FR2822248A1 - Two center fibre/standard optical fibre connection mechanism having thinned monofibre profile formed/inserted support central holes and two fibre centers inserted other end - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne le domaine des connecteurs pour fibres optiques. The present invention relates to the field of connectors for optical fibers.
Plus précisément, la présente invention concerne un dispositif conçu pour permettre la connexion d'une fibre bi-coeur à des fibres standards de télécommunications. More specifically, the present invention relates to a device designed to allow the connection of a bi-core fiber to standard telecommunications fibers.
Les fibres bei-coeurs sont bien connues de l'homme de l'art. Leur structure ne sera donc pas décrite dans le détail par la suite. Bioreactor fibers are well known to those skilled in the art. Their structure will therefore not be described in detail below.
Néanmoins on rappellera ci-dessous quelques données de base relatives à ces fibres bi-coeurs, en relation avec les figures 1 et 2 annexées. However, a few basic data relating to these dual-core fibers will be recalled below, in relation to the appended FIGS. 1 and 2.
La figure 1 représente une fibre bi-coeur dans sa forme la plus générale qui soit. Figure 1 shows a bi-core fiber in its most general form.
La fibre bi-coeur possède généralement deux coeurs 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 hearts 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 coeur 10 est circulaire de révolution, tandis que le coeur
20 est elliptique. Ces coeurs peuvent être dopés par des ions de terre rare pour des applications ayant trait à l'amplification. d caractérise la distance entre les deux coeurs 10, 20. According to FIG. 1, the heart 10 is circular in revolution, while the heart
20 is elliptical. These hearts can be doped with rare earth ions for applications related to amplification. d characterizes the distance between the two hearts 10, 20.
Les coeurs 10, 20 peuvent être entourés d'une zone 30, 40 de propriétés différentes, délimitées 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 de 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... The cores 10, 20 can 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 '). zones 30.40 can be photosensitive for applications requiring photo-inscription of Bragg gratings. S3 and S3 'can have any geometric shape and accept any usual dopant for applications such as polarization maintenance, amplifier, etc. ...
La zone délimitée par la surface S2, généralement appelé gaine optique 50, est souvent non dopée. Elle peut prendre les formes géométriques diverses et variées. La gaine optique 50 est à son tour entourée par un revêtement de protection 60 délimité par la surface SI, généralement circulaire. 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.
La figure 2 correspond au cas simplifié où les surfaces S3 et S3', S4 et S4' sont identiques. SI est circulaire et possède un diamètre de plusieurs centaines de microns. Soit d la distance entre les coeurs 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. 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.
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Une fibre bi-coeur ne peut être raccordée directement à deux fibres monocoeurs, du fait de l'entraxe minimal résultant de la juxtaposition de deux fibres monocoeurs. De fait la distance entre les deux coeurs d'une fibre bi-coeurs est généralement comprise entre 30 et 100 um, tandis que la distance minimum qui peut être atteinte en plaçant deux fibres monocoeur côte à côte, pour rapprocher le plus possible les coeurs de deux fibres, est égale au diamètre extérieur de la gaine des fibres monocoeur, qui est typiquement au minimum de 125 u. m. A bi-core fiber cannot be connected directly to two single-core fibers, due to the minimum center distance resulting from the juxtaposition of two single-core fibers. In fact, the distance between the two hearts of a two-core fiber is generally between 30 and 100 μm, while the minimum distance which can be achieved by placing two single-core fibers side by side, to bring the hearts as close as possible two fibers, is equal to the outside diameter of the sheath of the single-core fibers, which is typically at least 125 u. m.
Différentes solutions ont déjà été proposées pour assurer le raccordement de fibres bi-coeurs à des fibres monocoeurs. Various solutions have already been proposed for ensuring the connection of two-core fibers to single-core fibers.
Une solution consiste à intercaler un guide d'onde planaire entre les entrées/sorties des fibres bi-cceurs et les fibres monocoeurs associées. Cette solution est cependant onéreuse. One solution is to insert a planar waveguide between the inputs / outputs of the dual-core fibers and the associated single-core fibers. This solution is however expensive.
Une autre solution consiste à fusionner et étirer deux fibres monocoeurs. Another solution is to merge and stretch two single-core fibers.
Cependant cette solution est difficile à réaliser et, pour permettre un bon rendement de couplage, nécessite une fibre bi-coeur ayant des dimensions géométriques qui s'éloignent du standard des télécommunications.. However, this solution is difficult to achieve and, to allow good coupling efficiency, requires a bi-core fiber having geometric dimensions which depart from the telecommunications standard.
Au vu de l'état de l'art, la présente invention a pour but de proposer de nouveaux moyens permettant le raccordement d'un fibre bi-coeur à des fibres monocoeurs, assurant de bonnes performances optiques, principalement le couplage, et économiques (faible coût, réalisation aisée). In view of the state of the art, the present invention aims to propose new means allowing the connection of a dual-core fiber to single-core fibers, ensuring good optical performances, mainly coupling, and economical ( low cost, easy implementation).
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un ensemble comprenant : au moins une fibre bi-coeur, . un support adapté pour porter la fibre bi-coeur, au moins deux fibres monocoeurs amincies au niveau de leur gaine, selon un profil évolutif contrôlé sur une longueur déterminée de l'extrémité de ces fibres, . un support comportant des gorges en V ou en U adaptées pour porter les extrémités amincies des fibres monocoeurs, telles que l'entraxe en sortie des fibres monocoeurs coïncide avec l'entraxe de la fibre bi-coeur, et . des moyens aptes à fixer relativement les deux supports en position alignée des fibres. This object is achieved in the context of the present invention thanks to an assembly comprising: at least one bi-core fiber,. a support suitable for carrying the bi-core fiber, at least two single-core fibers thinned at the level of their sheath, according to an evolving profile controlled over a determined length of the end of these fibers,. a support comprising V-shaped or U-shaped grooves adapted to carry the thinned ends of the single-core fibers, such that the center distance at the outlet of the single-core fibers coincides with the center distance of the bi-core fiber, and. means capable of relatively fixing the two supports in an aligned position of the fibers.
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La présente invention concerne également en tant que tels les deux sous ensembles formés chacun respectivement de l'un des supports précités muni pour le premier de la fibre bi-coeur, et pour le second des fibres monocoeurs. The present invention also relates as such to the two subassemblies each formed respectively from one of the aforementioned supports provided for the first of the bi-core fiber, and for the second of the single-core fibers.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : . les figures 1 et 2 précédemment décrites, représentent schématiquement, selon des vues en coupe transversale, des fibres bi-coeurs connues, . la figure 3 représente une vue latérale d'une extrémité amincie selon la présente invention, d'une fibre monocoeur,
. la figure 4 représente une vue en bout de la même fibre amincie, . la figure 5 représente une vue en bout d'un support portant deux fibres monocoeurs amincies, et . la figure 6 représente une vue similaire en bout d'un support portant une fibre bi- coeur. Other characteristics, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows, and with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting examples and in which:. Figures 1 and 2 previously described, schematically represent, in cross-sectional views, known bi-core fibers,. FIG. 3 represents a side view of a thinned end according to the present invention, of a single-core fiber,
. FIG. 4 represents an end view of the same thinned fiber,. FIG. 5 represents an end view of a support carrying two thinned single-core fibers, and. FIG. 6 represents a similar view at the end of a support carrying a bi-core fiber.
Les fibres monocoeurs 100,110 utilisées dans le cadre de la présente invention sont de préférence des fibres monomodes standard des télécommunications. The single-core fibers 100, 110 used in the context of the present invention are preferably standard telecommunication single-mode fibers.
Dans le cadre de la présente invention, le profil de l'amincissement de l'extrémité de la fibre monocoeur est globalement tronconique. In the context of the present invention, the profile of the thinning of the end of the single-core fiber is generally frustoconical.
On a représenté sur les figures 3 et 4 un mode de réalisation type d'amincissement de l'extrémité d'une fibre monocoeur, conforme à la présente invention. There is shown in Figures 3 and 4 a typical embodiment of thinning the end of a single-core fiber, according to the present invention.
Cet amincissement se caractérise par une succession de tronçons de profil tronconique de longueur variable. This thinning is characterized by a succession of sections of frustoconical profile of variable length.
L'angle de réduction de l'enveloppe externe tronconique est constant pour un tronçon donné. Il change en revanche d'un tronçon à l'autre. The reduction angle of the frustoconical external envelope is constant for a given section. However, it changes from one section to another.
Typiquement il est ainsi prévu trois tronçons successifs Tl, T2 et T3. Typically, three successive sections T1, T2 and T3 are thus provided.
Typiquement le tronçon T2 a une longueur double du tronçon Tlet le tronçon T3 a une longueur triple du tronçon Tl. Par ailleurs typiquement chaque tronçon Tl à T3 conduit à une réduction du diamètre de la gaine de l'ordre de 1/4 de son diamètre. Typically the section T2 has a double length of the section Tlet the section T3 has a triple length of the section Tl. Furthermore typically each section Tl to T3 leads to a reduction in the diameter of the sheath of the order of 1/4 of its diameter .
Plus généralement pour un amincissement sous forme de n tronçons successifs, la longueur des tronçons de Tal... Ti... à Tn évolue selon la loi i. Ll, dans More generally for a thinning in the form of n successive sections, the length of the sections from Tal ... Ti ... to Tn evolves according to the law i. Ll, in
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laquelle i désigne le rang du tronçon et LI représente la longueur du premier tronçon., tandis que chaque tronçon Tl à Tn conduit à une réduction du diamètre de la gaine de l'ordre de 1/ (n+l) de son diamètre. which i denotes the rank of the section and LI represents the length of the first section., while each section Tl to Tn leads to a reduction in the diameter of the sheath of the order of 1 / (n + l) of its diameter.
En variante l'amincissement de l'extrémité de la fibre monocoeur peut être défini par une courbe continue et non pas par une suite de tronçons. As a variant, the thinning of the end of the single-core fiber can be defined by a continuous curve and not by a series of sections.
L'amincissement de l'extrémité de la fibre monocoeur peut être réalisé à l'aide de tous moyens connus de l'homme de l'art. Il est de préférence obtenu par attaque chimique. Cependant en variante cet amincissement peut être réalisé par érosion mécanique. The thinning of the end of the single-core fiber can be achieved using any means known to those skilled in the art. It is preferably obtained by chemical attack. However, as a variant, this thinning can be achieved by mechanical erosion.
On notera que l'amincissement mécanique est réalisé selon la présente invention, par enlèvement de matière sur la gaine de la fibre. Il se distingue ainsi fondamentalement d'un étirement classique de fibre, en ce que selon l'invention, le diamètre du coeur de la fibre reste invariable. Par ailleurs l'amincissement mécanique réalisé selon la présente invention ne modifie pratiquement pas la taille de mode des fibres monocoeurs et permet par conséquent d'assurer un bon couplage avec la fibre bicoeur. It will be noted that the mechanical thinning is carried out according to the present invention, by removal of material on the sheath of the fiber. It is thus fundamentally different from a conventional fiber stretch, in that according to the invention, the diameter of the fiber core remains invariable. Furthermore, the mechanical thinning produced according to the present invention practically does not modify the mode size of the single-core fibers and consequently makes it possible to ensure good coupling with the dual-core fiber.
Bien évidemment l'amincissement peut être réalisé simultanément sur un grand nombre de fibres. Obviously thinning can be carried out simultaneously on a large number of fibers.
Une fois amincies, les fibres monocoeurs 100,110 sont positionnées sur un support ou socle 120. Celui-ci comporte des gorges en V (ou en U, voir toute autre forme géométrique adaptée aux fibres destinées à y être positionnées) 121,122 adaptées pour recevoir chacune, l'extrémité amincie d'une fibre monocoeur. Les gorges 121,122 sont non parallèles entre elles. Elles se rapprochent en direction du bord du support 120 destiné à être accolé à la fibre bi-coeur, de telle sorte que l'entraxe en sortie des fibres monocoeurs 100,110, au niveau de ce bord du support 120, coïncide avec l'entraxe de la fibre bi-coeur. Au niveau du bord du support 120, l'entraxe des fibres 100,110 est ainsi typiquement de 40 um. Once thinned, the single-core fibers 100, 110 are positioned on a support or base 120. This comprises V-shaped grooves (or in a U, see any other geometric shape adapted to the fibers intended to be positioned there) 121, 122 adapted to receive each, the thinned end of a single core fiber. The grooves 121, 122 are not parallel to each other. They approach in the direction of the edge of the support 120 intended to be attached to the bi-core fiber, so that the spacing at the outlet of the single-core fibers 100,110, at this edge of the support 120, coincides with the spacing of bi-core fiber. At the edge of the support 120, the center distance of the fibers 100, 110 is thus typically 40 μm.
Sur la figure 5, cet entraxe est référencé d. In FIG. 5, this center distance is referenced d.
Le support 120 est formé préférentiellement dans une plaquette de silice ou de silicium. The support 120 is preferably formed in a wafer of silica or silicon.
Les gorges en V, 121,122, sont réalisées de préférence par attaque chimique. The V-shaped grooves, 121, 122, are preferably made by chemical attack.
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Le cas échéant le support 120 peut être positionné sur une lame de silice, pour renforcer l'ensemble. If necessary, the support 120 can be positioned on a silica blade, to reinforce the assembly.
Après avoir été positionnées dans les gorges 121,122, les fibre monocoeurs 100,110 sont immobilisées sur le support 120 avec de la colle 123. After having been positioned in the grooves 121, 122, the single-core fibers 100, 110 are immobilized on the support 120 with glue 123.
L'embout ainsi obtenu est de préférence recouvert ensuite par une plaquette ou contre lame référencée 125 sur la figure 5. Les fibres monocoeurs sont ainsi prises en sandwich entre le support de base 120 et la contre lame 125. The end piece thus obtained is preferably then covered by a wafer or counter blade referenced 125 in FIG. 5. The single-core fibers are thus sandwiched between the base support 120 and the counter blade 125.
L'embout est par ailleurs de préférence poli, une fois les diverses opérations précitées réalisées. The tip is also preferably polished, once the various aforementioned operations have been carried out.
La fibre bi-coeur 130 a typiquement un entraxe d de l'ordre de 40 um avec une forme extérieure circonscrite par un rectangle de 110 x 150 u. m. The bi-core fiber 130 typically has a center distance d of the order of 40 μm with an external shape circumscribed by a rectangle of 110 × 150 μ. m.
Dans le cadre de la présente invention, une telle fibre bs-zur 130 est positionnée dans une gorge 142 en U formée dans un support ou socle 140. La largeur de la gorge 142 est de préférence complémentaire de la grande dimension du rectangle précité, de sorte que les axes des deux coeurs 10,20 de la fibre bi-coeur 130 soient placés dans un plan parallèle à la surface de base de la gorge 142. In the context of the present invention, such a bs-zur fiber 130 is positioned in a U-shaped groove 142 formed in a support or base 140. The width of the groove 142 is preferably complementary to the large dimension of the abovementioned rectangle, of so that the axes of the two hearts 10, 20 of the bi-core fiber 130 are placed in a plane parallel to the base surface of the groove 142.
Le support 140 est de préférence formé à base de silice ou de quartz. La gorge 142 peut être réalisée par exemple à l'aide d'une scie. The support 140 is preferably formed based on silica or quartz. The groove 142 can be produced for example using a saw.
Après avoir positionnée la fibre bi-coeur 130 dans la gorge 142, celle-ci est de préférence immobilisée sur le support 140 grâce à de la colle 143. After positioning the bi-core fiber 130 in the groove 142, the latter is preferably immobilized on the support 140 by means of glue 143.
L'embout ainsi obtenu est de préférence recouvert ensuite par une plaquette ou contre lame référencée 145 sur la figure 6. La fibre bicoeur 130 est ainsi prise en sandwich entre le support de base 140 et la contre lame 145. The end piece thus obtained is preferably then covered by a wafer or counter blade referenced 145 in FIG. 6. The dual core fiber 130 is thus sandwiched between the base support 140 and the counter blade 145.
Le porte fibre 140 et la fibre bi-coeur 130 sont ensuite de préférence polis. The fiber holder 140 and the bi-core fiber 130 are then preferably polished.
Il reste alors à mettre en regard les deux porte-fibres 120 et 140 et à ajuster ceux-ci soit dynamiquement, soit passivement selon la précision des dispositifs de micro-alignement, pour aligner les coeurs des fibres monocoeurs 100,110 sur les coeurs de la fibre bs-zur 130. It then remains to compare the two fiber holders 120 and 140 and to adjust them either dynamically or passively depending on the precision of the micro-alignment devices, to align the hearts of the single-core fibers 100,110 on the hearts of the fiber. bs-zur 130.
Les deux porte-fibres 120 et 140 sont ensuite immobilisés dans la position optimale, à l'aide de tous moyens appropriés, par exemple par collage. The two fiber holders 120 and 140 are then immobilized in the optimal position, using any appropriate means, for example by gluing.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. Of course the present invention is not limited to the particular embodiment which has just been described, but extends to all variants in accordance with its spirit.
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Ainsi par exemple, le porte fibre 120 peut comporter un nombre de gorges 121, 122 supérieur à 2, et supérieur au nombre de fibres monocoeurs utilisées, les dites gorges étant espacées deux à deux d'un entraxe variable, qui s'écarte progressivement de la valeur de consigne d par pas de +/- 8 zu plus généralement, un espacement de pas variable. Typiquement on peut par exemple, mais non limitativement, prévoir 5 gorges séparées deux à deux de (d-2s), (d-s), d, (d+8), (d+2s). Cette disposition permet d'optimiser le processus d'alignement puisqu'elle permet de choisir l'entraxe des fibres monocoeurs qui est le plus adapté à la fibre bicoeur utilisée. Thus, for example, the fiber holder 120 may include a number of grooves 121, 122 greater than 2, and greater than the number of single-core fibers used, the said grooves being spaced two by two by a variable center distance, which progressively deviates from the nominal value d in steps of +/- 8 zu more generally, a variable pitch spacing. Typically we can for example, but not limited to, provide 5 separate grooves two by two of (d-2s), (d-s), d, (d + 8), (d + 2s). This arrangement makes it possible to optimize the alignment process since it makes it possible to choose the spacing of the single-core fibers which is most suitable for the bi-core fiber used.
Par ailleurs selon les applications visées, un organe à fonction optique, tel qu'une lame polarisante, peut être intercalée entre les extrémités des fibres monocoeurs et de la fibre bicoeur, avant d'aligner et de fixer relativement celles-ci. Furthermore, depending on the intended applications, a member with an optical function, such as a polarizing plate, can be interposed between the ends of the single-core fibers and of the dual-core fiber, before they are aligned and relatively fixed.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0137501A2 (en) * | 1983-10-11 | 1985-04-17 | Sumitomo Electric Industries Limited | Branch off device for multi core optical fiber and production thereof |
| US4923275A (en) * | 1988-10-07 | 1990-05-08 | Eastman Kodak Company | Fiber optic array |
| EP0801318A2 (en) * | 1996-04-09 | 1997-10-15 | Seiko Instruments Inc. | Probe, manufacturing method therefore and scanning probe microscope |
| US5748820A (en) * | 1994-03-24 | 1998-05-05 | France Telecom | Component for connection to a multi-core fiber, and a method of manufacture |
| US6198858B1 (en) * | 1994-12-21 | 2001-03-06 | E-Tek Dynamics, Inc. | Integrable fiberoptic coupler and resulting devices and systems |
-
2001
- 2001-03-16 FR FR0103643A patent/FR2822248A1/en active Pending
Patent Citations (5)
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