FR2834116A1

FR2834116A1 - Boitier etanche pour composant optique

Info

Publication number: FR2834116A1
Application number: FR0116679A
Authority: FR
Inventors: Julien Busi; Anne Laure Convert; Chaffraix Agnes Schmitt
Original assignee: Teem Photonics SA
Current assignee: Teem Photonics SA
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-06-27
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: FR2834116B1

Abstract

L'invention concerne un boîtier étanche destiné à recevoir un composant optique relié par une première et/ ou une deuxième extrémités à des fibres optiques, le boîtier (31) comportant plusieurs compartiments fermés : - un premier compartiment destiné à recevoir le composant optique (33), - un deuxième compartiment et éventuellement un troisième compartiment contenant respectivement un premier matériau de remplissage (29), situés de part et d'autre du premier compartiment et destinés à assurer le passage des fibres optiques (28, 27) connectées au composant, entre l'intérieur et l'extérieur du boîtier, et à assurer l'étanchéité du premier compartiment vis-à-vis de l'extérieur du boîtier. L'invention s'applique à tous les domaines nécessitant le conditionnement étanche de composants optiques connectés à des fibres optiques et en particulier dans le domaine des télécommunications par voie optique.

Description

BOÎTIER ETANCHE POUR COMPOSANT OPTIQUE Domaine technique
La présente invention concerne un boîtier étanche pour composant optique. Elle concerne plus précisément un boîtier apte à contenir de façon étanche, un composant optique ou un ensemble de composants optiques connectés à des fibres optiques.

Dans le reste de la description, on entend par composant optique aussi bien un composant optique qu'un ensemble de composants optiques.

L'invention trouve des applications dans tous les domaines nécessitant le conditionnement étanche de composants optiques connectés à des fibres optiques et en particulier dans le domaine des télécommunications par voie optique dans lequel des composants tels que par exemple des diviseurs ou des modules de multiplexage/démultiplexage nécessitent un tel conditionnement.

Etat de la technique antérieure
Les composants optiques sont soumis à des contraintes environnementales et mécaniques durant leur cycle de vie. En particulier, ils peuvent comporter des éléments sensibles à l'humidité, à la température et aux contraintes mécaniques et doivent donc être protégés des contraintes extérieures. Pour cela, il est connu d'utiliser un packaging ou conditionnement sous forme de boîtier étanche à l'humidité. L'étanchéité du boîtier est généralement obtenue par un matériau de

remplissage qui est introduit dans l'ensemble'du boîtier contenant le composant, ce matériau de remplissage peut permettre également d'assurer une certaine inertie au composant optique lors de changement de températures et d'amortir les chocs ou vibrations mécaniques pouvant être appliqués sur le composant.

La figure 1 représente justement en coupe un boîtier pour composant optique de l'art antérieur.

Ce boîtier 1 comporte un compartiment fermé unique contenant le composant optique 3.

Ce composant est relié de part et d'autre à des fibres optiques 5,7 qui permettent de connecter le composant à des éléments extérieurs au boîtier. Ce dernier comporte à chacune de ses extrémités un passage apte à permettre la traversée des fibres. Sur la figure 1 une seule fibre 5 est représentée en entrée du composant et une seule fibre 7 est représentée en sortie du composant, bien entendu suivant le composant optique contenu dans le boîtier, il peut être relié par plusieurs fibres en entrée et/ou en sortie.

Un matériau de remplissage 9 est mis dans le compartiment unique du boîtier et remplit ce dernier en recouvrant tout ou partie du composant. Ce matériau permet d'obturer notamment d'éventuels interstices persistant aux passages des fibres aux extrémités du boîtier. Par ailleurs, pour faciliter le conditionnement du composant, le boîtier comporte un couvercle amovible ; le matériau de remplissage permet ainsi également d'assurer l'étanchéité du composant

vis-à-vis de l'humidité pouvant s'introduire entre-le couvercle et le reste du boîtier.

Actuellement, le matériau de remplissage utilisé est le plus souvent un polymère que l'on fait durcir au moment du remplissage du boîtier. La polymérisation du matériau de remplissage peut entraîner un retrait non négligeable du matériau, induisant ainsi l'apparition de contraintes mécaniques sur le composant et donc une défaillance de celui-ci.

Par ailleurs, ce type de matériau peut parfois contraindre le composant lors de son cycle de vie, en particulier lors de changements de température, et donc conduire aussi à sa défaillance.

Pour ces différentes raisons, il est connu de choisir un matériau de remplissage de type polymère de faible dureté, autrement dit présentant une certaine élasticité tel qu'un gel silicone par exemple.

Cependant, plus le matériau est souple moins bonne est l'étanchéité du boîtier.

Dans ces conditions, les boîtiers de l'art antérieur présentent soit des problèmes d'étanchéité quand le matériau de remplissage est souple, soit des problèmes de contraintes mécaniques quand le matériau de remplissage est dur.

Exposé de l'invention
La présente invention a pour but de proposer un boîtier étanche pour composant optique ne présentant donc pas les problèmes des boîtiers de l'art antérieur.

En particulier, un but de l'invention est'de proposer un boîtier assurant à la fois l'étanchéité des éléments qu'il contient sans apporter de contraintes mécaniques à ces éléments.

Pour atteindre ces buts, l'invention propose un boîtier étanche pour un composant optique relié à des fibres optiques, ce boîtier comportant au moins deux compartiments fermés : un premier compartiment destiné à recevoir le composant optique, au moins un deuxième compartiment contenant un premier matériau de remplissage, situé à proximité du premier compartiment et destiné à assurer le passage des fibres optiques connectées au composant, entre l'extérieur et l'intérieur du boîtier, et à assurer l'étanchéité du premier compartiment vis-à-vis de l'extérieur du boîtier.

Comme on l'a vu précédemment, on entend par composant optique aussi bien un composant qu'un ensemble de composants.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le boîtier étant destiné à recevoir un composant optique relié par une première et une deuxième extrémités à des fibres optiques, le boîtier comporte trois compartiments fermés : - un premier compartiment destiné à recevoir le composant optique, un deuxième compartiment et un troisième compartiments contenant un premier matériau de remplissage, situés de part et d'autre du premier compartiment et destinés à assurer le passage des

fibres optiques connectées au composant, entre l'extérieur et l'intérieur du boîtier, et à assurer l'étanchéité du premier compartiment vis- à-vis de l'extérieur du boîtier.

On entend par premier matériau de remplissage du deuxième et du troisième compartiments, un matériau assurant la même fonction vis-à-vis de l'étanchéité, ce matériau pouvant être strictement identique dans ces deux compartiments ou différent.

Selon l'invention, le premier matériau de remplissage est utilisé uniquement dans le deuxième et éventuellement dans le troisième (lorsqu'il existe) compartiments et donc uniquement dans les zones de passage des fibres optiques qui sont des zones où l'humidité extérieure peut rentrer. Le premier compartiment ne contient pas le premier matériau de remplissage, celui-ci n'applique donc aucune contrainte mécanique sur le composant. Comme premier matériau de remplissage, on peut donc choisir un matériau pouvant être dur afin d'optimiser l'étanchéité du boîtier au passage des fibres. Mais bien entendu, un matériau souple peut également être choisi.

Ainsi, le boîtier de l'invention permet de déporter sur les fibres le lieu d'application des contraintes dues au premier matériau de remplissage.

Le boîtier de l'invention permet ainsi, d'assurer l'étanchéité sans introduire de contraintes mécaniques sur le composant.

De plus, les fibres présentant une sensibilité aux contraintes mécaniques moindre que celle des

composants, la gamme de premier matériau de remplissage est donc plus grande que dans l'art antérieur.

Ainsi, comme premier matériau de remplissage, on peut choisir avantageusement des matériaux rigides (par exemple du polyuréthane, de la résine époxy, etc.) ou également des matériaux souples (par exemple du gel silicone).

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le premier compartiment peut être également rempli par un deuxième matériau de remplissage, pour assurer une meilleure protection du composant vis-à-vis de l'extérieur du boîtier. Ce deuxième matériau est de préférence un matériau souple pour éviter d'induire des contraintes mécaniques sur le composant optique. A titre d'exemple, ce deuxième matériau est du gel silicone ou du polyisobutylène.

L'utilisation d'un deuxième matériau de remplissage permet également d'assurer une certaine inertie au composant aux changements de températures et d'amortir d'éventuels chocs ou vibrations mécaniques pouvant être appliqués sur le composant.

Selon l'invention le ou les matériaux de remplissage utilisés remplissent tout ou une partie du compartiment correspondant.

Selon un mode préféré de réalisation du boîtier de l'invention, les compartiments sont séparés deux à deux par une cloison. La ou les cloisons sont de préférence amovibles pour permettre une mise en place plus aisée du composant et des fibres associées.

Chaque cloison présente en outre un passage destiné à laisser passer la ou les fibres reliées au composant.

Chaque cloison est réalisée de préférence en un matériau souple tel qu'un matériau polymère et par exemple un caoutchouc afin de lui donner de la souplesse et faciliter ainsi sa mise en place dans le boîtier. De préférence, le matériau de la cloison est un matériau de la même famille que le premier matériau de remplissage pour assurer une meilleure compatibilité avec ce dernier et ainsi optimiser l'étanchéité du boîtier.

Par ailleurs, le boîtier comporte généralement les éléments suivants : une base, une première et une deuxième parois latérales, un couvercle et une première et une deuxième parois d'extrémité, ces différents éléments à l'exception d'un seul (pour permettre l'introduction du composant) peuvent former une structure monobloc ou bien certains d'entre eux peuvent être amovibles pour faciliter l'introduction dans le boîtier du composant optique et des fibres optiques associées ainsi que du ou des matériaux de remplissage.

Dans le cas de l'utilisation d'un élément amovible et en particulier dans le cas d'un élément fermant au moins le premier compartiment tel que le couvercle, cet élément comporte en outre au moins à sa périphérie un cordon d'étanchéité pour assurer la fermeture du boîtier et l'étanchéité entre l'élément et le reste du boîtier.

A titre d'exemple, ce cordon d'étanchéité peut être réalisé par un matériau polymère tel que celui

utilisé comme premier matériau de remplissage, il peut également être réalisé par un cordon de colle ou un joint de caoutchouc ou encore par un cordon de soudure formé par exemple par brasage d'un matériau fusible tel qu'un alliage de fer, nickel ou de l'aluminium.

La première paroi d'extrémité et/ou la deuxième paroi d'extrémité étant aptes à permettre le passage des fibres optiques de l'intérieur vers l'extérieur du boîtier, elles sont réalisées respectivement de préférence par un manchon apte à permettre la traversée des fibres.

Ce ou ces manchons permettent de fermer le boîtier et éventuellement de contenir dans le boîtier le premier matériau de remplissage. Ils sont avantageusement réalisés dans un matériau souple tel que par exemple du caoutchouc pour minimiser les contraintes appliquées sur les fibres et leur donner un degré de liberté.

Pour avoir une compatibilité optimale entre le manchon et le premier matériau de remplissage, le ou les manchons sont réalisés avantageusement également dans un matériau de la même famille que le premier matériau de remplissage.

Pour un matériau de remplissage de type polyuréthane, on choisira par exemple une ou des cloisons et le ou les manchons en polyuréthane.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, en référence aux figures des dessins annexés.

Cette description est donnée à titre purement illustratif et non limitatif.

Brève description des figures
La figure 1, déjà décrite, est une vue en coupe d'un boîtier de l'art antérieur, - La figure 2 illustre schématiquement en coupe un premier mode de réalisation de l'invention,
La figure 3 illustre schématiquement en coupe un deuxième mode de réalisation de l'invention,
La figure 4 représente schématiquement, également en coupe, une variante du deuxième de mode de réalisation, et - La figure 5 représente schématiquement selon une vue éclatée, les différents éléments du boîtier de la figure 4.

Description détaillée de modes mise en oeuvre de l'invention
La figure 2 illustre schématiquement en coupe un premier mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure est représenté un boîtier étanche 21 pour un composant optique 23 relié à des fibres optiques.

Dans cet exemple, l'ensemble des fibres optiques d'entrée et de sortie sont reliées à la même extrémité du composant. De ce fait, elles sont regroupées dans un ensemble de fibres référencé 25 qui traverse le boîtier au niveau d'une seule paroi d'extrémité référencé 10. De ce fait, il existe une seule zone délicate pour l'étanchéité du boîtier correspondant à la traversée des fibres 25 de l'intérieur vers l'extérieur du boîtier. Dans cette variante une seule cloison 22 est donc mise en oeuvre de

façon à former deux compartiments fermés. Un premier compartiment contenant le composant optique 23 est délimité de gauche à droite sur la figure par la cloison 22 et la paroi d'extrémité 11. Un deuxième compartiment est délimité de droite à gauche sur la figure par la cloison 22 commune avec le premier compartiment et la paroi d'extrémité 10 assurant le passage des fibres 25.

Le premier et le deuxième compartiments sont bien entendu également fermés par les parois latérales 24,26, la base (non représentée) et le couvercle (non représenté) du boîtier.

Le premier matériau de remplissage est disposé uniquement dans le deuxième compartiment pour assurer l'étanchéité du boîtier vis-à-vis de l'extérieur au passage des fibres.

De façon avantageuse, un deuxième matériau de remplissage (non représenté) peut être également introduit dans le premier compartiment pour assurer une meilleure protection du composant vis-à-vis de l'extérieur du boîtier. Ce deuxième matériau est de préférence plus souple que le premier matériau de remplissage pour éviter d'induire des contraintes mécaniques sur le composant optique.

A titre d'exemple, pour un boîtier dont la base, le couvercle, les parois latérales, les parois d'extrémité sont réalisés par exemple en aluminium ou dans un plastique tel que du polysulfure de phénylène, on choisira comme matériau pour la cloison 22 un polymère du type caoutchouc, comme premier matériau de remplissage du polyuréthane et éventuellement s'il

existe comme deuxième matériau de remplissage du gel silicone.

La figure 3 illustre schématiquement en coupe un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le boîtier contient un composant optique 33 relié par une première et une deuxième extrémités (qui sont opposées dans cet exemple) à des fibres optiques.

Ainsi, une fibre ou un ensemble de fibres 28 traversent le boîtier par la paroi d'extrémité 10 et sont reliées à la première extrémité du composant et une fibre ou un ensemble de fibres 27 traversent le boîtier par la paroi d'extrémité 11 et sont reliées à la deuxième extrémité du composant.

Dans cet exemple, il existe deux zones délicates pour l'étanchéité du boîtier correspondant à la traversée des fibres 28 et 27 de l'intérieur vers l'extérieur du boîtier. Dans cette variante deux cloisons 22 et 32 sont donc utilisées de façon à former trois compartiments fermés : - Un premier compartiment contenant le composant optique 33 délimité de gauche à droite sur la figure par la cloison 22 et la cloison 23.

- Un deuxième compartiment délimité de droite à gauche sur la figure par la cloison 22 commune avec le premier compartiment et la paroi d'extrémité 10 assurant le passage de la ou des fibres 28.

- Un troisième compartiment délimité de gauche à droite sur la figure par la cloison 32 commune avec le premier compartiment et la paroi

d'extrémité 11 assurant le passage de la ou des fibres 27.

Ces trois compartiments sont bien entendu également fermés par les parois latérales 24,26, la base (non représentée) et le couvercle (non représenté) du boîtier.

Selon l'invention, le premier matériau de remplissage 29 est utilisé dans le deuxième et le troisième compartiments et donc uniquement dans les zones correspondant au passage des fibres optiques qui sont les zones où l'humidité extérieur peut rentrer. Le premier matériau de remplissage est par exemple du polyuréthane.

Le premier compartiment ne contient pas sur cette figure, de matériau de remplissage, mais bien entendu comme dans le cas de la figure précédente un deuxième matériau de remplissage, moins dur que le premier, peut éventuellement être utilisé pour optimiser encore d'avantage l'étanchéité du boîtier.

Les mêmes matériaux que dans l'exemple précédent peuvent être utilisés.

La figure 4 représente schématiquement, également en coupe, une variante du deuxième de mode de réalisation du boîtier selon l'invention.

Ainsi dans cet exemple, le boîtier 41 représenté, diffère de celui de la figure 3 par l'utilisation dans le compartiment central d'un deuxième matériau de remplissage 49, dans lequel est noyé le composant optique 33. Par ailleurs, les parois d'extrémité du boîtier sont réalisées dans cet exemple par des manchons Ml et M2 aptes à permettre la

traversée respectivement de la ou des fibres 28 et- de la ou des fibres 27. Les autres éléments du boîtier sont les mêmes que ceux de la figure 3 et portent les mêmes références.

Les manchons Ml et M2 sont avantageusement réalisés dans un matériau souple tel que par exemple du caoutchouc pour minimiser les contraintes appliquées sur les fibres et leur donner un degré de liberté. Ces manchons forment un gainage pour les fibres et présentent donc l'avantage par rapport à des parois d'extrémité planes du type de celles représentées en référence aux figures 2 et 3 d'offrir aux fibres un maintien souple.

Pour avoir une compatibilité optimale entre le manchon et le premier matériau de remplissage, les manchons sont réalisés avantageusement également dans un matériau (par exemple du polyuréthane) de la même famille que le premier matériau de remplissage.

Enfin, la figure 5 représente schématiquement selon une vue éclatée, les différents éléments composant le boîtier de la figure 4. De ce fait, le ou les matériaux de remplissage ne sont pas représentés, ni le composant optique et les fibres associées.

Sur cette figure, le boîtier se compose d'une base 53, d'une première et d'une deuxième parois latérales 51,52, d'un couvercle 50 et d'un premier et d'un deuxième manchons Ml, M2 et de deux cloisons 22 et 32.

Dans cet exemple de réalisation, le couvercle 50, les manchons Ml et M2 et les cloisons 22 et 32 sont amovibles.

Des rails 56 sont prévus à l'intérieur du boîtier, sur les parois latérales 51 et 52 pour permettre d'introduire et de maintenir la cloison 22 dans le boîtier. De même, pour l'introduction et le maintien de la cloison 32, des rails 66 sont également prévu sur lesdites parois.

Pour l'introduction et le maintien du manchon Ml (respectivement du manchon M2), des rails 57 (respectivement 67) sont également prévus sur les parois latérales 51 et 52. De plus, sur la base et sur le couvercle sont réalisées des marches 77 et 87 (respectivement 97). Des gorges 58 sont également réalisées à la périphérie de chaque manchon pour permettre l'introduction des rails et marches. Les manchons et les cloisons peuvent éventuellement être fixés au reste du boîtier par un collage par exemple à partir d'un polymère de la même famille que le matériau de remplissage.

Pour le maintien étanche du couvercle 50 sur le reste du boîtier, un cordon d'étanchéité est prévu à la périphérie du couvercle.

Pour une meilleure fermeture du boîtier par le couvercle, des décrochés 71 et 72 sont avantageusement prévus à la périphérie du boîtier (c'est-à-dire sur les parois latérales et sur les parois d'extrémité) et à la périphérie du couvercle, pour permettre d'emboîter le couvercle dans le reste du boîtier ; le cordon d'étanchéité est interposé entre lesdits décrochés et de préférence de façon continue à la périphérie dudit boîtier pour fermer hermétiquement l'ensemble des compartiments.

A titre d'exemple ce cordon d'étanchéité peut être réalisé par un matériau polymère tel que celui utilisé comme premier matériau de remplissage.

Claims

REVENDICATIONS

1. Boîtier étanche pour composant optique relié à des fibres optiques, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux compartiments fermés : - un premier compartiment destiné à recevoir le composant optique (23,33), au moins un deuxième compartiment contenant un premier matériau de remplissage (29), situé à proximité du premier compartiment et destiné à assurer le passage des fibres optiques (25,27,

28) connectées au composant, entre l'extérieur et l'intérieur du boîtier (21,31, 41) et à assurer l'étanchéité du premier compartiment vis-à-vis de l'extérieur du boîtier.

2. Boîtier étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier étant destiné à recevoir un composant optique relié par une première et une deuxième extrémités à des fibres optiques, le boîtier comporte trois compartiments fermés : un premier compartiment destiné à recevoir le composant optique (23,33), - un deuxième compartiment et un troisième compartiment contenant respectivement le premier matériau de remplissage (29), situés de part et d'autre du premier compartiment et destinés à assurer le passage des fibres optiques (25,27,

28) connectées au composant, entre l'intérieur et l'extérieur du boîtier, et à assurer l'étanchéité du premier compartiment vis-à-vis de l'extérieur du boîtier (21,31, 41).

3. Boîtier étanche selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier matériau de remplissage (29) est choisi parmi du polyuréthane, de la résine époxy, du gel silicone.

4. Boîtier étanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier compartiment comporte en outre un deuxième matériau de remplissage (49).

5. Boîtier étanche selon la revendication 4, caractérisé en ce que le deuxième matériau de remplissage (49) est un matériau souple.

6. Boîtier étanche selon la revendication 5, caractérisé en ce que le deuxième matériau de remplissage (49) est choisi parmi du gel silicone ou du polyisobutylène.

7. Boîtier étanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les compartiments sont séparés deux à deux par une cloison (22,32) comportant un passage destiné à laisser passer une ou plusieurs fibres.

8. Boîtier étanche selon la revendication 7, caractérisé en ce que la ou les cloisons (22,32) sont amovibles.

9. Boîtier étanche selon la revendication - 8, caractérisé en ce qu'il comporte des rails (56,66) pour l'introduction et le maintien de la ou des cloisons (22,32) amovibles.

10. Boîtier étanche selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la ou les cloisons (22,32) sont réalisées en un matériau souple.

11. Boîtier étanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la ou les fibres reliées au composant sortent du boîtier par au moins un manchon (Ml, M2) situé à une extrémité du boîtier.

12. Boîtier étanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le boîtier comporte un couvercle (50) amovible, ce dernier étant lié au reste du boîtier de façon étanche par un cordon d'étanchéité.

13. Boîtier étanche selon la revendication 12, caractérisé en ce que le couvercle et le reste du boîtier comportent respectivement sur leur périphérie un décroché (71,72) apte à permettre l'emboîtement du couvercle sur le reste du boîtier.

14. Boîtier étanche selon la revendication 12, caractérisé en ce que le cordon d'étanchéité est choisi parmi un cordon polymère, un cordon de colle, un cordon de caoutchouc, un cordon de soudure.

15. Boîtier étanche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que tout ou partie du boîtier est en polysulfure de phénylène.