WO2002075366A2 - Dual core based optical component with monocore fiber input/outputs - Google Patents

Dual core based optical component with monocore fiber input/outputs Download PDF

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WO2002075366A2
WO2002075366A2 PCT/FR2002/000930 FR0200930W WO02075366A2 WO 2002075366 A2 WO2002075366 A2 WO 2002075366A2 FR 0200930 W FR0200930 W FR 0200930W WO 02075366 A2 WO02075366 A2 WO 02075366A2
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Philippe Yvernault
Laurent Brilland
David Pureur
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Highwave Optical Technologies
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    • G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device

Definitions

  • the present invention relates to the field of optical components produced from optical fibers. More specifically, the invention relates to optical components comprising one or more sections of bi-core fibers connected to single-core fibers by means of suitable planar waveguides.
  • Such devices can be used in particular in the manufacture of Insertion / Extraction Multiplexer (MIE) components, filters, all-optical switches, etc.
  • MIE Insertion / Extraction Multiplexer
  • Components having such functions preferably dedicated to the DWDM market, are currently mainly produced from dielectric filters (limited in optical performance) or from Bragg gratings placed between two circulators (expensive solutions) (see ref. [l]).
  • the most promising technologies are those known as all-fiber. Components made from several single core fibers exist.
  • multi-core fibers make it possible to increase the capacity of telecommunications networks over optical fibers, without increase the number or diameter of cables. These multi-core cables are then generally connected to terminals (see ref. [2]).
  • the multi-core fibers are then used for independent transmission functions on each channel, the cores being sufficiently distant so that there is no interference between channels.
  • bi-core fibers are of interest for the manufacture of components exploiting the interference properties between two cores or the non-linear properties of the fibers. The inclusion of two cores in the same sheath gives these devices stability that is difficult to achieve using two separate fibers.
  • the present invention aims to manufacture reliable and efficient industrial components exploiting the optical properties in bi-core fibers (stable interference, non-linear optical properties) and connectable to the optical telecommunications network.
  • optical device comprising:
  • a section of bi-core fiber comprising at least one power exchange zone between the two cores, this zone being located far enough from each end of the fiber section, so that there is no exchange of power between the two cores at this interface.
  • planar component comprising at least two guides making it possible to adapt on one side to the cores of the bi-core fiber and at another location of the component to at least one auxiliary optical element, for example to standard single-core fibers or other optical components, and
  • auxiliary optical element for example one or more single-core fibers, doped or not.
  • the device according to the invention corresponds to a hybrid solution between the all-fiber and planar components, in which each element of the hybrid component (bi-core fiber, planar waveguide, single-core fiber) fulfills a well-defined function. spatially (along the optical axis), so as to obtain reproducible properties for the final component.
  • the use of complementary properties in the bi-core and planar fiber sections also makes it possible to correct the defects specific to each technology.
  • the exchange of power in the exchange zone of the bi-core fiber section can be done by fusion-stretching of two cores to manufacture a coupler, or by Optical No processes. Linear between the two hearts.
  • the advantage of using planar technology is its flexibility.
  • the planar guides can be adapted to any bi-core fiber by means of a particular mask design. These guides can be produced both by ion exchange in a silica substrate, and by silica / silicon technologies, III-V semiconductors, FHD ... Ion exchange has the advantage of having few losses dependent on polarization.
  • the opto-goemetric parameters of the planar guide are calculated in order to adapt the mode sizes of the different guides (bi-core on one side, single-core on the other).
  • the section of the planar guide may have an elliptical shape to correct the dependent losses of the polarization of the bi-core fiber.
  • the planar guides used as connectors can also fulfill optical functions, amplifiers, couplers, concentrators, switches beyond the critical junction zone.
  • the end of the planar waveguides, and / or the end of the fiber sections are preferably polished with a small angle of incidence relative to the axis of propagation (0 ° ⁇ ⁇ 12 °) so as to suppress unwanted reflections in the entry channel. Cleavage of the ends of the fibers is also possible.
  • Figure 1 shows a bi-core fiber in its most general form.
  • the bi-core fiber generally has two cores 10, 20 delimited by the surfaces S4 and S4 ', most often circular but not necessarily, through which the light signals propagate.
  • the heart 10 is circular in revolution, while the heart 20 is elliptical.
  • These cores can be doped with rare earth ions for applications relating to amplification, d characterizes the distance between the two cores 10, 20.
  • the cores 10, 20 may be surrounded by a zone 30, 40 of different properties, delimited by the surfaces S3 and S3 '(note: S3 (S3') is not necessarily in contact with S4 (S4 '). 30.40 zones may be photosensitive for applications requiring photo-registration of
  • Bragg. S3 and S3 'can have any geometric shape and accept any conventional dopant for applications such as polarization maintenance, amplifier, etc.
  • the area delimited by the surface S2, generally called the optical sheath 50, is often undoped. It can take various and varied geometric shapes.
  • the optical sheath 50 is in turn surrounded by a protective coating 60 delimited by the surface SI, generally circular.
  • FIG. 2 corresponds to the simplified case where the surfaces S3 and S3 ', S4 and S4' are identical, and which we consider below.
  • SI is circular and has a diameter of several hundred microns.
  • FIG. 3 shows the block diagram of the invention.
  • a device 1 therein comprising: a section of bi-core fiber 100,
  • the bi-core fiber 100 has two cores 10 and 20 symmetrical or not, and a power exchange zone 102 between the two cores 10, 20. This zone 102 is located sufficiently far from the ends of the bi-core fiber section 100 so that there is no interference between the two cores 10, 20 at the interfaces.
  • An optical chip which corresponding to the planar component 120, comprises at least two optical waveguides 122, 124, whose spacing variable from one end to the other of the component 120, corresponds on one side to the space between the two cores 10, 20 of the bi-core fiber 100, the other apart between the two single-core fibers 130, 140.
  • An identical device (comprising a planar component 120 ′ and two single-core fibers 130 ′, 140 ′) can be placed at the other end of the bi-core fiber section 100 depending on the applications.
  • Such a device is sketched in broken lines on the left of FIG. 3.
  • FIG. 4 corresponds to the representation of an MIE on a bi-core fiber 100, connected to two chips 120, 120 ′ carrying waveguides, themselves connected to single-core fibers 130, 140, 130 ′, 140 '.
  • the tip of the mono- and bi-core fibers is ferrule. The device is placed in a protective case.
  • FIG. 5 represents an optical chip integrating a coupling function between two waveguides.
  • a coupler can couple the incoming (outgoing) channels distant by a few tens of microns and couple the outgoing (incoming) channels to single-core fibers.
  • FIG. 6 represents an optical chip integrating an amplification function, using a pump laser for example, the waveguides being doped to render the medium amplifying.
  • the medium can be attenuator selectively for certain wavelengths to perform an equalizing filter for example.
  • FIG. 7 represents an optical chip integrating a function (of type Y) of a divider or concentrator according to the direction of propagation of the light
  • the optical function 102 based on bi-core fiber 100 comprises two identical Bragg gratings photo-inscribed respectively on each core 10,20. On either side of these Bragg gratings, 50/50 couplers are produced conferring the structure of a Mach-Zehnder type interferometer.
  • the advantage of the bi-core fiber lies in the fact that the two cores 10, 20 are contained in the same sheath, which ensures a minimum optical path difference between the arms of the Mach-Zehnder.
  • the geometric parameters of the fiber 100 suitable for this embodiment are for example: d ⁇ 42 ⁇ m, d 2 ⁇ l lO ⁇ m ( Figures 1 and 2).
  • the operating principle of this part of the component is presented in document [4].
  • the bi-core fiber portions 100 may or may not be at least partially devoid of the protective coating (for example for photo-registration).
  • the present invention proposes to use a hybrid technology.
  • the bi-core fiber 100 is connected to one (or more) guide (s) obtained by planar technology, preferably by ion exchange on glass.
  • Each planar guide 120 comprises two optical guides 122, 124 distant from di at one end and then moving apart to reach a distance d 2 at the other end in order to allow connection to single-core fibers 130, 140.
  • the opto-goemetric parameters of the guide 120 are calculated in order to adapt the sizes of the modes of the different guides to be connected.
  • bi-core fiber 100 / chip 120 and single-core fiber 130, 140 require suitable technological solutions, for example based on ferrules or other elements promoting connection.
  • the device for application in the field, the device must also be inserted in protective packaging.
  • FIG. 4 illustrates a typical packaging comprising the optical function based on a bi-core fiber 100 encapsulated at the end by ferrules (here circular) 110, 112.
  • the assembly rests on a suitable support 160.
  • ferrules 110, 112 are bonded to the chips 120, 120 ′ forming the planar components.
  • fibers 130, 140, 130', 140 'in ferrules connected to the chips 120, 120'.
  • the assembly can also be placed in a protective casing (only half has been shown in FIG. 4 for the sake of clarity) from which the single-core fibers 130,140,130 ′, 140 ′ exit in a protective sheath.
  • the device according to the present invention can be the subject of numerous variants. Some of these variants are discussed below. . Number of single-core fibers in / out.
  • the preferred embodiment illustrated in FIG. 4 and described above has two inputs and two outputs on single-core fibers 130, 140, 130 ', 140'.
  • the present invention may know at least two variants: two inputs-one output or one input-two outputs.
  • a single-core fiber can be directly connected to the bi-core: by soldering or gluing, with or without ferrule.
  • the input and the output can also be done on the same end of the bi-core fiber 100 (a component with a mirror function being placed at the other bi-core end).
  • the core or the sheath of the single-core fibers 130, 140, 130 ', 140' used can be of the standard type (line fiber), or special: doped fibers, alloys of components to modify the index and the absorption coefficient, fibers with polarization maintenance, double cladding.
  • the single-core fibers can consist of sections of such fibers welded end to end.
  • the core or the sheath of one of the fibers of the bi-core 100 can be doped, for example, with rare earth ions or the like.
  • couplers can allow the multiplexing of pump wavelengths and signals then amplification or frequency conversion or optical routing), result from an alloy, polarization maintenance, double sheath or may consist of sections of such fibers welded end to end. . Types of energy exchange in the bi-core fiber.
  • the coupler can be produced for example by local fusion-stretching of the bi-core fiber 100.
  • the dual-core fiber 100 can also have a number of couplers greater than 2.
  • One or both cores 10, 20 of the bi-core section 100 can be photo-registered. We can photo-homogeneously (to achieve a phase shift), or periodically (for example to achieve a Bragg grating).
  • One (or both) cores 10, 20 of the bi-core fiber 100 can be doped to create an amplification (or attenuation) of the signals, or be an alloy to modify the optical index.
  • the energy exchange can result from nonlinear optical phenomena related to the propagation of signals in the two cores (amplification, frequency conversion ).
  • the optical chips 120, 120 ′ may also include other optical functions than those of connection and spacing of the waveguides.
  • the layout of the guides can make it possible to integrate a coupler (as illustrated in FIG. 5), amplifier (as illustrated in FIG. 6), concentrator (as illustrated in FIG. 7) functions. , divider, switch or a combination of several of these functions.
  • the optical chip 120, 120 ′ may comprise a series of variable spacing guides (for example d, d + ⁇ , ... d + n ⁇ ) to adapt exactly to the actual spacing of the cores 10, 20 at the end of the bi-core fiber section 100.
  • the guides 122, 124 may or may not be in the same plane.
  • a chip 120, 120 ′ may include a series of guides for connecting to two bi-core fibers 100 (or more).
  • the two-core fibers can be materially distinct or grouped together in a common fiber.
  • the chip can moreover ensure an optical function, for example of coupling, associating the signals coming from different two-core fibers.
  • the exit face of the planar guides can be polished at an angle of 0 ° ⁇ ⁇ 12 ° to minimize signal loss by reflection. .
  • the optical guides 122, 124 on planar component 120 may have a circular section which allows good adaptation to the cores of the fibers, and low losses.
  • the planar guides 122, 124 may have an elliptical shape, in order to correct the polarization defects of the bi-core fiber.
  • the planar guides 122, 124 may have a square or rectangular section depending on the technology chosen (silica / silicon, etc.).
  • One or more optical guides 122, 124 can be doped with active ions in order to create an amplifying or attenuating medium, or be an alloy with a controlled optical index.
  • An active component for example pump laser
  • can be coupled to one of the device components for example in FIG. 6, the bonding of a laser 180 to the planar waveguide 122 or two lasers 180, 180 ′ has been illustrated. respectively to the planar waveguides 122,124, to make an amplifier) (or detector to make a stabilization by feedback of the signal).
  • the bi-core fiber 100 includes an index elevation zone chosen from the group comprising a determined profile, a variable pitch, an area with inclined lines or a combination thereof. . Applications envisaged.
  • the present invention can give rise to numerous applications.

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Abstract

The invention relates to an optical device comprising: a section of dual core fiber (100) comprising at least one power exchange zone (102) between both cores (10, 20), said zone (102) being located sufficiently far from each end of the fiber section (100) to avoid power from being exchanged between both cores (10, 20) at the level of said interface; at least one planetary component (120) comprising at least two guide elements (122, 124) enabling adaptation with respect to the cores (10, 20) and at another place on said planetary component adaptation with respect to at least one auxiliary optical element; in addition to comprising one such auxiliary optical element (130, 140).

Description

COMPOSANT OPTIQUE A BASE DE FIBRE BI-CŒUR AVEC ENTREES/SORTIES EN FIBRES MONO-COEURTWO-CORE FIBER OPTICAL COMPONENT WITH SINGLE-CORE FIBER INPUTS / OUTPUTS
La présente invention concerne le domaine des composants optiques réalisés à partir de fibres optiques. Plus précisément, l'invention concerne des composants optiques comportant une ou des sections de fibres bi-cœur reliées à des fibres mono-cœur par l'intermédiaire de guides d'onde planaires adaptés. De tels dispositifs peuvent être utilisés notamment dans la fabrication de composants Multiplexeur à Insertion/Extraction (MIE), de filtres, de commutateurs tout optique, etc ... Des composants ayant de telles fonctions, préférentiellement dédiés au marché DWDM, sont actuellement principalement réalisés à partir de filtres diélectriques (limités en performances optiques) ou encore de réseaux de Bragg placés entre deux circulateurs (solutions coûteuses) (voir ref.[l]). Les technologies les plus prometteuses sont celles dites tout-fibre. Des composants fabriqués à partir de plusieurs fibres mono-cœur existent. Mais leur industrialisation est freinée par des inconvénients trop pénalisants : mauvaise reproductibilité pour les interféromètres entre deux fibres distinctes, et conditionnement trop encombrant. D'où des composants à base de fibre bi-cœur qui permettent de façon reproductible d'obtenir des performances optiques qui sont un bon compromis de toutes les technologies évoquées.The present invention relates to the field of optical components produced from optical fibers. More specifically, the invention relates to optical components comprising one or more sections of bi-core fibers connected to single-core fibers by means of suitable planar waveguides. Such devices can be used in particular in the manufacture of Insertion / Extraction Multiplexer (MIE) components, filters, all-optical switches, etc. Components having such functions, preferably dedicated to the DWDM market, are currently mainly produced from dielectric filters (limited in optical performance) or from Bragg gratings placed between two circulators (expensive solutions) (see ref. [l]). The most promising technologies are those known as all-fiber. Components made from several single core fibers exist. However, their industrialization is hampered by disadvantages that are too penalizing: poor reproducibility for the interferometers between two separate fibers, and too bulky packaging. Hence components based on bi-core fiber which reproducibly obtain optical performance which is a good compromise of all the technologies mentioned.
ETAT DES CONNAISSANCES ANTERIEURES.STATE OF PRIOR KNOWLEDGE.
Jusqu'à présent les applications industrielles prévues pour des fibres bi- cœur ou plus généralement les fibres multi-cœurs sont principalement dans les fibres de ligne : les fibres multi-coeurs permettent d'augmenter la capacité des réseaux de télécommunications sur fibres optiques, sans augmenter le nombre ou le diamètre des câbles. Ces câbles multi-cœurs sont ensuite généralement raccordés à des terminaux (voir réf. [2]). Les fibres multi-cœurs sont alors utilisées pour des fonctions de transmission indépendante sur chaque canal, les cœurs étant suffisamment éloignés pour qu'il n'y ait pas d'interférence entre voies. Outre les fonctions de transmission, les fibres bi-cœur offrent un intérêt pour la fabrication de composant exploitant les propriétés d'interférence entre deux cœurs ou des propriétés non linéaires des fibres. L'inclusion de deux cœurs dans la même gaine confère à ces dispositifs une stabilité difficile à atteindre en utilisant deux fibres séparées. Des applications plus complexes que la transmission sur fibre bi-cœur ont été étudiées : filtres passe-bande, amplificateurs non linéaires, commutateurs tout optique, coupleurs directionnels accordables ... Cependant jusqu'à aujourd'hui, il n'existe pas sur le marché de composants bi-cœurs industriels performants raccordables au réseau de télécommunications.Up to now, the industrial applications planned for bi-core fibers or more generally multi-core fibers have been mainly in line fibers: multi-core fibers make it possible to increase the capacity of telecommunications networks over optical fibers, without increase the number or diameter of cables. These multi-core cables are then generally connected to terminals (see ref. [2]). The multi-core fibers are then used for independent transmission functions on each channel, the cores being sufficiently distant so that there is no interference between channels. In addition to the transmission functions, bi-core fibers are of interest for the manufacture of components exploiting the interference properties between two cores or the non-linear properties of the fibers. The inclusion of two cores in the same sheath gives these devices stability that is difficult to achieve using two separate fibers. More complex applications than transmission over bi-core fiber have been studied: bandpass filters, non-linear amplifiers, all-optical switches, tunable directional couplers ... However, until today, there is no market of high-performance industrial dual-core components connectable to the telecommunications network.
Une des difficultés provient du fait que le réseau de télécommunications optiques standard utilise des fibres optiques mono-cœur. Les composants à base de fibres bi-cœur doivent donc être couplés optiquement aux fibres mono-cœur pour permettre le passage des signaux optiques du ou vers le réseau de télécommunication standard. Le raccordement direct en positionnant puis en soudant les cœurs des fibres face à face n'est pas possible pour des raisons d'encombrement géométrique. En effet, la distance entre les deux cœurs en extrémité d'une fibre bi-cœur peut être relativement faible, de l'ordre de 30 à lOOμm. Or la distance minimum qui peut être atteinte en plaçant deux fibres mono- cœur côte à côte pour rapprocher le plus possible les cœurs des deux fibres, est égale au diamètre extérieur de la gaine des fibres mono-coeur, qui est typiquement de 125μm. On constate donc qu'il n'est pas possible d'aligner géométriquement les deux cœurs d'une fibre bi-cœur avec les cœurs de fibres mono-cœur.One of the difficulties stems from the fact that the standard optical telecommunications network uses single-core optical fibers. Components based on dual-core fibers must therefore be optically coupled to single-core fibers to allow the passage of optical signals from or to the standard telecommunications network. Direct connection by positioning and then welding the cores of the fibers face to face is not possible for reasons of geometric bulk. Indeed, the distance between the two cores at the end of a bi-core fiber can be relatively small, of the order of 30 to 100 μm. However, the minimum distance which can be reached by placing two single-core fibers side by side to bring the hearts of the two fibers as close as possible, is equal to the outside diameter of the sheath of the single-core fibers, which is typically 125 μm. It is therefore found that it is not possible to geometrically align the two cores of a bi-core fiber with the cores of single-core fibers.
Un dispositif de MIE basé sur une structure de coupleur dans une fibre bi- cœur associée à des guides planaires a été présenté (voir réf. [3]). Cependant, ce dispositif n'utilise pas des fibres multi-cœurs de ligne dans lesquelles la propagation des signaux est indépendante dans chaque cœur. En effet, dans ce dispositif les cœurs des deux fibres sont très proches (16μm sur toute la section de fibre multi- cœur). Il y a donc couplage continu entre les deux fibres mais de manière difficilement contrôlable. La distance entre les deux cœurs restant continûment faible, le couplage s'étend sur toute la longueur de fibre bi-cœur jusqu'à la jonction avec le guide planaire. Cette extension de la zone de couplage ne permet pas de contrôler le taux de couplage entre voies, et il en résulte un cross talk parasite : la résolution spectrale entre canaux adjacents du mulitplexeur est alors insuffisante pour la fabrication de composants à grand nombre de voies (DWDM). Les performances de tels dispositifs sont très éloignées des spécifications en cours. La faiblesse des performances est certainement liée aux difficultés de réalisation de ces composants. BUT DE L'INVENTION.An EIM device based on a coupler structure in a bi-core fiber associated with planar guides has been presented (see ref. [3]). However, this device does not use multi-core line fibers in which the propagation of the signals is independent in each core. In fact, in this device, the cores of the two fibers are very close (16 μm over the entire multi-core fiber section). There is therefore continuous coupling between the two fibers but in a manner that is difficult to control. As the distance between the two cores remains continuously small, the coupling extends over the entire length of the bi-core fiber until it joins the planar guide. This extension of the coupling area does not make it possible to control the coupling rate between channels, and this results in a parasitic cross talk: the spectral resolution between adjacent channels of the mulitplexer is then insufficient for the manufacture of components with a large number of channels ( DWDM). The performance of such devices is very far from the current specifications. The poor performance is certainly linked to the difficulties in producing these components. PURPOSE OF THE INVENTION.
La présente invention a pour objectif de fabriquer des composants industriels fiables et performants exploitant les propriétés optiques dans les fibres bi-cœur (interférences stables, propriétés Optiques Non Linéaires) et raccordables au réseau de la télécommunications optiques.The present invention aims to manufacture reliable and efficient industrial components exploiting the optical properties in bi-core fibers (stable interference, non-linear optical properties) and connectable to the optical telecommunications network.
DESCRIPTION DE L'INVENTION.DESCRIPTION OF THE INVENTION.
Le but précité est atteint dans le cadre de l'invention grâce à un dispositif optique comportant :The above object is achieved in the context of the invention thanks to an optical device comprising:
- un tronçon de fibre bi-cœur comportant au moins une zone d'échange de puissance entre les deux cœurs, cette zone étant située suffisamment loin de chaque extrémité du tronçon de fibre, pour qu'il n'y ait pas d'échange de puissance entre les deux cœurs au niveau de cette interface.a section of bi-core fiber comprising at least one power exchange zone between the two cores, this zone being located far enough from each end of the fiber section, so that there is no exchange of power between the two cores at this interface.
- un composant planaire comprenant au moins deux guides permettant de s'adapter d'un côté aux cœurs de la fibre bi-cœur et à un autre endroit du composant à au moins un élément optique auxiliaire, par exemple à des fibres mono-cœur standard ou à d'autres composants optiques, et- a planar component comprising at least two guides making it possible to adapt on one side to the cores of the bi-core fiber and at another location of the component to at least one auxiliary optical element, for example to standard single-core fibers or other optical components, and
- au moins un tel élément optique auxiliaire, par exemple une ou des fibres monocœur, dopée(s) ou non.- At least one such auxiliary optical element, for example one or more single-core fibers, doped or not.
L'association d'un tronçon bi-cœur à un guide planaire puis à une fibre mono-cœur dont les propriétés optiques sont complémentaires permet de fabriquer un composant optique sans équivalent dans une seule des technologies.The association of a dual-core section with a planar guide and then with a single-core fiber whose optical properties are complementary makes it possible to manufacture an optical component without equivalent in a single technology.
Le dispositif conforme à l'invention correspond à une solution hybride entre les composants tout-fibre et planaires, dans laquelle chaque élément du composant hybride (fibre bi-cœur, guide d'onde planaire, fibre mono-cœur) remplit une fonction bien délimitée spatialement (suivant l'axe optique), de manière à obtenir des propriétés reproductibles pour le composant final. L'utilisation de propriétés complémentaires dans les tronçons fibre bi-cœur et planaire permet en outre de corriger les défauts propres à chaque technologie.The device according to the invention corresponds to a hybrid solution between the all-fiber and planar components, in which each element of the hybrid component (bi-core fiber, planar waveguide, single-core fiber) fulfills a well-defined function. spatially (along the optical axis), so as to obtain reproducible properties for the final component. The use of complementary properties in the bi-core and planar fiber sections also makes it possible to correct the defects specific to each technology.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'échange de puissance dans la zone d'échange du tronçon de fibre bi-cœur peut se faire par fusion-étirage de deux cœurs pour fabriquer un coupleur, ou par des processus d'Optique Non Linéaire entre les deux cœurs. L'avantage d'utiliser une technologie planaire est sa flexibilité. Les guides planaires peuvent s'adapter à toute fibre bi-cœur moyennant un dessin de masque- particulier. Ces guides peuvent être réalisés aussi bien par échange d'ions dans un substrat de silice, que par des technologies silice/silicium, Semi-conducteurs III- V, FHD ... L'échange d'ions présente l'avantage d'avoir peu de pertes dépendantes de la polarisation.According to an advantageous characteristic of the invention, the exchange of power in the exchange zone of the bi-core fiber section can be done by fusion-stretching of two cores to manufacture a coupler, or by Optical No processes. Linear between the two hearts. The advantage of using planar technology is its flexibility. The planar guides can be adapted to any bi-core fiber by means of a particular mask design. These guides can be produced both by ion exchange in a silica substrate, and by silica / silicon technologies, III-V semiconductors, FHD ... Ion exchange has the advantage of having few losses dependent on polarization.
Les paramètres opto-goémétriques du guide planaire sont calculés afin d'adapter les tailles de mode des différents guides (bi-cœur d'un côté, mono-cœur de l'autre). Par exemple, la section du guide planaire peut avoir une forme elliptique pour corriger les Pertes Dépendantes de la Polarisation de la fibre bi-cœur. Les guides planaires utilisés comme connecteur pourront en outre remplir des fonctions optiques, amplificateurs, coupleurs, concentrateurs, commutateur au delà de la zone critique de jonction.The opto-goemetric parameters of the planar guide are calculated in order to adapt the mode sizes of the different guides (bi-core on one side, single-core on the other). For example, the section of the planar guide may have an elliptical shape to correct the dependent losses of the polarization of the bi-core fiber. The planar guides used as connectors can also fulfill optical functions, amplifiers, couplers, concentrators, switches beyond the critical junction zone.
L'extrémité des guides d'onde planaires, et/ou l'extrémité des sections à fibres sont préférentiellement polis avec un faible angle d'incidence par rapport à l'axe de propagation (0° < θ < 12°) de manière à supprimer les réflexions parasites dans la voie d'entrée. Le clivage des extrémités des fibres est également possible.The end of the planar waveguides, and / or the end of the fiber sections are preferably polished with a small angle of incidence relative to the axis of propagation (0 ° <θ <12 °) so as to suppress unwanted reflections in the entry channel. Cleavage of the ends of the fibers is also possible.
DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF THE FIGURES
La figure 1 représente une fibre bi-cœur dans sa forme la plus générale qui soit.Figure 1 shows a bi-core fiber in its most general form.
La fibre bi-ceour possède généralement deux cœurs 10, 20 délimités par les surfaces S4 et S4', le plus souvent circulaires mais pas nécessairement, par où se propagent les signaux lumineux.The bi-core fiber generally has two cores 10, 20 delimited by the surfaces S4 and S4 ', most often circular but not necessarily, through which the light signals propagate.
Selon la figure 1, le cœur 10 est circulaire de révolution, tandis que le cœur 20 est elliptique. Ces cœurs peuvent être dopés par des ions de terre rare pour des applications ayant trait à l'amplification, d caractérise la distance entre les deux cœurs 10, 20.According to Figure 1, the heart 10 is circular in revolution, while the heart 20 is elliptical. These cores can be doped with rare earth ions for applications relating to amplification, d characterizes the distance between the two cores 10, 20.
Les cœurs 10, 20 peuvent être entourés d'une zone 30, 40 de propriétés différentes, délimitée par les surfaces S3 et S3' (remarque : S3 (S3') n'est pas nécessairement en contact avec S4 (S4'). Ces zones 30,40 peuvent être photosensibles pour des applications nécessitant une photoinscription de réseaux deThe cores 10, 20 may be surrounded by a zone 30, 40 of different properties, delimited by the surfaces S3 and S3 '(note: S3 (S3') is not necessarily in contact with S4 (S4 '). 30.40 zones may be photosensitive for applications requiring photo-registration of
Bragg. S3 et S3' peuvent avoir n'importe quelle forme géométrique et accepter n'importe quel dopant usuel pour des applications tels que maintien de polarisation, amplificateur, etc ...Bragg. S3 and S3 'can have any geometric shape and accept any conventional dopant for applications such as polarization maintenance, amplifier, etc.
La zone délimitée par la surface S2, généralement appelée gaine optique 50, est souvent non dopée. Elle peut prendre des formes géométriques diverses et variées.The area delimited by the surface S2, generally called the optical sheath 50, is often undoped. It can take various and varied geometric shapes.
La gaine optique 50 est à son tour entourée par un revêtement de protection 60 délimité par la surface SI, généralement circulaire.The optical sheath 50 is in turn surrounded by a protective coating 60 delimited by the surface SI, generally circular.
La figure 2 correspond au cas simplifié où les surfaces S3 et S3', S4 et S4' sont identiques, et que nous considérons par la suite. SI est circulaire et possède un diamètre de plusieurs centaines de microns. Soit d la distance entre les cœurs et d2 la largeur du rectangle circonscrivant la surface S2, la longueur de ce rectangle est d2+d.FIG. 2 corresponds to the simplified case where the surfaces S3 and S3 ', S4 and S4' are identical, and which we consider below. SI is circular and has a diameter of several hundred microns. Let d be the distance between the hearts and d2 the width of the rectangle circumscribing the surface S2, the length of this rectangle is d2 + d.
La figure 3 représente le schéma de principe de l'invention.Figure 3 shows the block diagram of the invention.
On y retrouve un dispositif 1 comprenant : - un tronçon de fibre bi-cœur 100,There is a device 1 therein comprising: a section of bi-core fiber 100,
- un composant planaire formant guide optique 120, eta planar component forming an optical guide 120, and
- deux fibres optiques mono-cœur 130, 140.- two single-core optical fibers 130, 140.
La fibre bi-cœur 100 comporte deux cœurs 10 et 20 symétriques ou non, et une zone d'échange de puissance 102 entre les deux cœurs 10, 20. Cette zone 102 est localisée suffisamment loin des extrémités de tronçon de fibre bi-cœur 100 pour qu'il n'y ait pas d'interférence entre les deux cœurs 10, 20 au niveau des interfaces.The bi-core fiber 100 has two cores 10 and 20 symmetrical or not, and a power exchange zone 102 between the two cores 10, 20. This zone 102 is located sufficiently far from the ends of the bi-core fiber section 100 so that there is no interference between the two cores 10, 20 at the interfaces.
Une puce optique, qui correspondant au composant planaire 120, comporte au moins deux guides d'onde optiques 122, 124, dont récartement variable d'une extrémité à l'autre du composant 120, correspond d'un côté à l'espace entre les deux cœurs 10, 20 de la fibre bi-cœur 100, de l'autre à l'écart entre les deux fibres monocœur 130, 140.An optical chip, which corresponding to the planar component 120, comprises at least two optical waveguides 122, 124, whose spacing variable from one end to the other of the component 120, corresponds on one side to the space between the two cores 10, 20 of the bi-core fiber 100, the other apart between the two single-core fibers 130, 140.
Un dispositif identique (comprenant un composant planaire 120' et deux fibres mono-cœur 130', 140') peut être placé à l'autre extrémité du tronçon de fibre bi-cœur 100 suivant les applications. Un tel dispositif est esquissé en traits interrompus sur la gauche de la figure 3.An identical device (comprising a planar component 120 ′ and two single-core fibers 130 ′, 140 ′) can be placed at the other end of the bi-core fiber section 100 depending on the applications. Such a device is sketched in broken lines on the left of FIG. 3.
La figure 4 correspond à la représentation d'un MIE sur fibre bi-cœur 100, raccordé à deux puces 120, 120' portant des guides d'onde, elles-mêmes raccordées à des fibres mono-cœurs 130, 140, 130', 140'. Dans ce dispositif préférentiel, l'embout des fibres mono- et bi-cœur est férule. Le dispositif est placé dans un boîtier de protection.FIG. 4 corresponds to the representation of an MIE on a bi-core fiber 100, connected to two chips 120, 120 ′ carrying waveguides, themselves connected to single-core fibers 130, 140, 130 ′, 140 '. In this preferential arrangement, the tip of the mono- and bi-core fibers is ferrule. The device is placed in a protective case.
La figure 5 représente une puce optique intégrant une fonction de couplage entre deux guides d'onde. Typiquement un tel coupleur peut coupler les voies entrantes (sortantes) distantes de quelques dizaines de microns et coupler les voies sortantes (entrantes) à des fibres mono-cœurs.FIG. 5 represents an optical chip integrating a coupling function between two waveguides. Typically such a coupler can couple the incoming (outgoing) channels distant by a few tens of microns and couple the outgoing (incoming) channels to single-core fibers.
La figure 6 représente une puce optique intégrant une fonction d'amplification, à l'aide d'un laser de pompe par exemple, les guides d'onde étant dopés pour rendre le milieu amplificateur. Le milieu peut être atténuateur sélectivement pour certaines longueurs d'onde pour effectuer un filtre égalisateur par exemple.FIG. 6 represents an optical chip integrating an amplification function, using a pump laser for example, the waveguides being doped to render the medium amplifying. The medium can be attenuator selectively for certain wavelengths to perform an equalizing filter for example.
La figure 7 représente une puce optique intégrant une fonction (de type Y) de diviseur ou concentrateur selon le sens de propagation de la lumièrevFIG. 7 represents an optical chip integrating a function (of type Y) of a divider or concentrator according to the direction of propagation of the light
DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION PARTICULIER DE L'INVENTION.DESCRIPTION OF A PARTICULAR EMBODIMENT OF THE INVENTION.
Dans le cas de la réalisation d'un Multiplexeur à Insertion Extraction (MIE), la fonction optique 102 à base de fibre bi-cœur 100 comporte deux réseaux de Bragg identiques photo-inscrits respectivement sur chaque cœur 10,20. De part et d'autre de ces réseaux de Bragg, des coupleurs 50/50 sont réalisés conférant la structure d'un interféromètre de type Mach-Zehnder. L'avantage de la fibre bi-cœur réside dans le fait que les deux cœurs 10, 20 sont contenus dans la même gaine, ce qui assure une différence de chemin optique minimale entre les bras du Mach- Zehnder.In the case of the production of an Insertion Extraction Multiplexer (MIE), the optical function 102 based on bi-core fiber 100 comprises two identical Bragg gratings photo-inscribed respectively on each core 10,20. On either side of these Bragg gratings, 50/50 couplers are produced conferring the structure of a Mach-Zehnder type interferometer. The advantage of the bi-core fiber lies in the fact that the two cores 10, 20 are contained in the same sheath, which ensures a minimum optical path difference between the arms of the Mach-Zehnder.
Les paramètres géométriques de la fibre 100 adaptée à cette réalisation sont par exemple : d ≈ 42μm, d2 ≈l lOμm (Figures 1 et 2). Le principe de fonctionnement de cette partie du composant est présentée dans le document [4]. Les portions de fibre bi-cœur 100 pourront être ou non au moins partiellement dépourvues du revêtement de protection (par exemple pour la photo-inscription).The geometric parameters of the fiber 100 suitable for this embodiment are for example: d ≈ 42μm, d 2 ≈l lOμm (Figures 1 and 2). The operating principle of this part of the component is presented in document [4]. The bi-core fiber portions 100 may or may not be at least partially devoid of the protective coating (for example for photo-registration).
La présente invention propose d'utiliser une technologie hybride. La fibre bi-cœur 100 est connectée à un (ou des) guide(s) obtenu(s) par technologie planaire, préférentiellement par échange d'ions sur verre. Chaque guide planaire 120 comporte deux guides optiques 122, 124 distants de di à une extrémité puis écartant pour atteindre une distance d2 à l'autre extrémité afin de permettre la connexion à des fibres mono-cœur 130, 140. Les paramètres opto-goémétriques du guide 120 sont calculés afin d'adapter les tailles des modes des différents guides à connecter.The present invention proposes to use a hybrid technology. The bi-core fiber 100 is connected to one (or more) guide (s) obtained by planar technology, preferably by ion exchange on glass. Each planar guide 120 comprises two optical guides 122, 124 distant from di at one end and then moving apart to reach a distance d 2 at the other end in order to allow connection to single-core fibers 130, 140. The opto-goemetric parameters of the guide 120 are calculated in order to adapt the sizes of the modes of the different guides to be connected.
Les différents raccordements, fibre bi-cœur 100/puce 120 et fibre monocœur 130, 140 nécessitent des solutions technologiques adaptées par exemple à base de férules ou autres éléments favorisant la connexion.The different connections, bi-core fiber 100 / chip 120 and single-core fiber 130, 140 require suitable technological solutions, for example based on ferrules or other elements promoting connection.
Par ailleurs, pour une application sur le terrain, le dispositif doit également être inséré dans un conditionnement de protection.Furthermore, for application in the field, the device must also be inserted in protective packaging.
La figure 4 illustre un conditionnement type comportant la fonction optique à base de fibre bi-cœur 100 capsulée en extrémité par des férules (ici circulaires) 110, 112. L'ensemble repose sur un support adapté 160. Ces férules polies 110, 112 sont collées aux puces 120, 120' formant les composants planaires. De l'autre côté des puces 120, 120' on retrouve des fibres 130, 140, 130', 140' dans des férules raccordées aux puces 120, 120'.FIG. 4 illustrates a typical packaging comprising the optical function based on a bi-core fiber 100 encapsulated at the end by ferrules (here circular) 110, 112. The assembly rests on a suitable support 160. These polished ferrules 110, 112 are bonded to the chips 120, 120 ′ forming the planar components. On the other side of the chips 120, 120 'there are fibers 130, 140, 130', 140 'in ferrules connected to the chips 120, 120'.
L'ensemble peut encore être placé dans un boîtier de protection (la moitié seulement a été représentée sur la figure 4 par souci de clarté) duquel sortent les fibres mono-cœur 130,140,130', 140' dans une gaine de protection.The assembly can also be placed in a protective casing (only half has been shown in FIG. 4 for the sake of clarity) from which the single-core fibers 130,140,130 ′, 140 ′ exit in a protective sheath.
VARIANTES.VERSIONS.
Le dispositif conforme à la présente invention peut faire l'objet de nombreuses variantes. Certaines de ces variantes sont évoquées ci-dessous. . Nombre de fibres mono-cœur en entrée/sortie.The device according to the present invention can be the subject of numerous variants. Some of these variants are discussed below. . Number of single-core fibers in / out.
Le mode de réalisation préférentiel illustré sur la figure 4 et précédemment décrit comporte deux entrées et deux sorties sur fibres mono-cœurs 130, 140, 130', 140'. A cet égard, la présente invention peut connaître au moins deux variantes : deux entrées-une sortie ou une entrée-deux sorties. Dans le cas où seul l'un des cœurs 10 ou 20 de l'extrémité d'une fibre bi- cœur 100 est utilisé, une fibre mono-cœur peut être directement connectée à la bi- cœur : par soudure ou collage, avec ou sans férule.The preferred embodiment illustrated in FIG. 4 and described above has two inputs and two outputs on single-core fibers 130, 140, 130 ', 140'. In this regard, the present invention may know at least two variants: two inputs-one output or one input-two outputs. In the case where only one of the cores 10 or 20 of the end of a bi-core fiber 100 is used, a single-core fiber can be directly connected to the bi-core: by soldering or gluing, with or without ferrule.
L'entrée et la sortie peuvent également se faire sur la même extrémité de la fibre bi-cœur 100 (un composant à fonction de miroir étant placé à l'autre extrémité bi-cœur).The input and the output can also be done on the same end of the bi-core fiber 100 (a component with a mirror function being placed at the other bi-core end).
. Types de fibres mono-cœur et bi-cœur.. Types of single-core and dual-core fibers.
Le cœur ou la gaine des fibres mono-cœur 130, 140, 130', 140' utilisées peuvent être du type standard (fibre de ligne), ou spéciales : fibres dopées, alliages de composants pour modifier l'indice et le coefficient d'absorption, fibres à maintien de polarisation, à double gaine. Les fibres mono-cœur peuvent être constituées de tronçons de telles fibres soudées bout à bout.The core or the sheath of the single-core fibers 130, 140, 130 ', 140' used can be of the standard type (line fiber), or special: doped fibers, alloys of components to modify the index and the absorption coefficient, fibers with polarization maintenance, double cladding. The single-core fibers can consist of sections of such fibers welded end to end.
De même le cœur ou la gaine d'une des fibres de la bi-cœur 100 (ou les deux) peut être dopée par exemple par des ions terre rare ou autre. (Dans ce cas, des coupleurs peuvent permettre le multiplexage de longueurs d'onde de pompe et de signaux puis une amplification ou une conversion de fréquence ou un routage optique), résulter d'un alliage, à maintien de polarisation, à double gaine ou peuvent être constituées de sections de telles fibres soudés bout à bout. . Types d'échange d'énergie dans la fibre bi-cœur.Similarly, the core or the sheath of one of the fibers of the bi-core 100 (or both) can be doped, for example, with rare earth ions or the like. (In this case, couplers can allow the multiplexing of pump wavelengths and signals then amplification or frequency conversion or optical routing), result from an alloy, polarization maintenance, double sheath or may consist of sections of such fibers welded end to end. . Types of energy exchange in the bi-core fiber.
Il peut s'agir d'un couplage entre les signaux se propageant dans les deux cœurs 10, 20. Le coupleur peut être réalisé par exemple par fusion-étirage local de la fibre bi-cœur 100. Il peut y avoir une seule zone de couplage 102 dans le tronçon bi-cœur 100. Il peut également y avoir plusieurs zones de couplage, par exemple deux zones de couplage (comme décrit précédemment selon un mode de réalisation préférentiel) : on forme alors un interféromètre de type Mach-Zender. La fibre bi- cœur 100 peut également présenter un nombre de coupleurs supérieur à 2.It can be a coupling between the signals propagating in the two cores 10, 20. The coupler can be produced for example by local fusion-stretching of the bi-core fiber 100. There can be a single zone of coupling 102 in the two-core section 100. There can also be several coupling zones, for example two coupling zones (as described previously according to a preferred embodiment): an Mach-Zender type interferometer is then formed. The dual-core fiber 100 can also have a number of couplers greater than 2.
Un ou les deux cœurs 10, 20 du tronçon bi-cœur 100 peuvent être photoinscrits. On peut photo-inscrire de manière homogène (pour réaliser un déphasage), ou périodique (par exemple pour réaliser un réseau de Bragg).One or both cores 10, 20 of the bi-core section 100 can be photo-registered. We can photo-homogeneously (to achieve a phase shift), or periodically (for example to achieve a Bragg grating).
Un (ou les deux) cœurs 10, 20 de la fibre bi-cœur 100 peuvent être dopés pour créer une amplification (ou une atténuation) des signaux, ou être un alliage pour modifier l'indice optique.One (or both) cores 10, 20 of the bi-core fiber 100 can be doped to create an amplification (or attenuation) of the signals, or be an alloy to modify the optical index.
L'échange d'énergie peut résulter de phénomènes d'optique non linéaire liés à la propagation de signaux dans les deux cœurs (amplification, conversion de fréquence ...).The energy exchange can result from nonlinear optical phenomena related to the propagation of signals in the two cores (amplification, frequency conversion ...).
. Type de guides planaires.. Type of planar guides.
Les puces optiques 120, 120' peuvent également comporter d'autres fonctions optiques que celles de connexion et d'écartement des guides d'ondes. Le tracé des guides peut permettre d'intégrer une fonction de coupleur (tels qu'illustrés sur la figure 5), d'amplificateur (tel qu'illustré sur le figure 6), de concentrateur (tel qu'illustré sur la figure 7), de diviseur, de commutateur ou la combinaison de plusieurs de ces fonctions. La puce optique 120, 120' peut comporter une série de guides d'espacement variables (par exemple d, d + ε, ... d + nε) pour s'adapter exactement à l'espacement réel des cœurs 10, 20 en extrémité du tronçon de fibre bi-cœur 100. Les guides 122, 124 peuvent être ou non dans un même plan. Une puce 120, 120' peut comporter une série de guides pour se connecter à deux fibres bi-cœur 100 (ou plus).The optical chips 120, 120 ′ may also include other optical functions than those of connection and spacing of the waveguides. The layout of the guides can make it possible to integrate a coupler (as illustrated in FIG. 5), amplifier (as illustrated in FIG. 6), concentrator (as illustrated in FIG. 7) functions. , divider, switch or a combination of several of these functions. The optical chip 120, 120 ′ may comprise a series of variable spacing guides (for example d, d + ε, ... d + nε) to adapt exactly to the actual spacing of the cores 10, 20 at the end of the bi-core fiber section 100. The guides 122, 124 may or may not be in the same plane. A chip 120, 120 ′ may include a series of guides for connecting to two bi-core fibers 100 (or more).
Dans ce dernier cas, les fibres bi-cœurs peuvent être matériellement distinctes ou regroupées dans une fibre commune. La puce peut par ailleurs assurer une fonction optique, par exemple de couplage, associant les signaux issus de fibres bi-cœurs différentes.In the latter case, the two-core fibers can be materially distinct or grouped together in a common fiber. The chip can moreover ensure an optical function, for example of coupling, associating the signals coming from different two-core fibers.
La face de sortie des guides planaires peut être polie à une angle 0° < θ < 12° afin de minimiser les pertes de signal par réflexion. . Formes et composition des guides planaires.The exit face of the planar guides can be polished at an angle of 0 ° <θ <12 ° to minimize signal loss by reflection. . Forms and composition of planar guides.
Les guides optiques 122, 124 sur composant planaire 120 peuvent avoir une section circulaire qui permet une bonne adaptation aux cœurs des fibres, et de faibles pertes. Les guides planaires 122, 124 peuvent avoir une forme elliptique, pour permettre de corriger les défauts de polarisation de la fibre bi-cœur. Les guides planaires 122, 124 peuvent avoir une section carrée ou rectangulaire selon la technologie choisie (silice/silicium...). Un ou plusieurs guides optiques 122, 124 peuvent être dopés par des ions actifs afin de créer un milieu amplificateur ou atténuateur, ou être un alliage d'indice optique contrôlé.The optical guides 122, 124 on planar component 120 may have a circular section which allows good adaptation to the cores of the fibers, and low losses. The planar guides 122, 124 may have an elliptical shape, in order to correct the polarization defects of the bi-core fiber. The planar guides 122, 124 may have a square or rectangular section depending on the technology chosen (silica / silicon, etc.). One or more optical guides 122, 124 can be doped with active ions in order to create an amplifying or attenuating medium, or be an alloy with a controlled optical index.
. Couplage à des composants actifs. Coupling to active components
Un composant actif (par exemple laser de pompe) peut être couplé à un des composants du dispositif (par exemple sur la figure 6 on a illustré le collage d'un laser 180 au guide d'onde planaire 122 ou deux lasers 180, 180' respectivement aux guides d'onde planaires 122,124, pour réaliser un amplificateur) (ou détecteur pour réaliser une stabilisation par rétroaction du signal).An active component (for example pump laser) can be coupled to one of the device components (for example in FIG. 6, the bonding of a laser 180 to the planar waveguide 122 or two lasers 180, 180 ′ has been illustrated. respectively to the planar waveguides 122,124, to make an amplifier) (or detector to make a stabilization by feedback of the signal).
Selon une autre caractéristique de la présente invention, la fibre bi-cœur 100 comporte une zone d'élévation d'indice choisi dans le groupe comprenant un profil déterminé, un pas variable, une zone à traits inclinés ou une combinaison de ceux-ci. . Applications envisagées.According to another characteristic of the present invention, the bi-core fiber 100 includes an index elevation zone chosen from the group comprising a determined profile, a variable pitch, an area with inclined lines or a combination thereof. . Applications envisaged.
La présente invention peut donner lieu à de nombreuses applications.The present invention can give rise to numerous applications.
Parmi celles-ci, on citera :Among these are:
Multiplexeur à Insertion Extraction (MIE) FiltrageInsertion Extraction Multiplexer (MIE) Filtering
InterleavageInterleavage
Conversion de fréquenceFrequency conversion
Routage optiqueOptical routing
Coupleur large bande. BIBLIOGRAPHIE :Broadband coupler. BIBLIOGRAPHY:
[1] MULTIPLEXEUR OPTIQUE A INSERTION-EXTRACTION DES[1] OPTICAL MULTIPLEXER WITH INSERTION-EXTRACTION OF
CIRCULATEURS OPTIQUES ET DES RESEAUX DE BRAGGOPTICAL CIRCULATORS AND BRAGG NETWORKS
PHOTOINSCRITS, brevet FR 2731082, Chawki, Delevaque, Tollay, 1995.PHOTO-WRITTEN, patent FR 2731082, Chawki, Delevaque, Tollay, 1995.
[2] Dispositif éclateur multiplexeur duplexeur integer pour fibres multicoeurs, brevet FR 2760538, Boscher, 1997.[2] Integrated duplexer multiplexer spark gap device for multicore fibers, patent FR 2760538, Boscher, 1997.
[3] Hybrid type add/drop multiplexer using twincore fiber and PLC, Yougtark Lee et al, ECOC 1999.[3] Hybrid type add / drop multiplexer using twincore fiber and PLC, Yougtark Lee et al, ECOC 1999.
[4] Electron Letters, vol 34, n° 12, 1250-1251 (1998). [4] Electron Letters, vol 34, no.12, 1250-1251 (1998).

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif optique comportant :1. Optical device comprising:
- un tronçon de fibre bi-cœur (100) comportant au moins une zone d'échange de puissance (102) entre les deux cœurs (10, 20), cette zone (102) étant située suffisamment loin de chaque extrémité du tronçon de fibre (100), pour qu'il n'y ait pas d'échange de puissance entre les deux cœurs (10, 20), au niveau de cette interface,- a bi-core fiber section (100) comprising at least one power exchange zone (102) between the two cores (10, 20), this zone (102) being located far enough from each end of the fiber section (100), so that there is no power exchange between the two cores (10, 20), at this interface,
- au moins un composant planaire (120) comprenant au moins deux guides (122, 124) permettant de s'adapter d'un côté aux coeurs (10, 20) de la fibre bi-coeur (100), et à un autre endroit du composant planaire (120) à au moins un élément optique auxiliaire, et- at least one planar component (120) comprising at least two guides (122, 124) making it possible to adapt on one side to the hearts (10, 20) of the bi-core fiber (100), and to another location from the planar component (120) to at least one auxiliary optical element, and
- au moins un tel élément optique auxiliaire (130, 140).- at least one such auxiliary optical element (130, 140).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément optique auxiliaire est une fibre optique mono-cœur.2. Device according to claim 1, characterized in that the auxiliary optical element is a single-core optical fiber.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que lé composant planaire (120) comprend deux guides (122, 124) permettant de s'adapter d'un côté aux cœurs (10, 20) de la fibre bi-cœur (100) et par ailleurs à deux éléments optiques auxiliaires (130, 140). 3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the planar component (120) comprises two guides (122, 124) making it possible to adapt on one side to the hearts (10, 20) of the bi-core fiber (100) and moreover with two auxiliary optical elements (130, 140).
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend deux composants planaires (120, 120') situés respectivement sur les extrémités de la fibre bi-cœur (100).4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises two planar components (120, 120 ') located respectively on the ends of the bi-core fiber (100).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend deux éléments optiques auxiliaires (130', 140') en entrée du dispositif et deux éléments optiques auxiliaires (130, 140) en sortie du dispositif.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises two auxiliary optical elements (130 ', 140') at the input of the device and two auxiliary optical elements (130, 140) at the output of the device .
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément optique auxiliaire (130') en entrée du dispositif et deux éléments optiques auxiliaires (130, 140) en sortie du dispositif.6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises an auxiliary optical element (130 ') at the input of the device and two auxiliary optical elements (130, 140) at the output of the device.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend deux éléments optiques auxiliaires (130', 140') en entrée du dispositif et un élément optique auxiliaire (130) en sortie du dispositif. 7. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises two auxiliary optical elements (130 ', 140') at the input of the device and an auxiliary optical element (130) at the output of the device.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'échange d'énergie dans la fibre bi-cœur (100) est opéré par couplage entre les signaux se propageant dans les deux cœurs (10, 20).8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the energy exchange in the bi-core fiber (100) is operated by coupling between the signals propagating in the two cores (10, 20 ).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la fonction optique (102) comporte un coupleur réalisé par fusion-étirage local de la fibre bi- cœur (100).9. Device according to claim 8, characterized in that the optical function (102) comprises a coupler produced by local melt-drawing of the bi-core fiber (100).
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'au moins un composant optique est photo-inscrit dans la fibre bi-cœur (100).10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one optical component is photo-registered in the bi-core fiber (100).
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'au moins une élévation d'indice homogène est réalisée dans la fibre bi-ceour11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one homogeneous index rise is made in the bi-core fiber
(100).(100).
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'au moins une élévation d'indice périodique est réalisée dans la fibre bi-cœur (100)12. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one periodic index rise is carried out in the bi-core fiber (100)
13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 et 12, caractérisé par le fait qu'au moins un réseau de Bragg est réalisé dans la fibre bi-cœur (100).13. Device according to one of claims 1 to 10 and 12, characterized in that at least one Bragg grating is produced in the bi-core fiber (100).
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que deux réseaux de Bragg identiques sont photo-inscrits dans chaque cœur (10, 20) de la fibre bi-cœur (100), entre des coupleurs, pour former un interféromètre de type Mach-Zender.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that two identical Bragg gratings are photo-inscribed in each core (10, 20) of the bi-core fiber (100), between couplers, for form a Mach-Zender interferometer.
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que l'échange d'énergie dans la fibre bi-cœur (100) résulte d'un phénomène d'optique non linéaire, lié à la propagation de signaux dans les deux cœurs, tel que amplification, ou conversion de fréquence. 15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the energy exchange in the bi-core fiber (100) results from a non-linear optical phenomenon, linked to the propagation of signals in the two cores, such as amplification, or frequency conversion.
16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que l'un au moins des cœurs (10, 20) de la fibre bi-cœur (100) est dopé, par exemple pour créer une amplification ou une atténuation des signaux.16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that at least one of the cores (10, 20) of the bi-core fiber (100) is doped, for example to create an amplification or a signal attenuation.
17. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que l'un au moins des cœurs (10, 20) de la fibre bi-cœur (100) est formé d'un alliage propre à contrôler l'indice optique et/ou le coefficient d'absorption.17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least one of the cores (10, 20) of the bi-core fiber (100) is formed from an alloy suitable for controlling the optical index and / or absorption coefficient.
18. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que la fibre bi-cœur (100) possède au moins deux zones de couplage (102). 18. Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the bi-core fiber (100) has at least two coupling zones (102).
19. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé par le fait que l'un au moins des guides de la fibre bi-cœur (100) est choisi dans le groupe guide optique à maintien de polarisation ou à double gaine.19. Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that at least one of the guides of the bi-core fiber (100) is chosen from the optical guide group with polarization maintenance or double cladding.
20. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé par le fait que la fibre bi-cœur (100) est formée par soudure bout à bout de plusieurs tronçons de fibres ayant des propriétés différentes d'un tronçon à l'autre.20. Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the bi-core fiber (100) is formed by butt welding of several sections of fibers having different properties from one section to another .
21. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 20 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé par le fait que la fibre optique mono-cœur (130, 140) est choisie dans le groupe comprenant les fibres de ligne, les fibres dopées, les fibres en alliage de composants pour modifier l'indice et le coefficient d'absorption, les fibres à double gaine, et des assemblages bout à bout de tronçons de fibres répondant aux définitions qui précèdent.21. Device according to one of claims 1 to 20 taken in combination with claim 2, characterized in that the single-core optical fiber (130, 140) is chosen from the group comprising line fibers, doped fibers , the alloy fibers of components to modify the index and the absorption coefficient, the double-clad fibers, and end-to-end assemblies of fiber sections meeting the above definitions.
22. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé par le fait qu'un composant à fonction miroir est placé sur une première extrémité de la fibre bi-cœur (100) et que l'entrée et la sortie du signal sont situées sur la seconde extrémité de la fibre bi-cœur (100).22. Device according to one of claims 1 to 21, characterized in that a component with a mirror function is placed on a first end of the bi-core fiber (100) and that the input and the output of the signal are located on the second end of the bi-core fiber (100).
23. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé par le fait que le composant planaire (120) intègre une fonction optique choisie dans le groupe comprenant un coupleur, un amplificateur, un concentrateur, un diviseur, un commutateur et la combinaison de plusieurs de ces fonctions.23. Device according to one of claims 1 to 22, characterized in that the planar component (120) integrates an optical function chosen from the group comprising a coupler, an amplifier, a concentrator, a divider, a switch and the combination of many of these functions.
24. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisé par le fait que le composant planaire (120) est réalisé par échange d'ions dans un substrat de silice.24. Device according to one of claims 1 to 23, characterized in that the planar component (120) is produced by ion exchange in a silica substrate.
25. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisé par le fait que le composant planaire (120) comporte une série de guides (122, 124) d'espacements variables, pour permettre une adaptation à l'espacement exact des éléments optiques auxiliaires (130, 140).25. Device according to one of claims 1 to 24, characterized in that the planar component (120) comprises a series of guides (122, 124) of variable spacings, to allow adaptation to the exact spacing of the elements auxiliary optics (130, 140).
26. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisé par le fait que les extrémités des guides d'onde planaires (122, 124) et/ou les extrémités des tronçons à fibre (100, 130, 140) sont polies avec un angle d'incidence faible par rapport à l'axe de propagation, ou clivées pour supprimer les réflexions parasites.26. Device according to one of claims 1 to 25, characterized in that the ends of the planar waveguides (122, 124) and / or the ends of the fiber sections (100, 130, 140) are polished with a low angle of incidence relative to the axis of propagation, or cleaved to suppress the stray reflections.
27. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisé par le fait que les embouts de tronçons de fibre (100, 130, 140) sont ferulés. 27. Device according to one of claims 1 to 26, characterized in that the end pieces of fiber sections (100, 130, 140) are fermented.
28. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 27, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs fibres bi-cœurs (100) et au moins un composant planaire (120) comportant des guides (122, 124) adaptés pour se connecter à au moins deux de telles fibres bi-cœurs (100). 28. Device according to one of claims 1 to 27, characterized in that it comprises several bi-core fibers (100) and at least one planar component (120) comprising guides (122, 124) adapted to connect to at least two such two-core fibers (100).
29. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 28, caractérisé par le fait que le composant planaire (120) comporte des guides (122, 124) dont la section est choisie dans le groupe comprenant une section circulaire, elliptique, carrée, ou rectangulaire.29. Device according to one of claims 1 to 28, characterized in that the planar component (120) comprises guides (122, 124) whose section is chosen from the group comprising a circular, elliptical, square section, or rectangular.
30. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 29, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un composant actif (180) tel qu'un laser, couplé à l'un des autres composants du dispositif, par exemple au composant planaire (120).30. Device according to one of claims 1 to 29, characterized in that it comprises at least one active component (180) such as a laser, coupled to one of the other components of the device, for example to the component planar (120).
31. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 30, caractérisé par le fait que la fibre bi-cœur (100) comporte une zone d'élévation d'indice choisi dans le groupe comprenant un profil déterminé, un pas variable, une zone à traits inclinés ou une combinaison de ceux-ci. 31. Device according to one of claims 1 to 30, characterized in that the bi-core fiber (100) comprises an elevation zone of index chosen from the group comprising a determined profile, a variable pitch, a zone with inclined lines or a combination thereof.
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