer lesdites portions de fibres optiques dans respectivement des rainures circulaires concentriques du gabarit. According to the invention, this method can advantageously consist in placing said portions of optical fibers in respectively concentric circular grooves of the template.
Selon l'invention, la ou lesdites lignes de découpe s'étendent de préférence sensiblement radialement auxdites rainures circulaires. According to the invention, the said cutting line or lines preferably extend substantially radially to the said circular grooves.
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Selon l'invention, les écarts ou les pas entre lesdites rainures de réception sont de préférence égaux. According to the invention, the gaps or the pitches between said receiving grooves are preferably equal.
Selon l'invention, ce procédé peut avantageusement consister à sectionner lesdites portions de fibres optiques par sciage. According to the invention, this method can advantageously consist in cutting said portions of optical fibers by sawing.
La présente invention a également pour objet un gabarit d'obtention de segments de fibres optiques. The present invention also relates to a template for obtaining segments of optical fibers.
Selon l'invention, ce gabarit comprend une multiplicité de rainures de réception de portions de fibres optiques et au moins une rainure transversale de découpe coupant ces rainures de réception et présentant une profondeur supérieure à la profondeur de ces rainures de réception. According to the invention, this template comprises a multiplicity of grooves for receiving portions of optical fibers and at least one transverse cutting groove intersecting these receiving grooves and having a depth greater than the depth of these receiving grooves.
La présente invention a également pour objet un dispositif de transmission d'ondes optiques comprenant une structure intégrée présentant des moyens de guidage optique. The present invention also relates to an optical wave transmission device comprising an integrated structure having optical guide means.
Selon l'invention, ladite structure intégrée comprend un premier groupe de micro-guides optiques présentant une extrémité et un second groupe de micro-guides optiques présentant une extrémité. According to the invention, said integrated structure comprises a first group of optical micro-guides having one end and a second group of optical micro-guides having one end.
Selon l'invention, le dispositif de transmission comprend une multiplicité de segments de fibres optiques de longueurs différentes, dont les extrémités sont respectivement couplées optiquement auxdites extrémités du premier groupe de micro-guides optiques et du second groupe de micro-guides optiques. According to the invention, the transmission device comprises a multiplicity of segments of optical fibers of different lengths, the ends of which are respectively optically coupled to said ends of the first group of optical micro-guides and of the second group of optical micro-guides.
Selon l'invention, les parties d'extrémité desdits segments de fibres optiques sont de préférence fixées dans des parties en creux ou encoches de ladite structure. According to the invention, the end parts of said segments of optical fibers are preferably fixed in recessed or notched parts of said structure.
Selon l'invention, les longueurs desdits segments de fibres optiques peuvent avantageusement suivre entre elles une progression arithmétique. According to the invention, the lengths of said segments of optical fibers can advantageously follow an arithmetic progression between them.
La présente invention a également pour objet une application du dispositif de transmission précité à la réalisation de multiplexeurs optiques ou de démultiplexeurs optiques. The present invention also relates to an application of the aforementioned transmission device to the production of optical multiplexers or optical demultiplexers.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de gabarits d'obtention de segments de fibres optiques et d'une structure optique intégrée utilisant de tels segments, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel : The present invention will be better understood from the study of templates for obtaining segments of optical fibers and of an integrated optical structure using such segments, described by way of nonlimiting examples and illustrated by the drawing in which:
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- la figure 1 représente une vue de dessus d'un premier gabarit d'obtention de segments de fibres optiques ; - la figure 2 représente une coupe selon II-II du gabarit de la figure 1 ;
- la figure 3 représente une coupe partielle selon III-III du gabarit de la figure 1 ; - la figure 4 représente une coupe partielle selon IV-IV du gabarit de la figure 1 ; - la figure 5 représente une vue de dessus d'un second gabarit d'obtention de segments de fibres optiques selon la présente invention ; - la figure 6 représente une vue de dessus d'un troisième gabarit d'obtention de segments de fibres optiques selon la présente invention ; - la figure 7 représente une vue de dessus d'une structure optique intégrée comprenant des segments de fibres optiques ; - et la figure 8 représente une coupe longitudinale selon VIII-VIII de la structure optique intégrée de la figure 7. - Figure 1 shows a top view of a first template for obtaining segments of optical fibers; - Figure 2 shows a section on II-II of the template of Figure 1;
- Figure 3 shows a partial section on III-III of the template of Figure 1; - Figure 4 shows a partial section on IV-IV of the template of Figure 1; - Figure 5 shows a top view of a second template for obtaining segments of optical fibers according to the present invention; - Figure 6 shows a top view of a third template for obtaining segments of optical fibers according to the present invention; - Figure 7 shows a top view of an integrated optical structure comprising segments of optical fibers; FIG. 8 represents a longitudinal section along VIII-VIII of the integrated optical structure of FIG. 7.
En se reportant aux figures 1 à 4, on voit qu'on a représenté un gabarit 1 constitué par un plateau 2 qui présente une face plate 3 dans laquelle est réalisée une multiplicité de rainures circulaires concentriques 4 et une rainure transversale de découpe 5 qui s'étend radialement aux rainures circulaires 4 et qui les traverse. Referring to Figures 1 to 4, we see that there is shown a template 1 consisting of a plate 2 which has a flat face 3 in which is formed a multiplicity of concentric circular grooves 4 and a transverse cutting groove 5 which s 'extends radially to the circular grooves 4 and which passes through them.
Comme le montre plus précisément les figures 3 et 4, les rainures circulaires 4 sont adaptées pour recevoir respectivement des portions de fibres optiques 6 dont les longueurs sont telles que leurs extrémités 6a et 6b s'étendent dans la rainure radiale 5. As shown more precisely in FIGS. 3 and 4, the circular grooves 4 are adapted to receive respectively portions of optical fibers 6 whose lengths are such that their ends 6a and 6b extend in the radial groove 5.
Les rainures circulaires 4 sont dimensionnées de manière à maintenir les portions de fibres optiques 6, leur profondeur étant au moins égale à la moitié du diamètre des fibres de telle sorte qu'elles peuvent être aisément amenées en appui contre leurs fonds. La rainure radiale 5 est plus profonde que les rainures circulaires 4
La gabarit 1 étant installé sur une machine 2 de découpe présentant un outil de sectionnement ou de découpe tel qu'une scie 7, The circular grooves 4 are dimensioned so as to maintain the portions of optical fibers 6, their depth being at least equal to half the diameter of the fibers so that they can be easily brought to bear against their bottoms. The radial groove 5 is deeper than the circular grooves 4
The template 1 being installed on a cutting machine 2 having a cutting or cutting tool such as a saw 7,
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dans une position telle que cet outil 7 est déplaçable le long de la rainure de découpe 5, on peut alors procéder au sectionnement des extrémités 6a et 6b des fibres optiques 6 en engageant la scie 7 dans la rainure radiale 5 au-delà de la profondeur dès rainures circulaires 4 et en la déplaçant radialement à ces dernières. in a position such that this tool 7 is movable along the cutting groove 5, it is then possible to cut the ends 6a and 6b of the optical fibers 6 by engaging the saw 7 in the radial groove 5 beyond the depth from circular grooves 4 and by moving it radially to the latter.
Après quoi, on obtient une multiplicité de segments 8 de fibres optiques de longueurs déterminées et dont les faces d'extrémité s'étendent sensiblement radialement à l'axe de ces fibres optiques. Thereafter, a multiplicity of segments 8 of optical fibers of determined lengths is obtained, the end faces of which extend substantially radially to the axis of these optical fibers.
Dans un exemple de réalisation, les rainures circulaires concentriques 4 peuvent être placées les unes par rapport aux autres selon un pas tel que les longueurs des segments 8 de fibres optiques suivent entre elles une progression arithmétique. In an exemplary embodiment, the concentric circular grooves 4 can be placed relative to each other at a pitch such that the lengths of the segments 8 of optical fibers follow between them an arithmetic progression.
En se rapportant à la figure 5, on voit qu'on a représenté un gabarit 9 constitué par un plateau 10 qui présente une face plate 11 dans laquelle est réalisée une multiplicité de rainures longitudinales 12, parallèles entre elles, une rainure transversale 13 qui s'étend perpendiculairement aux rainures longitudinales 12 et dans laquelle est disposée une barre 15 constituant une butée, ainsi qu'une rainure transversale de découpe 14 non parallèle ou inclinée par rapport à la rainure 13. Comme dans l'exemple précédent, les rainures longitudinales 12 sont aptes à recevoir des portions de fibres optiques 16 et la rainure de découpe 14 est plus profonde que ces rainures longitudinales 12. Referring to Figure 5, we see that there is shown a template 9 consisting of a plate 10 which has a flat face 11 in which is formed a multiplicity of longitudinal grooves 12, parallel to each other, a transverse groove 13 which s 'extends perpendicular to the longitudinal grooves 12 and in which is disposed a bar 15 constituting a stop, as well as a transverse cutting groove 14 not parallel or inclined relative to the groove 13. As in the previous example, the longitudinal grooves 12 are capable of receiving portions of optical fibers 16 and the cutting groove 14 is deeper than these longitudinal grooves 12.
Ayant installé les portions de fibres optiques 16 dans les rainures longitudinales 12, dans des positions telles que l'une de leurs extrémités vienne en appui contre la butée 15 et qu'elles traversent la rainure transversale de découpe 14, on peut alors procéder, comme dans l'exemple précédent, au sectionnement des fibres optiques 16 en engageant un outil de sectionnement ou de découpe tel qu'une scie dans la rainure de découpe 14 et en le déplaçant le long de cette
fi dernière. Having installed the portions of optical fibers 16 in the longitudinal grooves 12, in positions such that one of their ends comes to bear against the stop 15 and that they pass through the transverse cutting groove 14, we can then proceed, as in the previous example, when cutting the optical fibers 16 by engaging a cutting or cutting tool such as a saw in the cutting groove 14 and moving it along this
fi last.
On obtient alors une multiplicité de segments 17 de fibres optiques dont les longueurs sont déterminées par la distance entre la butée 15 et la rainure transversale de découpe 14, ces segments 17 de A multiplicity of segments 17 of optical fibers is then obtained, the lengths of which are determined by the distance between the stop 15 and the transverse cutting groove 14, these segments 17 of
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fibres optiques présentant une extrémité en particulier coupée radialement du côté de la butée 15 et une extrémité biseautée du côté de la rainure de découpe 14. optical fibers having one end in particular cut radially on the side of the stop 15 and a beveled end on the side of the cutting groove 14.
Dans un exemple de réalisation particulier, l'angle d'inclinaison entre la butée 15 et la rainure de découpe 14 et les écarts ou les pas séparant les rainures longitudinales 12 peuvent être choisies de telle sorte que les longueurs des segments 17 de fibres optiques présentent entre elles une progression arithmétique. In a particular embodiment, the angle of inclination between the stop 15 and the cutting groove 14 and the gaps or steps separating the longitudinal grooves 12 can be chosen so that the lengths of the segments 17 of optical fibers have between them an arithmetic progression.
En se reportant à la figure 6, on voit qu'on a représenté un gabarit 18 qui, comme le gabarit 9 décrit en référence à la figure 5, comprend un plateau 19 qui présente une face plate 20 dans laquelle est réalisée une multiplicité de rainures longitudinales 21, une rainure transversale 22 qui traverse les rainures longitudinales 21 et qui s'étend perpendiculairement à ces dernières et une rainure transversale 23 qui traverse les rainures longitudinales 21 et qui s'étend de façon inclinée par rapport à la rainure 22. Referring to Figure 6, we see that there is shown a template 18 which, like the template 9 described with reference to Figure 5, comprises a plate 19 which has a flat face 20 in which is made a multiplicity of grooves longitudinal 21, a transverse groove 22 which passes through the longitudinal grooves 21 and which extends perpendicularly to the latter and a transverse groove 23 which passes through the longitudinal grooves 21 and which extends in an inclined manner relative to the groove 22.
Dans cet exemple, les rainures 22 et 23 constituent des rainures de découpe dont les profondeurs sont supérieures aux profondeurs des rainures longitudinales 21. In this example, the grooves 22 and 23 constitute cutting grooves whose depths are greater than the depths of the longitudinal grooves 21.
Ayant installé des portions de fibres optiques 24 dans les rainures longitudinales 21 de telle sorte qu'elles s'étendent au moins entre les rainures transversales de découpe 22 et 23, on procède alors, comme dans l'exemple précédent, au sectionnement de ces fibres optiques en introduisant un outil de découpe tel qu'une scie dans les rainures de découpe 22 et 23 et en le déplaçant le long de ces dernières. Having installed portions of optical fibers 24 in the longitudinal grooves 21 so that they extend at least between the transverse cutting grooves 22 and 23, we then proceed, as in the previous example, to the cutting of these fibers optics by inserting a cutting tool such as a saw into the cutting grooves 22 and 23 and moving it along the latter.
On obtient alors des segments 25 de fibres optiques dont les longueurs sont déterminées par les portions des rainures longitudinales 21 s'étendant entre les rainures transversales de découpe 22 et 23. Segments 25 of optical fibers are then obtained, the lengths of which are determined by the portions of the longitudinal grooves 21 extending between the transverse cutting grooves 22 and 23.
Dans un exemple de réalisation, on peut avantageusement prévoir que l'écart ou le pas séparant les rainures longitudinales 21 et l'angle d'inclinaison des rainures transversales de découpe 22 et 23 soient tels que les longueurs des segments 25 de fibres optiques présentent entre elles une progression arithmétique. In an exemplary embodiment, it is advantageously possible to provide that the distance or the pitch separating the longitudinal grooves 21 and the angle of inclination of the transverse cutting grooves 22 and 23 are such that the lengths of the segments of optical fibers have between they arithmetic progression.
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En se reportant maintenant aux figures 7 et 8, on voit qu'on a représenté un dispositif de transmission d'ondes optiques 26 utilisant les segments de fibres optiques obtenus grâce au gabarit décrit en référence aux figures 1 à 6 et plus particulièrement ceux obtenus à l'aide du gabarit décrit en référence aux figures 1 à 4. Referring now to FIGS. 7 and 8, it can be seen that an optical wave transmission device 26 has been shown using the segments of optical fibers obtained using the template described with reference to FIGS. 1 to 6 and more particularly those obtained at using the template described with reference to Figures 1 to 4.
Ce dispositif 26 comprend une structure intégrée 27 qui présente un premier groupe 28 de portions de micro-guides optiques longitudinaux 29 disposés parallèlement à distance les uns des autres et de mêmes longueurs, ainsi qu'un second groupe 30 de micro-guides optiques longitudinaux 31 qui s'étendent à distance les uns des autres et de mêmes longueurs, les micro-guides optiques 29 et les microguides 31 étant respectivement sur des lignes longitudinales communes. This device 26 comprises an integrated structure 27 which has a first group 28 of portions of longitudinal optical micro-guides 29 arranged parallel to each other at a distance and of the same length, as well as a second group 30 of longitudinal optical micro-guides 31 which extend at a distance from each other and of the same length, the optical micro-guides 29 and the microguides 31 being respectively on common longitudinal lines.
La structure intégrée 29 présente des parties en creux ou encoches longitudinales 32 qui sont respectivement formées entre les micro-guides optiques 29 et les micro-guides optiques 31, de telle sorte que les extrémités en vis-à-vis de leur coeur de transmission 29a et 31a débouchent dans les parois transversales d'extrémité 33 et 34 de ces encoches 32. The integrated structure 29 has recesses or longitudinal notches 32 which are respectively formed between the optical micro-guides 29 and the optical micro-guides 31, so that the ends facing their transmission core 29a and 31a open into the transverse end walls 33 and 34 of these notches 32.
Le dispositif 26 comprend en outre les segments 8 de fibres optiques obtenus à l'aide du gabarit 1 décrit en référence à la figure 1 comme décrit précédemment, qui sont installés de la manière suivante. The device 26 further comprises the segments 8 of optical fibers obtained using the template 1 described with reference to FIG. 1 as described above, which are installed in the following manner.
Comme le montre plus précisément la figure 8, les segments 8 de fibres optiques forment, au-dessus de la surface de la structure intégrée 27, des boucles et leurs parties d'extrémité 35 et 36 sont engagées longitudinalement et fixées par exemple par collage dans les encoches 32, de telle sorte que, respectivement, leurs faces d'extrémité 37 et 38 soient en contact avec les parois d'extrémité 33 et 34 des encoches 32 et que les coeurs de transmission 17a des segments de fibres optiques 8 soient en alignement et donc optiquement couplés d'une part aux coeurs de transmission 29a des micro-guides optiques 29 et aux coeurs de transmission 31a des micro-guides optiques 31. As shown more precisely in FIG. 8, the segments 8 of optical fibers form, above the surface of the integrated structure 27, loops and their end portions 35 and 36 are engaged longitudinally and fixed for example by gluing in the notches 32, so that, respectively, their end faces 37 and 38 are in contact with the end walls 33 and 34 of the notches 32 and that the transmission cores 17a of the optical fiber segments 8 are in alignment and therefore optically coupled on the one hand to the transmission cores 29a of the optical micro-guides 29 and to the transmission cores 31a of the optical micro-guides 31.
Compte tenu du fait que les segments de fibres optiques 8 présentent des longueurs différentes qui suivent une progression Taking into account that the optical fiber segments 8 have different lengths which follow a progression
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arithmétique, les ondes optiques les traversant pour passer de l'un des micro-guides optiques 29 et 31 à l'autre suivent des chemins de longueur différente qui suivent une progression arithmétique. arithmetic, the optical waves passing through them to pass from one of the optical micro-guides 29 and 31 to the other follow paths of different length which follow an arithmetic progression.
Dans l'exemple représenté, les autres extrémités des microguides optiques 29 et 30 sont optiquement reliées respectivement à des organes optiques tels que des coupleurs optiques ou des diviseurs 39 et 40 qui eux-mêmes, d'autre part, sont respectivement reliés à des micro-guides optiques d'entrée/sortie 41 et 42. In the example shown, the other ends of the optical microguides 29 and 30 are optically connected respectively to optical members such as optical couplers or dividers 39 and 40 which themselves, on the other hand, are respectively connected to micro - optical input / output guides 41 and 42.
Avantageusement, les différents chemins optiques constitués respectivement par les portions de micro-guides optiques 29a, les segments de micro-fibres 8 et les portions de micro-guides optiques 31 sont choisis de telle sorte que les différentes longueurs optiques respectent les valeurs qui leur sont attribuées dans le cadre de la progression arithmétique désirée. Advantageously, the different optical paths constituted respectively by the portions of optical micro-guides 29a, the segments of micro-fibers 8 and the portions of optical micro-guides 31 are chosen so that the different optical lengths respect the values which are given to them. assigned as part of the desired arithmetic progression.
La présente invention ne se limite pas aux exemples cidessus décrits. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. The present invention is not limited to the examples described above. Many alternative embodiments are possible without departing from the scope defined by the appended claims.
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