EP1493052A2 - Optical collimator for monomode fiber having a graded-index fiber section, corresponding monomode fiber with extended core and method for making same - Google Patents

Optical collimator for monomode fiber having a graded-index fiber section, corresponding monomode fiber with extended core and method for making same

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Publication number
EP1493052A2
EP1493052A2 EP03740565A EP03740565A EP1493052A2 EP 1493052 A2 EP1493052 A2 EP 1493052A2 EP 03740565 A EP03740565 A EP 03740565A EP 03740565 A EP03740565 A EP 03740565A EP 1493052 A2 EP1493052 A2 EP 1493052A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber
section
mode
index gradient
index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03740565A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Philippe Chanclou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Optogone
Optogone SA
Original Assignee
Optogone
Optogone SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Optogone, Optogone SA filed Critical Optogone
Publication of EP1493052A2 publication Critical patent/EP1493052A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • G02B6/0288—Multimode fibre, e.g. graded index core for compensating modal dispersion
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2552—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/262—Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements

Definitions

  • Optical collimator for single-mode fiber having a section of index gradient fiber, single-core fiber with extended core and manufacturing method thereof.
  • the field of the invention is that of telecommunications, and more particularly that of telecommunications by optical fiber.
  • the invention relates to an optical collimator intended to be placed at the end of a single-mode optical fiber, so as to widen the section of the light beam conveyed by this single-mode fiber.
  • single mode optical fiber constitutes the preferred transmission medium for the transmission of high speed information over long distances.
  • the use of this fiber despite its advantageous propagation properties, causes significant assembly difficulties when the interconnection of two fibers is necessary. These difficulties are mainly due to the small emission surface of these monomode fibers, typically of the order of 10 ⁇ m in diameter.
  • This small dimension makes the optical coupling of a single-mode fiber with any other optical element (including another single-mode fiber) very sensitive to the relative axial and transverse positions of the fiber and the element.
  • this coupling is also very sensitive to the presence of any dust in the atmosphere surrounding the ends of the elements to be interconnected, as well as to any possible end defect in the single-mode fiber.
  • Optical collimators for single-mode fibers are therefore of particular interest, since they make it possible to enlarge the size of the light beam propagating in the single-mode fiber.
  • Figures la and lb show, in dotted lines, the shape of the optical beam in the case of a conventional single-mode fiber and a single-mode fiber respectively having an optical collimator at its end, so as to widen the section of the output beam of fiber.
  • Such optical collimators thus make it possible, when coupling a single-mode fiber to any other optical element, to reduce the constraints of positioning and influence of dust or surface defects on the efficiency of the optical coupling performed.
  • collimation makes it possible to reduce the divergence of the optical beam at the output of the single-mode fiber.
  • several techniques are known for producing such optical collimators at the end of a single-mode fiber.
  • a first technique consists in using discrete lenses, of the Self oc (registered trademark) type, placed at the outlet of the single-mode fiber.
  • a drawback of this first technique of the prior art is that this solution is not integrated at the end of the single-mode fiber. Indeed, the diameter of a Selfoc type lens is conventionally of the order of a millimeter, while the outside diameter of a single-mode fiber is generally 125 ⁇ m. This solution is therefore not optimal in terms of compactness and packaging.
  • a second known technique consists in widening the mode of the single-mode fiber, by thermal diffusion of dopants from the core of the single-mode fiber, so as to produce a single-mode fiber of TEC type (for English "Thermally diffused Expanded Core"; in French , "Thermally expanded heart”). This solution has the advantage of allowing an increase in the section of the optical beam conveyed by the fiber, while keeping the outside diameter of the fiber constant, equal to 125 ⁇ m.
  • the beam widening zone thus formed is of determined length, fixed as a function of the optical properties of the fiber which it is sought to produce.
  • This limitation of the length of the beam expansion zone reduces the possibilities of carrying out operations for shaping the end of the fiber, such as for example operations of polishing, bias cleavage of the fiber, which are elementary steps of the connectorization of a fiber.
  • a third technique in particular described in French patent No. FR 2 752 623, entitled “method of manufacturing a collective optical coupling device and device obtained by such a method", consists in making a lens at the end of the fiber, so as to obtain a Gradissimo type fiber (registered trademark).
  • Such a single-mode fiber has at its end a section of pure silica fiber, followed by a section of multimode fiber with an index gradient, so as to produce an area of expansion of the optical beam.
  • This third technique has the same drawback as that of TEC fibers, namely that the beam expansion zone is of limited length, and does not allow the use of such a fiber for carrying out cleavage operations, polishing at an angle or for fitting in a connector.
  • a fourth technique consists in designing a fiber having at its end a diffractive lens, so.
  • a diffractive lens is for example produced by photo-inscription at the end of a silica bar, itself welded to the single-mode fiber.
  • a drawback of this fourth technique of the prior art is that it requires precision alignment of the photo-registration mask and of the end of the optical fiber, which makes any collective production of fibers difficult.
  • Another disadvantage of this technique of the prior art is that, as for the second and third techniques mentioned above, the fiber equipped with such a diffractive lens cannot be polished or cleaved without destroying the lens. The connectorization of such a fiber is therefore practically impossible.
  • the invention particularly aims to overcome these drawbacks of the prior art.
  • an objective of the invention is to provide a technique making it possible to carry out an integrated collimation function at the end of an optical fiber.
  • Another objective of the invention is to implement such a collimation function which does not modify the external appearance of the optical fiber, and in particular its external diameter and its mechanical strength.
  • Another object of the invention is to provide such a technique making it possible to obtain a single-mode optical fiber having at its end a beam section enlarged compared to conventional single-mode fibers.
  • the invention also aims to provide such a single-mode fiber with integrated collimator, which is suitable for carrying out end operations, of the cleavage or polishing operations type, without deterioration of the integrated collimation function.
  • such a method comprises the following successive steps: a step of assembling at least one multimode fiber with an index gradient to at least one monomode fiber with mode expansion; a step of fracturing said multimode index gradient fiber, so as to obtain a first section of multimode fiber with index gradient of predetermined length.
  • the invention is based on a completely new and inventive approach to the realization of a collimation function of a beam carried by optical fiber.
  • the invention notably consists in soldering and cleaving, at the end of a monomode fiber with mode expansion, a multimode fiber with an index gradient, so as to carry out a collimation function integrated at the end of the monomode fiber .
  • the device thus constituted therefore has, compared to the techniques of the prior art, advantages in terms of compactness and simplicity of assembly.
  • the multimode fiber section with an index gradient ensures a function of maintaining the cross section of the widened optical beam, which advantageously allows to carry out end operations (such as cleavage, polishing, etc.) without deterioration of the collimation function, contrary to the techniques known from the prior art.
  • said mode-expansion single-mode fiber comprises a single-mode fiber, at least one section of silica fiber, and at least one second section of multimode fiber with an index gradient.
  • the invention also relates to a method for manufacturing at least one single-mode optical fiber with an extended core, comprising the following successive steps: a first step of assembling a first index gradient fiber to a first silica fiber; a first step of fracturing said first silica fiber, so as to obtain a first section of silica fiber of predetermined length; a second step of assembling a second index gradient fiber at the free end of said first section of silica fiber; a second step of fracturing said second index gradient fiber, so as to obtain a section of index gradient fiber of predetermined length, called second section of index gradient fiber; a third step of assembling a second silica fiber at the free end of said section of index gradient fiber; a third step of fracturing said second silica fiber, so as to obtain a second section of silica fiber of predetermined length; a fourth step of assembling a single-mode fiber at the free end of said second section of silica fiber, so as to obtain a single-mode optical fiber with an extended
  • such a method further comprises a step of fracturing said first index gradient fiber, so as to obtain a first section of index gradient fiber.
  • said first and second sections of index gradient fiber are of the same nature. According to a second preferred variant of the invention, said first and second sections of index gradient fiber are of different types.
  • such a method uses ribbons of n fibers, so as to collectively manufacture a set of n single-mode optical fibers with an extended core.
  • such a method comprises a step of geometric modeling of the free end of said first section of fiber with an index gradient.
  • said geometric modeling step consists of a straight cleavage and / or a straight polishing of said end.
  • said geometric modeling step consists of a bias cleavage and / or a bias polishing of said end.
  • said geometric modeling step makes it possible to round said end, so as to form a lens.
  • said end is rounded by implementing one of the techniques belonging to the group comprising: - fusion; the draw ; the contribution of matter.
  • said geometric modeling step consists in attacking said end by implementing one of the techniques belonging to the group comprising: chemical attacks; mechanical attacks by polishing; laser attacks.
  • the invention also relates to an optical collimator for single-mode fiber, comprising at least one section of mode expansion fiber, and at at least one section of expansion-maintaining fiber comprising at least a first section of multimode fiber with an index gradient.
  • said sections of mode expansion fiber and expansion maintenance are of the same diameter as said single mode fiber.
  • said section of mode-expanding fiber comprises at least one section of silica fiber and at least one second section of multimode fiber with an index gradient.
  • said section of mode expanding fiber consists of two sections of silica fiber, between which is inserted said second section of multimode fiber with index gradient.
  • said first and second sections of multimode fiber with an index gradient are of the same nature.
  • the first and second sections of index gradient fiber can of course also be of different types.
  • one end of said first section of multimode fiber with an index gradient is cleaved and / or polished straight.
  • one end of said first section of multimode fiber with an index gradient is cleaved and / or polished at an angle.
  • one end of said first section of multimode fiber with an index gradient is rounded.
  • said end is rounded according to one of the techniques belonging to the group comprising: fusion; the draw; - the contribution of material.
  • one end of said first section of multimode fiber with an index gradient is modeled according to one of the techniques belonging to the group comprising: chemical attacks; - mechanical attacks by polishing; laser attacks.
  • the invention also relates to a single mode optical fiber with an enlarged mode diameter, comprising at the end at least one mode expansion section and at least one expansion maintenance section comprising at least a first section of index gradient multimode fiber.
  • said mode expansion section comprises at least one section of silica fiber and at least one second section of multimode fiber with an index gradient.
  • said mode expansion section comprises two sections of silica fiber between which is inserted said second section of multimode fiber with an index gradient.
  • said single-mode fiber, said mode expansion section and said expansion maintenance section are of the same diameter.
  • said single mode fiber is polarization maintaining.
  • FIGS. and lb already described above, respectively illustrate the shape of the optical beam conveyed by a conventional single-mode optical fiber and by a single-mode optical fiber with collimation function;
  • - Figure 2 shows a block diagram of a single mode optical fiber with integrated collimator according to the invention;
  • FIGS. 3a to 3c illustrate different alternative embodiments of the single-mode fiber of FIG.
  • FIG. 2 There is shown, in relation to FIG. 2, an embodiment of a single-mode fiber 1 according to the invention having at its end an integrated collimation function.
  • the device of FIG. 2 makes it possible to obtain at the end of the single-mode fiber 1 a mode diameter 13 wider than that 14 of the single-mode fiber 1, while keeping a constant outside diameter, equal to that of the single-mode fiber 1, or conventionally 125 ⁇ m.
  • Such a device includes a magnification area of the optical beam
  • the magnification zone 2 makes it possible to increase the size of the optical beam, while the expansion maintenance zone 3 makes it possible to keep this size of widened beam substantially constant.
  • This property of the expansion retention zone 3, re-sheathed in index gradient fiber, makes it possible to carry out end operations, such as for example a cleavage or polishing operation, at any point of the expansion holding area 3. the magnification area 2 of the beam is thus protected from end operations.
  • the magnification 2 and expansion retention 3 zones comprise sections of fibers: in pure silica: such a fiber has the characteristic of not having an index profile to guide the light. It is composed entirely of silica and conventionally has an outside diameter of 125 ⁇ m; with index gradient: such a fiber has an optical core whose index profile is parabolic from the center to the periphery. Such an index profile is obtained by doping silica.
  • the outside diameter of the fiber is conventionally equal to 125 ⁇ m, and the core diameter is generally between 125 ⁇ m and 1 ⁇ m.
  • FIGS. 3a to 3c show the different configurations of arrangement of sections of silica fibers and with an index gradient envisaged in the context of the invention.
  • the invention consists in welding, at the end of a single-mode optical fiber 1, a first section 4 of silica fiber, followed by a first section 5 of index gradient fiber , followed by a second section 6 of silica fiber, followed by a second section 3 of gradient index fiber, playing the role of expansion holding zone.
  • Figures 3b and 3c show simplified alternative embodiments compared to the configuration of Figure 3a.
  • the collimation function is performed by welding, at the end of the single-mode fiber 1, a first section of fiber with an index gradient 5, followed by a section of silica fiber 6, followed by a second section of index gradient fiber 3 providing the expansion maintenance zone.
  • the single-mode fiber 1 has at its end a section of silica fiber 4, to which is welded a first section of gradient index fiber 5, which is itself welded to a second section of fiber. with a gradient of index 3 playing the role of an area for maintaining the expansion of the optical beam.
  • the sections of index gradient fibers referenced 5 and 3 belonging respectively to the magnification zone 2 and to the expansion maintenance zone, may be of the same nature or of different natures. Thus, these two sections may or may not have the same index profile and / or the same core diameter.
  • the widened-beam single-mode fiber devices of FIGS. 2 and 3a are produced according to the invention by implementing the following manufacturing steps: first of all, the end of a first index gradient fiber referenced is assembled 3 to a first pure silica fiber; the first silica fiber is then fractured, so as to produce a first section 6 of pure silica fiber; then assembling the assembly comprising the first index gradient fiber 3 and the first section of silica fiber 6, by the free end of the first section 6 of silica fiber, to a second index gradient fiber 5 , which may or may not be of the same kind as the first index gradient fiber 3; the second index gradient fiber 5 is fractured, so as to produce a second section of index gradient fiber; a second pure silica fiber 4 is assembled at the free end of this second section with an index gradient 5; - The second pure silica fiber 4 is fractured, so as to produce a second section of pure silica fiber; the assembly thus formed is assembled of the first and second sections of silica fibers 4 and 6, and
  • a single-mode fiber 1 is thus obtained, having at its end an integrated optical collimator.
  • This manufacturing process can of course also be carried out simultaneously on a plurality of fibers arranged in the form of ribbons of n fibers.
  • the welding and cleavage operations described above are carried out simultaneously on a number of optical fibers which can vary from 1 to n.
  • FIGS. 2 and 3 can be worked, so as to present various geometric shapes, as illustrated in relation to FIGS. 4 and 5.
  • the presence, at the end of the device of the invention, of a expansion holding zone 3 makes it possible to perform an end operation at any point on the end index gradient fiber, as illustrated by the arrow 7 in FIG. 4.
  • the section of the optical beam is maintained in enlarged form over the whole of the expansion maintenance zone 3, so that the location of the end of the optical device does not modify the size of the optical beam.
  • FIGS. 5a to 5e various end operations, illustrated by FIGS. 5a to 5e can be carried out on the gradient fiber of index 3 which maintains the optical beam in enlarged form.
  • the fiber with a gradient of index 3 at the end can be cleaved and / or polished straight.
  • Such a configuration allows a straight polishing 8 of the fiber without disturbing the index gradient section, and therefore the widening of the mode.
  • the fiber with a gradient of index 3 at the end can be cleaved and / or polished at an angle.
  • An end 9 is thus obtained at an angle without disturbing the index gradient, and therefore the widening of the mode.
  • FIGS. 5c and 5d illustrate the case where the end of the gradient gradient fiber 3 is rounded, for example by fusion, by stretching or by addition of material, so as to obtain an end lens 10, 11.
  • magnification zone 2 of the optical beam comprising a section of index gradient fiber and one or two sections of silica fiber.
  • the beams propagate periodically along the optical axis of the fiber. This is due to the successive lateral refractions undergone by the electromagnetic wave when it propagates in a medium of index which decreases from the center of the fiber towards the periphery. The period depends on the one hand on the index profile of the fiber, which follows a parabolic law, and on the other hand on the wavelength of the light which propagates there.
  • the operating principle of the expansion holding zone 3 of the device of the invention is now presented.
  • This fiber 3 allows the beam to be guided enlarged without modifying its optical properties over a certain distance.
  • This condition propagation in the index gradient 3 corresponds to the properties of the LP01 mode of the index gradient fiber.
  • the optical system 2 composed of the sections of pure silica fibers and of index gradient, is designed so as to optimize the coupling of the widened beam with the LP01 mode of the end gradient index fiber 3.
  • the propagation of an LP01 mode is possible over a certain distance.
  • This mode has the property of being wider than in single-mode fiber 1.
  • the propagation of this mode is not accompanied by any variation in the geometry of the optical beam (that is to say the mode diameter).
  • the excitation of this mode, and only of this mode is conditioned by the quality of the injection of the optical beam coming from the magnification optics 2 towards this fiber with gradient of index 3 at the end.
  • the size of the optical beam is constant.
  • the magnification optic 2 is thus protected and removed from the place of preparation of the end of the fiber 3 which plays the role of maintaining expansion.
  • the device of the invention therefore makes it possible to obtain at the end of single-mode fiber 1 a widening of the optical beam.
  • This widening of the optical beam is maintained on a certain length of fiber 3, which can undergo the standard operations of cleavage, polishing and other treatments.
  • the device of the invention consisting of a single-mode fiber having at its end an integrated collimator, described above finds numerous applications, and in particular: the production of assemblies of n superimposed fiber elements; the production of fiber connectors that are very tolerant to positioning; simplification of a more complex assembly of a fiber with other optical elements; - the production of wide beam connectors (that is to say wide mode), in particular intended for dirty atmospheres (presence of dust, gas ...) the realization of contactless connectors for contamination environment; making interconnection fibers with discrete passive or active components (such as insulators, circulators, polarizers, modulators, filters, liquid crystals, photodiodes, etc.); the production of coupling fibers with lasers, in particular of the NCSELS type (for English "Vertical Cavity Surface Emitting Laser", or in French "surface emission laser with vertical cavity”); making interconnection fibers with other types of single or multiple fibers.
  • the NCSELS type for English "Vertical Cavity Surface Emitting Laser", or in French “surface emission

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Abstract

The invention concerns an optical collimator for monomode fiber, comprising at least one section of expansion mode fiber, and at least one section of expansion-retaining fiber including at least one first graded-index multimode fiber. The invention also concerns a monomode fiber having at its end such an optical collimator, and the corresponding manufacturing method.

Description

Collimateur optique pour fibre monomode présentant une section de fibre à gradient d'indice, fibre monomode à cœur étendu et procédé de fabrication correspondants. Optical collimator for single-mode fiber having a section of index gradient fiber, single-core fiber with extended core and manufacturing method thereof.
Le domaine de l'invention est celui des télécommunications, et plus particulièrement celui des télécommunications par fibre optique.The field of the invention is that of telecommunications, and more particularly that of telecommunications by optical fiber.
Plus précisément, l'invention concerne un collimateur optique destiné à être placé en extrémité d'une fibre optique monomode, de façon à élargir la section du faisceau lumineux véhiculé par cette fibre monomode.More specifically, the invention relates to an optical collimator intended to be placed at the end of a single-mode optical fiber, so as to widen the section of the light beam conveyed by this single-mode fiber.
En effet, dans le domaine des télécommunications, la fibre optique monomode constitue le support de transmission privilégié pour la transmission d'informations à haut débit sur de grandes distances. Cependant, l'utilisation de cette fibre, en dépit de ses intéressantes propriétés de propagation, entraîne d'importantes difficultés d'assemblage lorsque l'interconnexion de deux fibres est nécessaire. Ces difficultés sont principalement dues à la faible surface d'émission de ces fibres monomodes, typiquement de l'ordre de 10 μm de diamètre. Cette faible dimension rend le couplage optique d'une fibre monomode avec tout autre élément optique (y compris une autre fibre monomode) très sensible aux positionnements axiaux et transversaux relatifs de la fibre et de l'élément. En outre, ce couplage est également très sensible à la présence d'éventuelles poussières dans l'atmosphère entourant les extrémités des éléments à interconnecter, ainsi qu'à tout éventuel défaut d'extrémité de la fibre monomode.Indeed, in the telecommunications field, single mode optical fiber constitutes the preferred transmission medium for the transmission of high speed information over long distances. However, the use of this fiber, despite its advantageous propagation properties, causes significant assembly difficulties when the interconnection of two fibers is necessary. These difficulties are mainly due to the small emission surface of these monomode fibers, typically of the order of 10 μm in diameter. This small dimension makes the optical coupling of a single-mode fiber with any other optical element (including another single-mode fiber) very sensitive to the relative axial and transverse positions of the fiber and the element. In addition, this coupling is also very sensitive to the presence of any dust in the atmosphere surrounding the ends of the elements to be interconnected, as well as to any possible end defect in the single-mode fiber.
Les collimateurs optiques pour fibres monomodes présentent donc un intérêt particulier, puisqu'ils permettent d'élargir la taille du faisceau lumineux se propageant dans la fibre monomode. Les figures la et lb présentent, en traits pointillés, la forme du faisceau optique dans le cas respectivement d'une fibre monomode classique et d'une fibre monomode présentant en son extrémité un collimateur optique, de façon à élargir la section du faisceau en sortie de fibre.Optical collimators for single-mode fibers are therefore of particular interest, since they make it possible to enlarge the size of the light beam propagating in the single-mode fiber. Figures la and lb show, in dotted lines, the shape of the optical beam in the case of a conventional single-mode fiber and a single-mode fiber respectively having an optical collimator at its end, so as to widen the section of the output beam of fiber.
De tels collimateurs optiques permettent ainsi, lors d'un couplage d'une fibre monomode à tout autre élément optique, de réduire les contraintes de positionnement et l'influence des poussières ou des défauts de surface sur l'efficacité du couplage optique effectué.Such optical collimators thus make it possible, when coupling a single-mode fiber to any other optical element, to reduce the constraints of positioning and influence of dust or surface defects on the efficiency of the optical coupling performed.
En outre, la collimation permet de diminuer la divergence du faisceau optique en sortie de la fibre monomode. On connaît à ce jour plusieurs techniques pour réaliser de tels collimateurs optiques en extrémité d'une fibre monomode.In addition, collimation makes it possible to reduce the divergence of the optical beam at the output of the single-mode fiber. To date, several techniques are known for producing such optical collimators at the end of a single-mode fiber.
Une première technique consiste à utiliser des lentilles discrètes, de type Self oc (marque déposée), placées en sortie de la fibre monomode.A first technique consists in using discrete lenses, of the Self oc (registered trademark) type, placed at the outlet of the single-mode fiber.
Un inconvénient de cette première technique de l'art antérieur est que cette solution n'est pas intégrée en extrémité de la fibre monomode. En effet, le diamètre d'une lentille de type Selfoc est classiquement de l'ordre du millimètre, alors que le diamètre extérieur d'une fibre monomode est généralement de 125 μm. Cette solution n'est donc pas optimale en termes de compacité et de packaging. Une deuxième technique connue consiste à élargir le mode de la fibre monomode, par diffusion thermique de dopants du cœur de la fibre monomode, de manière à réaliser une fibre monomode de type TEC (pour l'anglais "Thermally diffused Expanded Core" ; en français, "Cœur étendu thermiquement"). Cette solution a pour avantage de permettre une augmentation de la section du faisceau optique véhiculé par la fibre, tout en maintenant le diamètre extérieur de la fibre constant, égal à 125 μm.A drawback of this first technique of the prior art is that this solution is not integrated at the end of the single-mode fiber. Indeed, the diameter of a Selfoc type lens is conventionally of the order of a millimeter, while the outside diameter of a single-mode fiber is generally 125 μm. This solution is therefore not optimal in terms of compactness and packaging. A second known technique consists in widening the mode of the single-mode fiber, by thermal diffusion of dopants from the core of the single-mode fiber, so as to produce a single-mode fiber of TEC type (for English "Thermally diffused Expanded Core"; in French , "Thermally expanded heart"). This solution has the advantage of allowing an increase in the section of the optical beam conveyed by the fiber, while keeping the outside diameter of the fiber constant, equal to 125 μm.
Cependant, un inconvénient de cette technique de l'art antérieur est que la zone d'élargissement du faisceau ainsi constituée est de longueur déterminée, fixée en fonction des propriétés optiques de la fibre que l'on cherche à réaliser. Cette limitation de la longueur de la zone d'expansion du faisceau réduit les possibilités de réalisation d'opérations de modelage de l'extrémité de la fibre, comme par exemple des opérations de polissage, de clivage en biais de la fibre, qui sont des étapes élémentaires de la mise en connecteur d'une fibre.However, a drawback of this technique of the prior art is that the beam widening zone thus formed is of determined length, fixed as a function of the optical properties of the fiber which it is sought to produce. This limitation of the length of the beam expansion zone reduces the possibilities of carrying out operations for shaping the end of the fiber, such as for example operations of polishing, bias cleavage of the fiber, which are elementary steps of the connectorization of a fiber.
Ces fibres ne peuvent donc pas bénéficier de la technologie de connectorisation généralement utilisée pour les fibres monomodes standards. Une troisième technique, notamment décrite dans le brevet français n° FR 2 752 623, intitulé "procédé de fabrication d'un dispositif de couplage optique collectif et dispositif obtenu par un tel procédé", consiste à réaliser un lentillage en extrémité de fibre, de manière à obtenir une fibre de type Gradissimo (marque déposée). Une telle fibre monomode présente en son extrémité un tronçon de fibre en silice pure, suivi d'un tronçon de fibre multimode à gradient d'indice, de manière à réaliser une zone d'expansion du faisceau optique.These fibers therefore cannot benefit from the connectorization technology generally used for standard single-mode fibers. A third technique, in particular described in French patent No. FR 2 752 623, entitled "method of manufacturing a collective optical coupling device and device obtained by such a method", consists in making a lens at the end of the fiber, so as to obtain a Gradissimo type fiber (registered trademark). Such a single-mode fiber has at its end a section of pure silica fiber, followed by a section of multimode fiber with an index gradient, so as to produce an area of expansion of the optical beam.
Cette troisième technique présente le même inconvénient que celui des fibres TEC, à savoir que la zone d'expansion du faisceau est de longueur limitée, et ne permet pas l'utilisation d'une telle fibre pour la réalisation d'opérations de clivage, de polissage en biais ou pour sa mise en place dans un connecteur.This third technique has the same drawback as that of TEC fibers, namely that the beam expansion zone is of limited length, and does not allow the use of such a fiber for carrying out cleavage operations, polishing at an angle or for fitting in a connector.
Une quatrième technique consiste à concevoir une fibre présentant en son extrémité une lentille diffractive, de façon . Une telle lentille diffractive est par exemple réalisée par photo-inscription en extrémité d'un barreau de silice, lui- même soudé à la fibre monomode.A fourth technique consists in designing a fiber having at its end a diffractive lens, so. Such a diffractive lens is for example produced by photo-inscription at the end of a silica bar, itself welded to the single-mode fiber.
Un inconvénient de cette quatrième technique de l'art antérieur est qu'elle nécessite un alignement de précision du masque de photo-inscription et de l'extrémité de la fibre optique, ce qui rend délicate toute réalisation collective de fibres. Un autre inconvénient de cette technique de l'art antérieur est que, comme pour les deuxième et troisième techniques évoquées précédemment, la fibre équipée d'une telle lentille diffractive ne peut être polie ou clivée sans destruction de la lentille. La mise en connecteur d'une telle fibre est donc pratiquement impossible. L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.A drawback of this fourth technique of the prior art is that it requires precision alignment of the photo-registration mask and of the end of the optical fiber, which makes any collective production of fibers difficult. Another disadvantage of this technique of the prior art is that, as for the second and third techniques mentioned above, the fiber equipped with such a diffractive lens cannot be polished or cleaved without destroying the lens. The connectorization of such a fiber is therefore practically impossible. The invention particularly aims to overcome these drawbacks of the prior art.
Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une technique permettant de réaliser une fonction de collimation intégrée en extrémité d'une fibre optique. Un autre objectif de l'invention est de mettre en œuvre une telle fonction de collimation qui ne modifie pas l'aspect extérieur de la fibre optique, et notamment son diamètre extérieur et sa résistance mécanique.More specifically, an objective of the invention is to provide a technique making it possible to carry out an integrated collimation function at the end of an optical fiber. Another objective of the invention is to implement such a collimation function which does not modify the external appearance of the optical fiber, and in particular its external diameter and its mechanical strength.
L'invention a encore pour objectif de fournir une telle technique permettant d'obtenir une fibre optique monomode présentant en son extrémité une section de faisceau élargie par rapport aux fibres monomodes classiques.Another object of the invention is to provide such a technique making it possible to obtain a single-mode optical fiber having at its end a beam section enlarged compared to conventional single-mode fibers.
L'invention a également pour objectif de fournir une telle fibre monomode avec collimateur intégré, qui soit adaptée à la réalisation d'opérations d'extrémité, du type opérations de clivage ou de polissage, sans détérioration de la fonction de collimation intégrée.The invention also aims to provide such a single-mode fiber with integrated collimator, which is suitable for carrying out end operations, of the cleavage or polishing operations type, without deterioration of the integrated collimation function.
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un procédé de fabrication d'au moins une fibre optique monomode à cœur étendu.These objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved by means of a method of manufacturing at least one single-mode optical fiber with an extended core.
Selon l'invention, un tel procédé comprend les étapes successives suivantes : une étape d'assemblage d'au moins une fibre multimode à gradient d'indice à au moins une fibre monomode à expansion de mode ; une étape de fracture de ladite fibre multimode à gradient d'indice, de manière à obtenir un premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice de longueur prédéterminée.According to the invention, such a method comprises the following successive steps: a step of assembling at least one multimode fiber with an index gradient to at least one monomode fiber with mode expansion; a step of fracturing said multimode index gradient fiber, so as to obtain a first section of multimode fiber with index gradient of predetermined length.
Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive de la réalisation d'une fonction de collimation d'un faisceau véhiculé par fibre optique. En effet, l'invention consiste notamment à souder et à cliver, en extrémité d'une fibre monomode à expansion de mode, une fibre multimode à gradient d'indice, de manière à réaliser une fonction de collimation intégrée en extrémité de la fibre monomode. Le dispositif ainsi constitué présente donc, par rapport aux techniques de l'art antérieur, des avantages en termes de compacité et de simplicité d'assemblage.Thus, the invention is based on a completely new and inventive approach to the realization of a collimation function of a beam carried by optical fiber. Indeed, the invention notably consists in soldering and cleaving, at the end of a monomode fiber with mode expansion, a multimode fiber with an index gradient, so as to carry out a collimation function integrated at the end of the monomode fiber . The device thus constituted therefore has, compared to the techniques of the prior art, advantages in terms of compactness and simplicity of assembly.
Le tronçon de fibre multimode à gradient d'indice assure une fonction de maintien de la section du faisceau optique élargi, ce qui permet avantageusement de réaliser des opérations d'extrémité (tels que clivage, polissage, etc.) sans détérioration de la fonction de collimation, contrairement aux techniques connues de l'art antérieur.The multimode fiber section with an index gradient ensures a function of maintaining the cross section of the widened optical beam, which advantageously allows to carry out end operations (such as cleavage, polishing, etc.) without deterioration of the collimation function, contrary to the techniques known from the prior art.
Préférentiellement, ladite fibre monomode à expansion de mode comprend une fibre monomode, au moins un tronçon de fibre en silice, et au moins un second tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.Preferably, said mode-expansion single-mode fiber comprises a single-mode fiber, at least one section of silica fiber, and at least one second section of multimode fiber with an index gradient.
L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'au moins une fibre optique monomode à cœur étendu, comprenant les étapes successives suivantes : une première étape d'assemblage d'une première fibre à gradient d'indice à une première fibre en silice ; une première étape de fracture de ladite première fibre en silice, de manière à obtenir un premier tronçon de fibre en silice de longueur prédéterminée ; une deuxième étape d'assemblage d'une seconde fibre à gradient d'indice à l'extrémité libre dudit premier tronçon de fibre en silice ; une deuxième étape de fracture de ladite seconde fibre à gradient d'indice, de manière à obtenir un tronçon de fibre à gradient d'indice de longueur prédéterminée, appelé second tronçon de fibre à gradient d'indice ; une troisième étape d'assemblage d'une seconde fibre en silice à l'extrémité libre dudit tronçon de fibre à gradient d'indice ; une troisième étape de fracture de ladite seconde fibre en silice, de manière à obtenir un second tronçon de fibre en silice de longueur prédéterminée ; une quatrième étape d'assemblage d'une fibre monomode à l'extrémité libre dudit second tronçon de fibre en silice, de manière à obtenir une fibre optique monomode à cœur étendu.The invention also relates to a method for manufacturing at least one single-mode optical fiber with an extended core, comprising the following successive steps: a first step of assembling a first index gradient fiber to a first silica fiber; a first step of fracturing said first silica fiber, so as to obtain a first section of silica fiber of predetermined length; a second step of assembling a second index gradient fiber at the free end of said first section of silica fiber; a second step of fracturing said second index gradient fiber, so as to obtain a section of index gradient fiber of predetermined length, called second section of index gradient fiber; a third step of assembling a second silica fiber at the free end of said section of index gradient fiber; a third step of fracturing said second silica fiber, so as to obtain a second section of silica fiber of predetermined length; a fourth step of assembling a single-mode fiber at the free end of said second section of silica fiber, so as to obtain a single-mode optical fiber with an extended core.
Avantageusement, un tel procédé comprend en outre une étape de fracture de ladite première fibre à gradient d'indice, de manière à obtenir un premier tronçon de fibre à gradient d'indice.Advantageously, such a method further comprises a step of fracturing said first index gradient fiber, so as to obtain a first section of index gradient fiber.
Selon une première variante préférentielle de l'invention, lesdits premier et deuxième tronçons de fibre à gradient d'indice sont de même nature. Selon une deuxième variante préférentielle de l'invention, lesdits premier et deuxième tronçons de fibre à gradient d'indice sont de natures différentes.According to a first preferred variant of the invention, said first and second sections of index gradient fiber are of the same nature. According to a second preferred variant of the invention, said first and second sections of index gradient fiber are of different types.
Selon une variante avantageuse de l'invention, un tel procédé met en œuvre des rubans de n fibres, de manière à fabriquer collectivement un ensemble de n fibres optiques monomodes à cœur étendu.According to an advantageous variant of the invention, such a method uses ribbons of n fibers, so as to collectively manufacture a set of n single-mode optical fibers with an extended core.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, un tel procédé comprend une étape de modelage géométrique de l'extrémité libre dudit premier tronçon de fibre à gradient d'indice.According to an advantageous characteristic of the invention, such a method comprises a step of geometric modeling of the free end of said first section of fiber with an index gradient.
Selon une première variante de réalisation de l'invention, ladite étape de modelage géométrique consiste en un clivage droit et/ou un polissage droit de ladite extrémité.According to a first alternative embodiment of the invention, said geometric modeling step consists of a straight cleavage and / or a straight polishing of said end.
Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, ladite étape de modelage géométrique consiste en un clivage en biais et/ou un polissage en biais de ladite extrémité. Selon une troisième variante de réalisation de l'invention, ladite étape de modelage géométrique permet d'arrondir ladite extrémité, de façon à former une lentille.According to a second variant embodiment of the invention, said geometric modeling step consists of a bias cleavage and / or a bias polishing of said end. According to a third variant embodiment of the invention, said geometric modeling step makes it possible to round said end, so as to form a lens.
Préférentiellement, ladite extrémité est arrondie en mettant en œuvre l'une des techniques appartenant au groupe comprenant : - la fusion ; l'étirage ; l'apport de matière.Preferably, said end is rounded by implementing one of the techniques belonging to the group comprising: - fusion; the draw ; the contribution of matter.
Selon une quatrième variante de réalisation de l'invention, ladite étape de modelage géométrique consiste à attaquer ladite extrémité en mettant en œuvre l'une des techniques appartenant au groupe comprenant : les attaques chimiques ; les attaques mécaniques par polissage ; les attaques par laser.According to a fourth variant embodiment of the invention, said geometric modeling step consists in attacking said end by implementing one of the techniques belonging to the group comprising: chemical attacks; mechanical attacks by polishing; laser attacks.
L'invention concerne également un collimateur optique pour fibre monomode, comprenant au moins un tronçon de fibre à expansion de mode, et au moins un tronçon de fibre à maintien d'expansion comprenant au moins un premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.The invention also relates to an optical collimator for single-mode fiber, comprising at least one section of mode expansion fiber, and at at least one section of expansion-maintaining fiber comprising at least a first section of multimode fiber with an index gradient.
Avantageusement, lesdits tronçons de fibre à expansion de mode et à maintien d'expansion sont de même diamètre que ladite fibre monomode. Préférentiellement, ledit tronçon de fibre à expansion de mode comprend au moins un tronçon de fibre en silice et au moins un second tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.Advantageously, said sections of mode expansion fiber and expansion maintenance are of the same diameter as said single mode fiber. Preferably, said section of mode-expanding fiber comprises at least one section of silica fiber and at least one second section of multimode fiber with an index gradient.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit tronçon de fibre à expansion de mode est constitué de deux tronçons de fibre en silice, entre lesquels est inséré ledit second tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.According to an advantageous characteristic of the invention, said section of mode expanding fiber consists of two sections of silica fiber, between which is inserted said second section of multimode fiber with index gradient.
Dans une variante de réalisation de l'invention, lesdits premier et second tronçons de fibre multimode à gradient d'indice sont de même nature. Les premier et second tronçons de fibre à gradient d'indice peuvent bien sûr également être de natures différentes. Selon une première variante de réalisation, une extrémité dudit premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice est clivée et/ou polie droite.In an alternative embodiment of the invention, said first and second sections of multimode fiber with an index gradient are of the same nature. The first and second sections of index gradient fiber can of course also be of different types. According to a first alternative embodiment, one end of said first section of multimode fiber with an index gradient is cleaved and / or polished straight.
Selon une deuxième variante de réalisation, une extrémité dudit premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice est clivée et/ou polie en biais.According to a second alternative embodiment, one end of said first section of multimode fiber with an index gradient is cleaved and / or polished at an angle.
Selon une troisième variante de réalisation, une extrémité dudit premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice est arrondie.According to a third alternative embodiment, one end of said first section of multimode fiber with an index gradient is rounded.
Préférentiellement, ladite extrémité est arrondie selon l'une des techniques appartenant au groupe comprenant : la fusion ; l'étirage; - l'apport de matière.Preferably, said end is rounded according to one of the techniques belonging to the group comprising: fusion; the draw; - the contribution of material.
Selon une quatrième variante de réalisation, une extrémité dudit premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice est modelée selon l'une des techniques appartenant au groupe comprenant : les attaques chimiques ; - les attaques mécaniques par polissage ; les attaques par laser.According to a fourth alternative embodiment, one end of said first section of multimode fiber with an index gradient is modeled according to one of the techniques belonging to the group comprising: chemical attacks; - mechanical attacks by polishing; laser attacks.
L'invention concerne encore une fibre optique monomode à diamètre de mode élargi, comprenant en extrémité au moins une section à expansion de mode et au moins une section à maintien d'expansion comprenant au moins un premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.The invention also relates to a single mode optical fiber with an enlarged mode diameter, comprising at the end at least one mode expansion section and at least one expansion maintenance section comprising at least a first section of index gradient multimode fiber. .
Avantageusement, ladite section à expansion de mode comprend au moins un tronçon de fibre en silice et au moins un second tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.Advantageously, said mode expansion section comprises at least one section of silica fiber and at least one second section of multimode fiber with an index gradient.
Préférentiellement, ladite section à expansion de mode comprend deux tronçons de fibre en silice entre lesquels est inséré ledit second tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.Preferably, said mode expansion section comprises two sections of silica fiber between which is inserted said second section of multimode fiber with an index gradient.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ladite fibre monomode, ladite section à expansion de mode et ladite section à maintien d'expansion sont de même diamètre. De façon avantageuse, ladite fibre monomode est à maintien de polarisation.According to an advantageous characteristic of the invention, said single-mode fiber, said mode expansion section and said expansion maintenance section are of the same diameter. Advantageously, said single mode fiber is polarization maintaining.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : les figures la et lb, déjà décrites précédemment, illustrent respectivement la forme du faisceau optique véhiculé par une fibre optique monomode classique et par une fibre optique monomode avec fonction de collimation ; - la figure 2 présente un synoptique d'une fibre optique monomode avec collimateur intégré selon l'invention ; les figures 3a à 3c illustrent différentes variantes de réalisation de la fibre monomode de la figure 2, et plus précisément différentes variantes de réalisation de la zone de grossissement d'une telle fibre ; - la figure 4 concerne la réalisation d'une opération d'extrémité sur la fibre monomode de la figure 2 ; les figures 5a à 5e présentent les différentes formes géométriques possibles de l'extrémité de la fibre monomode de la figure 2, résultant de l'opération d'extrémité de la figure 4. Le principe général de l'invention repose sur la réalisation d'une fibre monomode à fonction de collimation intégrée, par assemblage et soudure de sections de longueurs définies de fibres à gradient d'indice et de fibres en silice.Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a preferred embodiment, given by way of a simple illustrative and nonlimiting example, and of the appended drawings, among which: FIGS. and lb, already described above, respectively illustrate the shape of the optical beam conveyed by a conventional single-mode optical fiber and by a single-mode optical fiber with collimation function; - Figure 2 shows a block diagram of a single mode optical fiber with integrated collimator according to the invention; FIGS. 3a to 3c illustrate different alternative embodiments of the single-mode fiber of FIG. 2, and more precisely different alternative embodiments of the magnification zone of such a fiber; - Figure 4 relates to the completion of an end operation on the fiber singlemode of Figure 2; Figures 5a to 5e show the different possible geometric shapes of the end of the single-mode fiber of Figure 2, resulting from the end operation of Figure 4. The general principle of the invention is based on the realization of a single mode fiber with integrated collimation function, by assembling and welding sections of defined lengths of index gradient fibers and silica fibers.
On présente, en relation avec la figure 2, un mode de réalisation d'une fibre monomode 1 selon l'invention présentant en son extrémité une fonction de collimation intégrée.There is shown, in relation to FIG. 2, an embodiment of a single-mode fiber 1 according to the invention having at its end an integrated collimation function.
Le dispositif de la figure 2 permet d'obtenir en extrémité de la fibre monomode 1 un diamètre de mode 13 plus large que celui 14 de la fibre monomode 1 , tout en conservant un diamètre extérieur constant, égale à celui de la fibre monomode 1 , soit classiquement 125 μm. Un tel dispositif comprend une zone de grossissement du faisceau optiqueThe device of FIG. 2 makes it possible to obtain at the end of the single-mode fiber 1 a mode diameter 13 wider than that 14 of the single-mode fiber 1, while keeping a constant outside diameter, equal to that of the single-mode fiber 1, or conventionally 125 μm. Such a device includes a magnification area of the optical beam
2 et une zone de maintien d'expansion 3 du faisceau issu de la fibre monomode 1.2 and an expansion holding zone 3 of the beam coming from the single-mode fiber 1.
La zone de grossissement 2 permet d'augmenter la taille du faisceau optique, tandis que la zone de maintien d'expansion 3 permet de maintenir cette taille de faisceau élargi sensiblement constante. Cette propriété de la zone de maintien d'expansion 3, réahsée en fibre à gradient d'indice, permet d'effectuer des opérations d'extrémité, comme par exemple une opération de clivage ou de polissage, en n'importe quel point de la zone de maintien d'expansion 3. la zone de grossissement 2 du faisceau est ainsi protégée des opérations d'extrémité. Ces aspects seront décrits plus en détail par la suite en relation avec les figures 4 et 5. Le dispositif de la figure 2, qui permet donc d'élargir et d'entretenir le mode d'une fibre monomode 1 , est réalisé par assemblage et soudure de sections juxtaposées de fibres de natures différentes. Les zones de grossissement 2 et de maintien d'expansion 3 comprennent des sections de fibres : en silice pure : une telle fibre a pour caractéristique de ne pas présenter de profil d'indice pour guider la lumière. Elle est composée uniquement de silice et présente classiquement un diamètre extérieur de 125 μm ; à gradient d'indice : une telle fibre présente un cœur optique dont le profil d'indice est parabolique du centre vers la périphérie. Un tel profil d'indice est obtenu par dopage de la silice. Le diamètre extérieur de la fibre est classiquement égal à 125 μm, et le diamètre de cœur est généralement compris entre 125 μm et 1 μm.The magnification zone 2 makes it possible to increase the size of the optical beam, while the expansion maintenance zone 3 makes it possible to keep this size of widened beam substantially constant. This property of the expansion retention zone 3, re-sheathed in index gradient fiber, makes it possible to carry out end operations, such as for example a cleavage or polishing operation, at any point of the expansion holding area 3. the magnification area 2 of the beam is thus protected from end operations. These aspects will be described in more detail below in relation to FIGS. 4 and 5. The device of FIG. 2, which therefore makes it possible to widen and maintain the mode of a single-mode fiber 1, is produced by assembly and welding of juxtaposed sections of fibers of different natures. The magnification 2 and expansion retention 3 zones comprise sections of fibers: in pure silica: such a fiber has the characteristic of not having an index profile to guide the light. It is composed entirely of silica and conventionally has an outside diameter of 125 μm; with index gradient: such a fiber has an optical core whose index profile is parabolic from the center to the periphery. Such an index profile is obtained by doping silica. The outside diameter of the fiber is conventionally equal to 125 μm, and the core diameter is generally between 125 μm and 1 μm.
Les figures 3a à 3c présentent les différentes configurations d'arrangement de sections de fibres en silice et à gradient d'indice envisagées dans le cadre de l'invention.FIGS. 3a to 3c show the different configurations of arrangement of sections of silica fibers and with an index gradient envisaged in the context of the invention.
Selon le mode de réalisation de la figure 3a, l'invention consiste à souder, en extrémité d'une fibre optique monomode 1 , une première section 4 de fibre en silice, suivie d'une première section 5 de fibre à gradient d'indice, suivie d'une deuxième section 6 de fibre en silice, suivie d'une deuxième section 3 de fibre à gradient d'indice, jouant le rôle de zone de maintien d'expansion.According to the embodiment of FIG. 3a, the invention consists in welding, at the end of a single-mode optical fiber 1, a first section 4 of silica fiber, followed by a first section 5 of index gradient fiber , followed by a second section 6 of silica fiber, followed by a second section 3 of gradient index fiber, playing the role of expansion holding zone.
Les figures 3b et 3c présentent des variantes de réalisation simplifiées par rapport à la configuration de la figure 3a.Figures 3b and 3c show simplified alternative embodiments compared to the configuration of Figure 3a.
Ainsi, selon la configuration de la figure 3b, la fonction de collimation est réalisée par soudure, en extrémité de la fibre monomode 1 , d'un premier tronçon de fibre à gradient d'indice 5, suivi d'un tronçon de fibre en silice 6, suivi d'un deuxième tronçon de fibre à gradient d'indice 3 réalisant la zone de maintien d'expansion.Thus, according to the configuration of FIG. 3b, the collimation function is performed by welding, at the end of the single-mode fiber 1, a first section of fiber with an index gradient 5, followed by a section of silica fiber 6, followed by a second section of index gradient fiber 3 providing the expansion maintenance zone.
Selon la configuration 3c en revanche, la fibre monomode 1 présente en son extrémité un tronçon de fibre en silice 4, auquel est soudé un premier tronçon de fibre à gradient d'indice 5, lequel est lui-même soudé à un deuxième tronçon de fibre à gradient d'indice 3 jouant le rôle de zone de maintien d'expansion du faisceau optique.According to configuration 3c, on the other hand, the single-mode fiber 1 has at its end a section of silica fiber 4, to which is welded a first section of gradient index fiber 5, which is itself welded to a second section of fiber. with a gradient of index 3 playing the role of an area for maintaining the expansion of the optical beam.
Dans les trois configurations présentées en relation avec les figures 3a à 3c, les tronçons de fibres à gradient d'indice référencés 5 et 3, appartenant respectivement à la zone de grossissement 2 et à la zone de maintien d'expansion, peuvent être de même nature ou de natures différentes. Ainsi, ces deux tronçons peuvent ou non présenter le même profil d'indice et/ou le même diamètre de cœur.In the three configurations presented in relation to FIGS. 3a to 3c, the sections of index gradient fibers referenced 5 and 3, belonging respectively to the magnification zone 2 and to the expansion maintenance zone, may be of the same nature or of different natures. Thus, these two sections may or may not have the same index profile and / or the same core diameter.
Les dispositifs de fibres monomodes à faisceau élargi des figures 2 et 3a sont réalisés selon l'invention par la mise en œuvre des étapes de fabrication suivantes : on assemble tout d'abord l'extrémité d'une première fibre à gradient d'indice référencée 3 à une première fibre en silice pure; on fracture ensuite la première fibre de silice, de manière à réaliser un premier tronçon 6 de fibre en silice pure ; on assemble ensuite l'ensemble comprenant la première fibre à gradient d'indice 3 et le premier tronçon de fibre en silice 6, par l'extrémité libre du premier tronçon 6 de fibre en silice, à une deuxième fibre à gradient d'indice 5, qui peut être ou non de même nature que la première fibre à gradient d'indice 3 ; on fracture la deuxième fibre à gradient d'indice 5, de manière à réaliser un deuxième tronçon de fibre à gradient d'indice ; on assemble, en l'extrémité libre de ce deuxième tronçon à gradient d'indice 5, une deuxième fibre de silice pure 4 ; - on fracture la deuxième fibre de silice pure 4, de manière à réaliser un deuxième tronçon de fibre en silice pure ; on assemble l'ensemble ainsi constitué des premier et deuxième tronçons de fibres en silice 4 et 6, et des premier et deuxième tronçons de fibres à gradient d'indice 5 et 3, à une fibre monomode 1. Les opérations de fracture listées ci-dessus consistent à cliver avec précision une section de fibre par visualisation de la soudure.The widened-beam single-mode fiber devices of FIGS. 2 and 3a are produced according to the invention by implementing the following manufacturing steps: first of all, the end of a first index gradient fiber referenced is assembled 3 to a first pure silica fiber; the first silica fiber is then fractured, so as to produce a first section 6 of pure silica fiber; then assembling the assembly comprising the first index gradient fiber 3 and the first section of silica fiber 6, by the free end of the first section 6 of silica fiber, to a second index gradient fiber 5 , which may or may not be of the same kind as the first index gradient fiber 3; the second index gradient fiber 5 is fractured, so as to produce a second section of index gradient fiber; a second pure silica fiber 4 is assembled at the free end of this second section with an index gradient 5; - The second pure silica fiber 4 is fractured, so as to produce a second section of pure silica fiber; the assembly thus formed is assembled of the first and second sections of silica fibers 4 and 6, and of the first and second sections of gradient index fibers 5 and 3, to a single-mode fiber 1. The fracture operations listed below above consists of precisely cleaving a section of fiber by visualizing the weld.
On obtient ainsi une fibre monomode 1 , présentant en son extrémité un collimateur optique intégré.A single-mode fiber 1 is thus obtained, having at its end an integrated optical collimator.
Ce procédé de fabrication peut bien sûr également être mis en œuvre simultanément sur une pluralité de fibres disposées sous forme de rubans de n fibres. Ainsi, les opérations de soudure et de clivage décrites ci-dessus sont réalisées simultanément sur un nombre de fibres optiques pouvant varier de 1 à n.This manufacturing process can of course also be carried out simultaneously on a plurality of fibers arranged in the form of ribbons of n fibers. Thus, the welding and cleavage operations described above are carried out simultaneously on a number of optical fibers which can vary from 1 to n.
En outre, on notera que, selon l'invention, il peut être avantageux d'utiliser une fibre monomode 1 à maintien de polarisation. L'extrémité du dispositif des figures 2 et 3 peut être travaillé, de façon à présenter diverses formes géométriques, ainsi qu'illustré en relation avec les figures 4 et 5. La présence, en extrémité du dispositif de l'invention, d'une zone de maintien d'expansion 3 permet d'effectuer une opération d'extrémité à un endroit quelconque de la fibre à gradient d'indice d'extrémité, ainsi qu'illustré par la flèche 7 de la figure 4. En effet, la section du faisceau optique est maintenue sous forme élargie sur l'ensemble de la zone de maintien d'expansion 3, de sorte que la localisation de l'extrémité du dispositif optique ne modifie pas la taille du faisceau optique.In addition, it will be noted that, according to the invention, it may be advantageous to use a single-mode fiber 1 with polarization maintenance. The end of the device of FIGS. 2 and 3 can be worked, so as to present various geometric shapes, as illustrated in relation to FIGS. 4 and 5. The presence, at the end of the device of the invention, of a expansion holding zone 3 makes it possible to perform an end operation at any point on the end index gradient fiber, as illustrated by the arrow 7 in FIG. 4. In fact, the section of the optical beam is maintained in enlarged form over the whole of the expansion maintenance zone 3, so that the location of the end of the optical device does not modify the size of the optical beam.
Ainsi, diverses opérations d'extrémité, illustrées par les figures 5a à 5e peuvent être effectuées sur la fibre à gradient d'indice 3 qui maintient le faisceau optique sous forme élargie.Thus, various end operations, illustrated by FIGS. 5a to 5e can be carried out on the gradient fiber of index 3 which maintains the optical beam in enlarged form.
Selon la variante de réalisation de la figure 5a, la fibre à gradient d'indice 3 d'extrémité peut être clivée et/ou polie droit. Une telle configuration permet un polissage droit 8 de la fibre sans perturber la section de gradient d'indice, et donc l'élargissement du mode.According to the variant embodiment of FIG. 5a, the fiber with a gradient of index 3 at the end can be cleaved and / or polished straight. Such a configuration allows a straight polishing 8 of the fiber without disturbing the index gradient section, and therefore the widening of the mode.
Selon la variante de réalisation de la figure 5b, la fibre à gradient d'indice 3 d'extrémité peut être clivée et/ou polie en biais. On obtient ainsi une extrémité 9 en biais sans perturber le gradient d'indice, et donc l'élargissement du mode.According to the alternative embodiment of FIG. 5b, the fiber with a gradient of index 3 at the end can be cleaved and / or polished at an angle. An end 9 is thus obtained at an angle without disturbing the index gradient, and therefore the widening of the mode.
Les figures 5c et 5d illustrent le cas où l'extrémité de la fibre à gradient d'indice 3 est arrondie, par exemple par fusion, par étirage ou par apport de matière, de façon à obtenir une lentille d'extrémité 10, 11.FIGS. 5c and 5d illustrate the case where the end of the gradient gradient fiber 3 is rounded, for example by fusion, by stretching or by addition of material, so as to obtain an end lens 10, 11.
Enfin, on peut obtenir une forme géométrique quelconque en extrémité 12 de la fibre à gradient d'indice 3, ainsi qu'illustré en figure 5e, lorsque la fibre à gradient d'indice 3 est attaquée chimiquement ou mécaniquement par polissage ou par laser. Le principe de fonctionnement du dispositif de l'invention, décrit ci-dessus en relation avec les figures 2 à 5, est détaillé brièvement ci- après.Finally, it is possible to obtain any geometric shape at the end 12 of the index gradient fiber 3, as illustrated in FIG. 5e, when the index gradient fiber 3 is attacked chemically or mechanically by polishing or by laser. The operating principle of the device of the invention, described above in relation to FIGS. 2 to 5, is briefly detailed below.
On présente tout d'abord succinctement le principe de fonctionnement de la zone de grossissement 2 du faisceau optique, comprenant un tronçon de fibre à gradient d'indice et un ou deux tronçons de fibre en silice.First of all, we briefly present the operating principle of the magnification zone 2 of the optical beam, comprising a section of index gradient fiber and one or two sections of silica fiber.
On rappelle que dans une fibre multimode à gradient d'indice, les faisceaux se propagent de manière périodique suivant l'axe optique de la fibre. Ceci est dû aux réfractions latérales successives subies par l'onde électromagnétique lorsqu'elle se propage dans un milieu d'indice qui décroît du centre de la fibre vers la périphérie. La période dépend d'une part du profil d'indice de la fibre, qui suit une loi parabolique, et d'autre part de la longueur d'onde de la lumière qui s'y propage.It will be recalled that in a multimode fiber with an index gradient, the beams propagate periodically along the optical axis of the fiber. This is due to the successive lateral refractions undergone by the electromagnetic wave when it propagates in a medium of index which decreases from the center of the fiber towards the periphery. The period depends on the one hand on the index profile of the fiber, which follows a parabolic law, and on the other hand on the wavelength of the light which propagates there.
Lorsqu'on coupe un tronçon de fibre multimode à gradient d'indice, on obtient une lentille dont les propriétés dépendent de la longueur L du tronçon, du profil d'indice et de la longueur de l'onde qui s'y propage. Ce tronçon de gradient d'indice 5 de la zone de grossissement 2 est donc équivalent à une lentille à gradient d'indice plan - plan classique.When a section of multimode fiber with an index gradient is cut, a lens is obtained whose properties depend on the length L of the section, on the index profile and on the length of the wave which propagates therein. This section of gradient of index 5 of the magnification zone 2 is therefore equivalent to a lens with gradient of plane index - conventional plane.
Les tronçons de silice 4 et 6, de longueur définie, jouent un double rôle : ils permettent pour le tronçon de silice 4 (respectivement pour le tronçon de silice 6), de placer la fibre monomode 1 (respectivement la fibre à gradient d'indice d'extrémité 3) à la distance optimum par rapport à la lentille à gradient d'indice 5, tout en conservant un indice pratiquement constant dans le chemin optique. Ils assurent de plus la liaison physique entre les différentes sections de fibre du dispositif de l'invention, sans modification du diamètre extérieur. On présente désormais le principe de fonctionnement de la zone de maintien d'expansion 3 du dispositif de l'invention.The silica sections 4 and 6, of defined length, play a double role: they allow for the silica section 4 (respectively for the silica section 6), to place the single-mode fiber 1 (respectively the index gradient fiber end 3) at the optimum distance from the index gradient lens 5, while maintaining an almost constant index in the optical path. They also provide the physical connection between the different fiber sections of the device of the invention, without modifying the outside diameter. The operating principle of the expansion holding zone 3 of the device of the invention is now presented.
Le faisceau optique élargi par le système optique 2, composé des sections de fibres de silice pur 4 et 6 et de gradient d'indice 5, est injecté dans une autre fibre à gradient d'indice 3. Cette fibre 3 permet un guidage du faisceau élargi sans modification de ses propriétés optiques sur une certaine distance. Cette condition de propagation dans le gradient d'indice 3 correspond aux propriétés du mode LP01 de la fibre à gradient d'indice.The optical beam widened by the optical system 2, composed of the sections of pure silica fibers 4 and 6 and of gradient of index 5, is injected into another fiber with gradient of index 3. This fiber 3 allows the beam to be guided enlarged without modifying its optical properties over a certain distance. This condition propagation in the index gradient 3 corresponds to the properties of the LP01 mode of the index gradient fiber.
Le système optique 2, composé des sections de fibres silice pur et de gradient d'indice, est conçu de façon à optimiser le couplage du faisceau élargi avec le mode LP01 de la fibre à gradient d'indice 3 d'extrémité.The optical system 2, composed of the sections of pure silica fibers and of index gradient, is designed so as to optimize the coupling of the widened beam with the LP01 mode of the end gradient index fiber 3.
Dans la fibre à gradient d'indice 3 d'extrémité, la propagation d'un mode LP01 est possible sur une certaine distance. Ce mode a la propriété d'être plus large que dans la fibre monomode 1. La propagation de ce mode ne s'accompagne d'aucune variation de la géométrie du faisceau optique (c'est-à-dire du diamètre de mode). L'excitation de ce mode, et uniquement de ce mode, est conditionnée par la qualité de l'injection du faisceau optique provenant de l'optique de grossissement 2 vers cette fibre à gradient d'indice 3 d'extrémité.In the end index 3 gradient fiber, the propagation of an LP01 mode is possible over a certain distance. This mode has the property of being wider than in single-mode fiber 1. The propagation of this mode is not accompanied by any variation in the geometry of the optical beam (that is to say the mode diameter). The excitation of this mode, and only of this mode, is conditioned by the quality of the injection of the optical beam coming from the magnification optics 2 towards this fiber with gradient of index 3 at the end.
On rappelle que, dans les fibres à gradient d'indice, d'autres modes de propagation existent et que ces modes peuvent échanger de l'énergie entre eux. En effet, à partir d'une certaine longueur de ces fibres ou en cas de contraintes exercées sur la fibre à gradient d'indice 3, le mode de propagation peut être perturbé et peut échanger de la puissance avec d'autres modes de propagation LPxy. Ces modes n'ont pas une allure gaussienne et ne pourront pas être couplés dans une fibre monomode 1 sans procurer des pertes importantes. Dans le cadre de l'invention, on se placera donc préférentiellement dans une situation qui permet d'entretenir uniquement la propagation du mode LP01.It is recalled that, in the gradient index fibers, other modes of propagation exist and that these modes can exchange energy between them. Indeed, from a certain length of these fibers or in the event of stresses exerted on the index gradient fiber 3, the propagation mode can be disturbed and can exchange power with other LPxy propagation modes . These modes do not have a Gaussian appearance and cannot be coupled in a single-mode fiber 1 without providing significant losses. In the context of the invention, we will therefore preferentially place ourselves in a situation which allows only the propagation of the LP01 mode to be maintained.
Ainsi, dans cette fibre d'extrémité multimode à gradient d'indice 3, la taille du faisceau optique est constante. Comme indiqué précédemment, on peut alors procéder à des opérations de clivage, polissage, etc., à un endroit quelconque de la fibre 3 tout en conservant une taille de faisceau identique. L'optique de grossissement 2 est ainsi protégée et déportée du lieu de préparation de l'extrémité de la fibre 3 qui joue le rôle de maintien d'expansion.Thus, in this multimode end fiber with an index gradient of 3, the size of the optical beam is constant. As indicated above, it is then possible to carry out cleavage, polishing, etc. operations, at any location on the fiber 3 while maintaining an identical beam size. The magnification optic 2 is thus protected and removed from the place of preparation of the end of the fiber 3 which plays the role of maintaining expansion.
En résumé, le dispositif de l'invention permet donc d'obtenir en extrémité de fibre monomode 1 un élargissement du faisceau optique. Cet élargissement du faisceau optique est maintenu sur une certaine longueur de fibre 3, qui peut subir les opérations standards de clivage, polissage et autres traitements.In summary, the device of the invention therefore makes it possible to obtain at the end of single-mode fiber 1 a widening of the optical beam. This widening of the optical beam is maintained on a certain length of fiber 3, which can undergo the standard operations of cleavage, polishing and other treatments.
Le dispositif de l'invention, consistant en une fibre monomode présentant en extrémité un collimateur intégré, décrit précédemment trouve de nombreuses applications, et notamment : la réalisation de montages de n éléments de fibres superposés ; la réalisation de connecteurs de fibres très tolérantes aux positionnements ; la simplification d'un assemblage plus complexe d'une fibre avec d'autres éléments optiques ; - la réalisation de connecteurs à large faisceau (c'est-à-dire à large mode), notamment destinés aux ambiances sales (présence de poussière, de gaz...) la réalisation de connecteurs sans contact pour ambiance à contamination ; la réalisation de fibres d'interconnexion avec des composants discrets passifs ou actifs (tels que des isolateurs, circulateurs, polariseurs, modulateurs , filtres , cristaux liquides , photodiodes ... ) ; la réalisation de fibres de couplage avec des lasers, notamment de type NCSELS (pour l'anglais "Vertical Cavity Surface Emitting Laser", ou en français "laser d'émission surfacique à cavité verticale") ; la réalisation de fibres d'interconnexion avec d'autres type de fibres monomodes ou multiples. The device of the invention, consisting of a single-mode fiber having at its end an integrated collimator, described above finds numerous applications, and in particular: the production of assemblies of n superimposed fiber elements; the production of fiber connectors that are very tolerant to positioning; simplification of a more complex assembly of a fiber with other optical elements; - the production of wide beam connectors (that is to say wide mode), in particular intended for dirty atmospheres (presence of dust, gas ...) the realization of contactless connectors for contamination environment; making interconnection fibers with discrete passive or active components (such as insulators, circulators, polarizers, modulators, filters, liquid crystals, photodiodes, etc.); the production of coupling fibers with lasers, in particular of the NCSELS type (for English "Vertical Cavity Surface Emitting Laser", or in French "surface emission laser with vertical cavity"); making interconnection fibers with other types of single or multiple fibers.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'au moins une fibre optique monomode à cœur étendu, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : une étape d'assemblage d'au moins une fibre multimode à gradient d'indice à au moins une fibre monomode à expansion de mode ; une étape de fracture de ladite fibre multimode à gradient d'indice, de manière à obtenir un premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice de longueur prédéterminée.1. A method of manufacturing at least one monomode optical fiber with an extended core, characterized in that it comprises the following successive steps: a step of assembling at least one multimode fiber with an index gradient to at least one single mode mode expansion fiber; a step of fracturing said multimode index gradient fiber, so as to obtain a first section of multimode fiber with index gradient of predetermined length.
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite fibre monomode à expansion de mode comprend une fibre monomode, au moins un tronçon de fibre en silice, et au moins un second tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.2. The manufacturing method according to claim 1, characterized in that said mode-expansion single-mode fiber comprises a single-mode fiber, at least one section of silica fiber, and at least a second section of multimode fiber with index gradient.
3. Procédé de fabrication d'au moins une fibre optique monomode à cœur étendu, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : - une première étape d'assemblage d'une première fibre à gradient d'indice à une première fibre en silice ; une première étape de fracture de ladite première fibre en silice, de manière à obtenir un premier tronçon de fibre en silice de longueur prédéterminée ; - une deuxième étape d'assemblage d'une seconde fibre à gradient d'indice à l'extrémité libre dudit premier tronçon de fibre en silice ; une deuxième étape de fracture de ladite seconde fibre à gradient d'indice, de manière à obtenir un tronçon de fibre à gradient d'indice de longueur prédéterminée, appelé second tronçon de fibre à gradient d'indice ; - une troisième étape d'assemblage d'une seconde fibre en silice à l'extrémité libre dudit second tronçon de fibre à gradient d'indice ; une troisième étape de fracture de ladite seconde fibre en silice, de manière à obtenir un second tronçon de fibre en silice de longueur prédéterminée ; une quatrième étape d'assemblage d'une fibre monomode à l'extrémité libre dudit second tronçon de fibre en silice, de manière à obtenir une fibre optique monomode à cœur étendu.3. Method for manufacturing at least one single-mode optical fiber with an extended core, characterized in that it comprises the following successive steps: - a first step of assembling a first index gradient fiber to a first fiber silica; a first step of fracturing said first silica fiber, so as to obtain a first section of silica fiber of predetermined length; a second step of assembling a second index gradient fiber at the free end of said first section of silica fiber; a second step of fracturing said second index gradient fiber, so as to obtain a section of index gradient fiber of predetermined length, called second section of index gradient fiber; a third step of assembling a second silica fiber at the free end of said second section of index gradient fiber; a third step of fracturing said second silica fiber, so as to obtain a second section of silica fiber of predetermined length; a fourth step of assembling a single-mode fiber at the free end of said second section of silica fiber, so as to obtain a single-mode optical fiber with an extended core.
4. Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de fracture de ladite première fibre à gradient d'indice, de manière à obtenir un premier tronçon de fibre à gradient d'indice.4. The manufacturing method according to claim 3, characterized in that it further comprises a step of fracturing said first index gradient fiber, so as to obtain a first section of index gradient fiber.
5. Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième tronçons de fibre à gradient d'indice sont de même nature. 6. Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième tronçons de fibre à gradient d'indice sont de natures différentes.5. The manufacturing method according to claim 4, characterized in that said first and second sections of index gradient fiber are of the same nature. 6. The manufacturing method according to claim 4, characterized in that said first and second sections of index gradient fiber are of different natures.
7. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il met en œuvre des rubans de n fibres, de manière à fabriquer collectivement un ensemble de n fibres optiques monomodes à cœur étendu.7. The manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it implements ribbons of n fibers, so as to collectively manufacture a set of n single-mode optical fibers with an extended core.
8. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de modelage géométrique de l'extrémité libre dudit premier tronçon de fibre à gradient d'indice.8. Manufacturing method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises a step of geometric modeling of the free end of said first section of fiber with index gradient.
9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite étape de modelage géométrique consiste en un clivage droit et/ou un polissage droit de ladite extrémité.9. The manufacturing method according to claim 8, characterized in that said geometric modeling step consists of a straight cleavage and / or a straight polishing of said end.
10. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite étape de modelage géométrique consiste en un clivage en biais et/ou un polissage en biais de ladite extrémité. 11. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite étape de modelage géométrique permet d'arrondir ladite extrémité, de façon à former une lentille.10. The manufacturing method according to claim 8, characterized in that said geometric modeling step consists of a bias cleavage and / or a bias polishing of said end. 11. The manufacturing method according to claim 8, characterized in that said geometric modeling step makes it possible to round said end, so as to form a lens.
12. Procédé de fabrication selon la revendication 11 , caractérisé en ce que ladite extrémité est arrondie en mettant en œuvre l'une des techniques appartenant au groupe comprenant : la fusion ; l'étirage ; l'apport de matière. 13. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite étape de modelage géométrique consiste à attaquer ladite extrémité en mettant en œuvre l'une des techniques appartenant au groupe comprenant : les attaques chimiques ; les attaques mécaniques par polissage ; les attaques par laser. 14. Collimateur optique pour fibre monomode, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un tronçon de fibre à expansion de mode, et au moins un tronçon de fibre à maintien d'expansion comprenant au moins un premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.12. The manufacturing method according to claim 11, characterized in that said end is rounded by implementing one of the techniques belonging to the group comprising: fusion ; the draw ; the contribution of matter. 13. The manufacturing method according to claim 8, characterized in that said geometric modeling step consists in attacking said end by implementing one of the techniques belonging to the group comprising: chemical attacks; mechanical attacks by polishing; laser attacks. 14. Optical collimator for single-mode fiber, characterized in that it comprises at least one section of mode-expanding fiber, and at least one section of expansion-maintaining fiber comprising at least one first section of multimode fiber with gradient d 'index.
15. Collimateur optique selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits tronçons de fibre à expansion de mode et à maintien d'expansion sont de même diamètre que ladite fibre monomode.15. Optical collimator according to claim 14, characterized in that said sections of mode expanding fiber and maintaining expansion are of the same diameter as said single mode fiber.
16. Collimateur optique selon l'une quelconque des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que ledit tronçon de fibre à expansion de mode comprend au moins un tronçon de fibre en silice et au moins un second tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.16. Optical collimator according to any one of claims 14 and 15, characterized in that said section of mode expansion fiber comprises at least one section of silica fiber and at least one second section of multimode fiber with index gradient .
17. Collimateur optique selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit tronçon de fibre à expansion de mode est constitué de deux tronçons de fibre en silice, entre lesquels est inséré ledit second tronçon de fibre multimode à gradient d'indice. 18. Collimateur optique selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce qu'une extrémité dudit premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice est clivée et/ou polie droite.17. Optical collimator according to claim 16, characterized in that said section of mode expansion fiber consists of two sections of silica fiber, between which is inserted said second section of multimode fiber with index gradient. 18. Optical collimator according to any one of claims 14 to 17, characterized in that one end of said first section of multimode fiber with index gradient is cleaved and / or polished straight.
19. Collimateur optique selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce qu'une extrémité dudit premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice est clivée et/ou polie en biais. 19. Optical collimator according to any one of claims 14 to 17, characterized in that one end of said first section of multimode fiber with index gradient is cleaved and / or polished at an angle.
20. Collimateur optique selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce qu'une extrémité dudit premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice est arrondie.20. Optical collimator according to any one of claims 14 to 17, characterized in that one end of said first section of multimode fiber with index gradient is rounded.
21. Collimateur optique selon la revendication 20, caractérisé en ce que ladite extrémité est arrondie selon l'une des techniques appartenant au groupe comprenant : la fusion ; l'étirage; l'apport de matière. 22. Collimateur optique selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce qu'une extrémité dudit premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice est modelée selon l'une des techniques appartenant au groupe comprenant : les attaques chimiques ; - les attaques mécaniques par polissage ; les attaques par laser.21. Optical collimator according to claim 20, characterized in that said end is rounded according to one of the techniques belonging to the group comprising: fusion; the draw; the contribution of matter. 22. Optical collimator according to any one of claims 14 to 17, characterized in that one end of said first section of multimode fiber with index gradient is modeled according to one of the techniques belonging to the group comprising: chemical attacks; - mechanical attacks by polishing; laser attacks.
23. Fibre optique monomode à diamètre de mode élargi, caractérisé en ce qu'elle comprend en extrémité au moins une section à expansion de mode et au moins une section à maintien d'expansion comprenant au moins un premier tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.23. Single mode optical fiber with enlarged mode diameter, characterized in that it comprises at the end at least one mode expansion section and at least one expansion maintenance section comprising at least a first section of multimode fiber with gradient d 'index.
24. Fibre optique monomode selon la revendication 23, caractérisé en ce que ladite section à expansion de mode comprend au moins un tronçon de fibre en silice et au moins un second tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.24. A single-mode optical fiber according to claim 23, characterized in that said mode expansion section comprises at least one section of silica fiber and at least one second section of multimode fiber with index gradient.
25. Fibre optique monomode selon la revendication 24, caractérisé en ce que ladite section à expansion de mode comprend deux tronçons de fibre en silice entre lesquels est inséré ledit second tronçon de fibre multimode à gradient d'indice.25. A single-mode optical fiber according to claim 24, characterized in that said mode expansion section comprises two sections of silica fiber between which is inserted said second section of multimode fiber with index gradient.
26. Fibre optique monomode selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, caractérisé en ce que ladite fibre monomode, ladite section à expansion de mode et ladite section à maintien d'expansion sont de même diamètre. 26. A single-mode optical fiber according to any one of claims 23 to 25, characterized in that said single-mode fiber, said mode expansion section and said expansion maintenance section are of the same diameter.
7. Fibre optique monomode selon l'une quelconque des revendications 23 à 6, caractérisé en ce que ladite fibre monomode est à maintien de polarisation. 7. Single-mode optical fiber according to any one of claims 23 to 6, characterized in that said single-mode fiber is polarization maintaining.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7920763B1 (en) * 2007-02-09 2011-04-05 Agiltron, Inc. Mode field expanded fiber collimator
CN107515446B (en) * 2017-09-14 2024-04-26 浙江大学 Method for expanding focal depth based on optical fiber type pupil filter and probe
CN108919422A (en) * 2018-08-02 2018-11-30 苏州席正通信科技有限公司 A kind of production method of gradual index lens optical fiber
US10935720B2 (en) * 2019-04-29 2021-03-02 Ii-Vi Delaware, Inc. Laser beam product parameter adjustments
CN112285837A (en) * 2019-11-28 2021-01-29 武汉阿格斯科技有限公司 Optical fiber lens
US11650367B2 (en) * 2020-01-21 2023-05-16 Lumentum Operations Llc Graded-index fibers and phase elements for in-fiber beam shaping and switching
CN111624701A (en) * 2020-05-10 2020-09-04 桂林电子科技大学 Multi-core optical fiber micro-collimator
CN111624703B (en) * 2020-05-10 2022-05-31 桂林电子科技大学 Fiber integrated Fourier transform micro optical system
CN111650690A (en) * 2020-05-10 2020-09-11 桂林电子科技大学 Micro-collimator based on double-clad optical fiber
CN111650692B (en) * 2020-05-10 2023-03-14 桂林电子科技大学 Multicore optical fiber beam splitter based on high-refractive-index matching fluid

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3486097D1 (en) * 1984-03-02 1993-04-15 Siemens Ag Coupling arrangement for coupling an optical waveguide to a semiconductor laser and method for producing such an arrangement.
US5293438A (en) * 1991-09-21 1994-03-08 Namiki Precision Jewel Co., Ltd. Microlensed optical terminals and optical system equipped therewith, and methods for their manufacture, especially an optical coupling method and optical coupler for use therewith
FR2699293B1 (en) * 1992-12-15 1995-03-03 France Telecom Monolithic optical system comprising improved coupling means between an optical fiber and a phototransducer.
DE69424606T2 (en) * 1993-02-25 2001-01-25 Fujikura Ltd OPTICAL FIBER POLARIZING, PRODUCTION METHOD THEREFOR, CONNECTING METHOD FOR THIS, OPTICAL AMPLIFIER, LASEROSCILLATOR AND POLARIZATION OPTICAL FIBER COUPLER
WO1994024543A1 (en) * 1993-04-15 1994-10-27 Japan Energy Corporation Total reflection type sensor for measuring refraction index
JPH08292341A (en) * 1995-02-23 1996-11-05 Furukawa Electric Co Ltd:The Fiber with lens
US6046854A (en) * 1996-02-09 2000-04-04 Corning Incorporated Multi-path interference filter with reflective surfaces
FR2752623B1 (en) * 1996-08-21 1998-10-30 Thual Monique METHOD FOR MANUFACTURING A COLLECTIVE OPTICAL COUPLING DEVICE AND DEVICE OBTAINED BY SUCH A METHOD
JPH11218641A (en) * 1998-02-04 1999-08-10 Furukawa Electric Co Ltd:The Optical fiber with lens and laser module
US6289152B1 (en) * 1998-10-27 2001-09-11 Adc Telecommunications, Inc. Multiple port, fiber optic coupling device
JP2002536683A (en) * 1999-02-05 2002-10-29 コーニング インコーポレイテッド Optical fiber member having shaped optical element and method of manufacturing the same
US6445939B1 (en) * 1999-08-09 2002-09-03 Lightlab Imaging, Llc Ultra-small optical probes, imaging optics, and methods for using same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO03085420A2 *

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Publication number Publication date
AU2003260720A8 (en) 2003-10-20
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AU2003260720A1 (en) 2003-10-20
FR2838200A1 (en) 2003-10-10
US20050201701A1 (en) 2005-09-15
WO2003085420A3 (en) 2004-04-01
WO2003085420A2 (en) 2003-10-16

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