FR2741455A1 - Formation of coupling dioptres on line of angled optical fibres - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de formation d'une nappe de fibres optiques inclinées à dioptres de couplage. Method of forming a sheet of inclined optical fibers with coupling diopters.
La présente invention concerne un procédé de formation d'une nappe de fibres optiques dans laquelle chaque fibre doit être munie à son extrémité d'un dioptre de couplage. Un tel dioptre joue le rôle d'une lentille pour limiter les pertes de lumière lorsqu'un couplage optique doit être réalisé entre cette fibre et un autre composant optique. The present invention relates to a method of forming a sheet of optical fibers in which each fiber must be provided at its end with a coupling diopter. Such a diopter plays the role of a lens to limit the loss of light when an optical coupling must be made between this fiber and another optical component.
Cette invention s'applique plus particulièrement dans le cas où ces fibres doivent être disposées en une nappe et être inclinées d'un angle différent de 90 degrés sur la direction selon laquelle elles se succèdent dans cette nappe. Ce cas se présente notamment lorsque des amplificateurs optiques sont réalisés sous la forme d'une nappe plane de guides amplificateurs rectilignes mutuellement parallèles et équidistants au sein d'une même plaquette semiconductrice.Cette plaquette présente deux faces de couplage pour l'entrée de la lumière à amplifier et pour la sortie de la lumière amplifiée et ces deux faces sont typiquement planes et mutuellement parallèles. I1 est alors usuel de donner aux guides amplificateurs une direction qui s'écarte de la direction perpendiculaire aux faces de couplage, ceci pour éviter que des réflexions sur ces faces ne provoquent des oscillations optiques transformant ces amplificateurs en oscillateurs laser. De tels oscillateurs auraient une longueur d'onde propre sur laquelle ils émettraient une lumière parasite. This invention applies more particularly in the case where these fibers must be arranged in a sheet and be inclined at an angle different from 90 degrees in the direction in which they succeed one another in this sheet. This case arises in particular when optical amplifiers are produced in the form of a flat sheet of rectilinear mutually parallel and equidistant amplifier guides within the same semiconductor wafer. This wafer has two coupling faces for the entry of light to be amplified and for the output of the amplified light and these two faces are typically plane and mutually parallel. It is then customary to give the amplifier guides a direction which deviates from the direction perpendicular to the coupling faces, this to avoid reflections on these faces causing optical oscillations transforming these amplifiers into laser oscillators. Such oscillators would have their own wavelength on which they would emit stray light.
Des fibres optiques à coupler à ces amplificateurs en regard d'une face de couplage doivent être disposées en une nappe dans le même plan que les amplificateurs. Pour faciliter les opérations de réalisation et de couplage elles doivent être identiques les unes aux autres. Les intervalles entre les extrémités de couplage des fibres et la face de couplage en regard de la plaquette doivent alors être égaux les uns aux autres, c'est-à-dire que la direction de succession selon laquelle les fibres se succèdent au sein de la nappe doit être parallèle à la face de couplage. Par ailleurs, compte tenu de l'orientation oblique des amplificateurs par rapport à la face de couplage et de la réfraction de la lumière à son passage à travers cette face, les fibres doivent être obliques par rapport à cette face, donc par rapport à leur direction de succession. Optical fibers to be coupled to these amplifiers facing a coupling face must be arranged in a sheet in the same plane as the amplifiers. To facilitate the production and coupling operations, they must be identical to each other. The intervals between the fiber coupling ends and the coupling face opposite the wafer must then be equal to each other, that is to say that the direction of succession in which the fibers succeed one another within the ply must be parallel to the coupling face. Furthermore, given the oblique orientation of the amplifiers with respect to the coupling face and the refraction of the light as it passes through this face, the fibers must be oblique with respect to this face, therefore with respect to their estate management.
Ce cas est différent de celui d'une nappe de fibres droites prévue pour permettre un couplage de ces fibres à une barrette d'émetteurs laser semi-conducteurs. This case is different from that of a sheet of straight fibers provided to allow these fibers to be coupled to a strip of semiconductor laser emitters.
La présente invention s'applique typiquement au cas où les fibres optiques sont constituées de silice. The present invention typically applies to the case where the optical fibers consist of silica.
Un premier procédé est connu pour réaliser un dioptre de couplage à l'extrémité d'une fibre optique. I1 est notamment partiellement décrit dans un article Microlens fabrication technique for an efficient laser single mode fibre coupling, SPIE vol.836, Optronic Materials Devices,
Packaging and interconnects (1987). Il comporte les opérations de base suivantes - Fixation de fibre. I1 s'agit de fixer un tronçon rectiligne d'une fibre optique à un porte-fibre mobile de manière que ce tronçon s'étende jusqu'à une extrémité de cette fibre située à distance de ce porte-fibre.A first method is known for producing a coupling diopter at the end of an optical fiber. It is in particular partially described in an article Microlens fabrication technique for an efficient laser single mode fiber coupling, SPIE vol.836, Optronic Materials Devices,
Packaging and interconnects (1987). It includes the following basic operations - Fiber fixation. I1 is to fix a straight section of an optical fiber to a mobile fiber holder so that this section extends to one end of this fiber located at a distance from this fiber holder.
- Puis conformation chimique préalable. I1 s'agit de donner à l'extrémité de la fibre une forme intermédiaire en pointe par trempage de cette extrémité dans un bain d'attaque chimique tel que 4 (voir figure 1).- Then prior chemical conformation. I1 is to give the end of the fiber an intermediate point shape by dipping this end in a chemical attack bath such as 4 (see Figure 1).
- Enfin chauffage. I1 s'agit de déplacer le porte-fibre pour faire entrer l'extrémité de la fibre dans la zone d'action du moyen de chauffage et pour l'en faire sortir. La durée du séjour de cette extrémité dans cette zone est telle que cette extrémité fonde partiellement. Elle est plus précisément telle que des forces de tension superficielle et/ou de gravité modifient la forme de cette extrémité pour la faire passer de la forme intermédiaire précédemment réalisée à une forme souhaitée finale permettant un bon couplage optique. - Finally heating. It is a question of moving the fiber holder to bring the end of the fiber into the zone of action of the heating means and to bring it out. The duration of the stay of this end in this zone is such that this end partially melts. It is more precisely such that forces of surface tension and / or gravity modify the shape of this end to make it pass from the intermediate shape previously produced to a final desired shape allowing good optical coupling.
Ce déplacement de chauffage est illustré partiellement à la figure 2 sur laquelle F' représente un tronçon de fibre optique vertical et P' l'extrémité inférieure a conformer de ce tronçon. La zone de chauffage ZC est occupée par un plasma créé par un arc électrique formé entre deux électrodes 32 et 34. Le déplacement de chauffage MC' est un déplacement vertical comportant une descente et une remontée pour tremper temporairement l'extrémité à conformer P' dans la zone de chauffage ZC. Certaines dispositions sont prises pour rendre les résultats reproductibles.De telles dispositions sont les suivantes - l'arc électrique est soigneusement stabilisé, - les vitesses de descente et de montée et la position du point le plus bas atteint par l'extrémité à conformer sont soigneusement conservées de l'une à l'autre de deux opérations de chauffage d'extrémité effectuées successivement sur deux fibres optiques, - ces fibres sont choisies identiques au départ, et elles ont subi les mêmes traitements préalables de conformation chimique. This heating movement is partially illustrated in FIG. 2 in which F ′ represents a section of vertical optical fiber and P ′ the lower end to be conformed of this section. The heating zone ZC is occupied by a plasma created by an electric arc formed between two electrodes 32 and 34. The heating movement MC 'is a vertical movement comprising a descent and an ascent to temporarily soak the end to be conformed P' in the ZC heating zone. Certain measures are taken to make the results reproducible. Such measures are as follows - the electric arc is carefully stabilized, - the rates of descent and rise and the position of the lowest point reached by the end to be conformed are carefully kept from one to the other of two end heating operations carried out successively on two optical fibers, - these fibers are chosen identical at the start, and they have undergone the same preliminary treatments of chemical conformation.
Malgré ces dispositions les formes conférées aux extrémités de ces deux fibres ne sont alors en général pas aussi voisines qu'on le souhaite. Ce défaut de reproductibilité empêche de réaliser collectivement un bon couplage pour toutes les fibres d'une nappe de fibres. Despite these provisions, the shapes imparted to the ends of these two fibers are therefore generally not as close as desired. This lack of reproducibility prevents a good coupling being made collectively for all the fibers of a sheet of fibers.
C'est pourquoi un deuxième procédé est connu pour former des dioptres de couplage. I1 est décrit dans le compte rendu OFC'95, page 102. Selon ce deuxième procédé des fibres sont d'abord fixées mutuellement pour former une nappe plane, ceci par fixation de chacune de ces fibres à un porte-fibre collectif. Puis ces fibres subissent collectivement une opération de conformation chimique réalisée par un déplacement d'attaque MA(figure 4) qui trempe temporairement les tronçons d'extrémité de ces fibres dans un bain d'attaque 4 pour former des pointes (P1...P6). This is why a second method is known for forming coupling diopters. I1 is described in the OFC'95 report, page 102. According to this second process, the fibers are first fixed mutually to form a flat sheet, this by fixing each of these fibers to a collective fiber holder. Then these fibers collectively undergo a chemical shaping operation carried out by an attack movement MA (FIG. 4) which temporarily quench the end sections of these fibers in an attack bath 4 to form points (P1 ... P6 ).
Enfin ces fibres subissent collectivement l'opération de chauffage gracie au fait qu'un déplacement de chauffage MC (voir figure 3) est imposé à la nappe, ce déplacement étant une translation régulière de cette nappe selon la direction de succession de ces fibres de manière à faire passer les pointes, P1...P6 de ces fibres dans une zone de chauffage
ZC.Finally, these fibers collectively undergo the heating operation thanks to the fact that a heating movement MC (see FIG. 3) is imposed on the sheet, this movement being a regular translation of this sheet in the direction of succession of these fibers so passing the tips, P1 ... P6 of these fibers through a heating zone
ZC.
Dans le cas d'une nappe de fibres inclinées ce deuxième procédé connu n'a pas été utilisé parce qu'il est apparu que les dioptres qui auraient été alors formés auraient été impropres à assurer un couplage optique convenable des fibres optiques usuelles, ceci en raison du fait que, dans une telle fibre, il est connu que la lumière est concentrée au voisinage immédiat de l'axe, alors que le sommet de la pointe susceptible d'être formée par l'opération de conformation chimique est écarté de l'axe par l'inclinaison des fibres, comme il apparaltra de la description ci-après. In the case of a sheet of inclined fibers, this second known method was not used because it appeared that the diopters which would then have been formed would have been unsuitable for ensuring proper optical coupling of the usual optical fibers, this in this is because, in such a fiber, it is known that the light is concentrated in the immediate vicinity of the axis, while the apex of the point capable of being formed by the chemical shaping operation is removed from the axis by the inclination of the fibers, as will appear from the description below.
La présente invention a notamment pour but de permettre de réaliser de manière simple et économique un couplage efficace de toutes les fibres d'une nappe de fibres optiques inclinées. The object of the present invention is in particular to allow an efficient and simple coupling of all the fibers of a sheet of inclined optical fibers.
Dans ce but elle a pour objet un procédé comportant pour chaque dite fibre d'abord une conformation chimique formant une pointe puis un chauffage de cette pointe pour l'arrondir, ce procédé étant caractérisé par le fait que ladite conformation chimique est réalisée après que lesdites fibres aient été mutuellement fixées sous la forme de ladite nappe. For this purpose it relates to a process comprising for each said fiber first a chemical conformation forming a point then a heating of this point to round it, this method being characterized by the fact that said chemical conformation is carried out after said fibers have been mutually fixed in the form of said sheet.
A l'aide des figures schématiques ci-jointes on va décrire comment cette invention peut être mise en oeuvre. Using the attached schematic figures, we will describe how this invention can be implemented.
Les éléments qui se correspondent sur les diverses figures y portent les mêmes chiffres ou lettres de référence.The elements which correspond in the various figures bear the same reference numbers or letters therein.
La figure 1 représente une opération de conformation chimique préalable faisant partie aussi bien du premier que du deuxième des procédés connus précédemment mentionnés. FIG. 1 represents a prior chemical shaping operation which is part of both the first and the second of the previously mentioned known methods.
La figure 2 a déjà été décrite et représente une opération de déplacement de chauffage faisant partie de ce premier procédé connu. FIG. 2 has already been described and represents a heating displacement operation forming part of this first known method.
La figure 3 représente une opération de déplacement de chauffage aussi bien selon ce deuxième procédé connu que selon le procédé de la présente invention. FIG. 3 represents a heating displacement operation both according to this second known method and according to the method of the present invention.
Les figures 4 et 5 représentent une opération de conformation chimique préalable respectivement dans le cadre de ce deuxième procédé connu et dans celui de la présente invention. Figures 4 and 5 show a prior chemical conformation operation respectively in the context of this second known method and in that of the present invention.
Une partie a de la figure 5 est un diagramme montrant la variation d'une concentration en éléments agressifs selon une profondeur atteinte dans le bain 4 des figures 1, 4 et 5, cette concentration étant portée en abscisses et une altitude complémentaire de cette profondeur étant portée en ordonnées. Part a of FIG. 5 is a diagram showing the variation of a concentration of aggressive elements according to a depth reached in the bath 4 of FIGS. 1, 4 and 5, this concentration being plotted on the abscissa and an altitude complementary to this depth being carried on the ordinate.
Les figures 6, 7 et 9 représentent des formes de pointes susceptibles d'être obtenues par une opération de conformation chimique, ceci dans trois hypothèses respectives. FIGS. 6, 7 and 9 represent shapes of points capable of being obtained by a chemical shaping operation, this in three respective hypotheses.
La figure 8 représente une fibre optique sur laquelle un dioptre de couplage doit être formé. FIG. 8 represents an optical fiber on which a coupling diopter must be formed.
La figure 10 représente un appareil utilisé pour effectuer l'opération de chauffage de la figure 3. FIG. 10 represents an apparatus used to carry out the heating operation of FIG. 3.
Le procédé selon la présente invention comporte les opérations suivantes connues en elles-mêmes
- Une de ces opérations consiste d'abord en un rassemblement d'une pluralité de fibres F1... F6 à usage optique. Chaque dite fibre présente un axe (A, voir figure 8) et comporte un coeur 40 s'étendant selon cet axe et une gaine 42 entourant ce coeur. Une surface initiale 44 de cette fibre est formée par cette gaine et est typiquement un cylindre de révolution autour de cet axe. Chaque point T1 de cette surface constitue un point de surface initiale et est situé sur un même rayon de ce cylindre qu'un point correspondant H1 appartenant audit axe. Une matière de cette fibre est constituée par un verre de coeur dans ledit coeur et par un verre de gaine dans ladite gaine.Cette fibre présente une extrémité 46 par laquelle un couplage optique est à réaliser, un tronçon 48 de cette fibre incluant cette extrémité et constituant un tronçon d'extrémité de couplage de cette fibre.The method according to the present invention comprises the following operations known in themselves
- One of these operations consists first of all in gathering a plurality of fibers F1 ... F6 for optical use. Each said fiber has an axis (A, see FIG. 8) and comprises a core 40 extending along this axis and a sheath 42 surrounding this core. An initial surface 44 of this fiber is formed by this sheath and is typically a cylinder of revolution around this axis. Each point T1 of this surface constitutes an initial surface point and is located on the same radius of this cylinder as a corresponding point H1 belonging to said axis. A material of this fiber is constituted by a glass of core in said core and by a glass of sheath in said sheath. This fiber has an end 46 by which an optical coupling is to be produced, a section 48 of this fiber including this end and constituting a coupling end section of this fiber.
- Une autre dite opération est une conformation chimique dudit tronçon d'extrémité de couplage 48 de chaque dite fibre F1. Cette conformation est réalisée par un déplacement d'attaque MA comportant typiquement une descente et une remontée pour tremper temporairement ledit tronçon d'extrémité de couplage dans un bain d'attaque 4.Ce dernier présente une surface libre horizontale 4D de sorte que lesdits points de surface initiale tels que T1 et T2 atteignent au cours de ce déplacement des profondeurs respectives telles que R1 et R2 au-dessous de cette surface libre. I1 contient des éléments chimiquement agressifs propres à attaquer la silice à une vitesse dépendant de divers paramètres de sorte que, pour un tel bain, on peut définir une ou plusieurs vitesses d'attaque avec lesquelles il peut éliminer progressivement la matière de la fibre à partir de sa dite surface initiale. I1 en résulte que cette matière est éliminée à partir de chaque dit point de surface tel que T1 ou T2 appartenant audit tronçon d'extrémité sur une épaisseur d'attaque telle que El ou E2 propre à ce point et limitée par ces vitesses d'attaque. Des dispositions convenables, qui seront décrites plus loin, sont prises pour que cette épaisseur d'attaque croisse avec ladite profondeur atteinte par ce point au-dessous de la surface libre du bain. Il en résulte que cette conformation chimique transforme le tronçon d'extrémité de couplage en une pointe P1 de cette fibre.Cette pointe présente la forme approximative d'un cône représentant cette pointe et ayant un sommet S1, S2. Une surface de ce cône s'étend de ce sommet jusqu'à une ligne de base 50 commune à cette surface et à ladite surface initiale. - Another said operation is a chemical conformation of said coupling end section 48 of each said fiber F1. This conformation is achieved by an attack movement MA typically comprising a descent and an ascent to temporarily soak said coupling end section in an attack bath 4. The latter has a horizontal free surface 4D so that said points of initial surface such as T1 and T2 reach, during this displacement, respective depths such as R1 and R2 below this free surface. It contains chemically aggressive elements capable of attacking the silica at a speed depending on various parameters so that, for such a bath, one or more attack speeds can be defined with which it can gradually eliminate the material of the fiber from of its said initial surface. I1 follows that this material is eliminated from each said surface point such as T1 or T2 belonging to said end section over an attack thickness such as E1 or E2 specific to this point and limited by these attack speeds. . Suitable arrangements, which will be described later, are made so that this thickness of attack increases with said depth reached by this point below the free surface of the bath. As a result, this chemical conformation transforms the coupling end section into a point P1 of this fiber. This point has the approximate shape of a cone representing this point and having a vertex S1, S2. A surface of this cone extends from this vertex to a base line 50 common to this surface and to said initial surface.
Le fait que l'épaisseur d'attaque croisse avec la profondeur atteinte par le point de surface initiale attaqué peut être obtenu de diverses manières. Selon une manière bien connue, et conformément aux figures 4 et 5, les tronçons d'extrémité sont plongés à une profondeur constante pendant un temps prédéterminé, dans la couche supérieure 4B d'un bain 4 dont la couche inférieure 4A contient un élément agressif tel que l'acide fluorhydrique HF. La surface supérieure horizontale de cette couche inférieure constitue une interface 4C. La couche supérieure est constituée d'un liquide inerte plus léger tel qu'une huile....dans lequel l'élément agressif diffuse à partir de l'interface 4C de sorte que la concentration de cet élément décroisse vers le haut.Cette concentration C est portée en abscisses dans la partie a de la figure 5, l'altitude à partir de l'interface 4C étant portée en ordonnées. Elle devient très faible au voisinage de la surface supérieure de la couche supérieure c'est-à-dire au voisinage de la surface libre 4D du bain 4. The fact that the thickness of attack increases with the depth reached by the initial surface point attacked can be obtained in various ways. In a well known manner, and in accordance with FIGS. 4 and 5, the end sections are immersed at a constant depth for a predetermined time, in the upper layer 4B of a bath 4, the lower layer 4A of which contains an aggressive element such than hydrofluoric acid HF. The horizontal upper surface of this lower layer constitutes a 4C interface. The upper layer consists of a lighter inert liquid such as an oil .... in which the aggressive element diffuses from the 4C interface so that the concentration of this element decreases upwards. C is plotted on the abscissa in part a of FIG. 5, the altitude from the interface 4C being plotted on the ordinate. It becomes very weak in the vicinity of the upper surface of the upper layer, that is to say in the vicinity of the free surface 4D of the bath 4.
Les vitesses d'attaque peuvent par ailleurs être approximativement proportionnelles à la concentration en élément agressif. The attack speeds can also be approximately proportional to the concentration of aggressive element.
Elles croissent alors avec la profondeur à partir de la surface libre 4D et il en est de même de l'épaisseur d'attaque. They then increase with depth from the free surface 4D and the same applies to the thickness of the attack.
Une autre manière pour faire croître l'épaisseur d'attaque avec la profondeur atteinte peut cependant être envisagée même si, dans la pratique actuelle elle ne semble pas préférable. Elle consisterait à utiliser un bain d'attaque présentant une concentration uniforme en élément agressif et à imposer à la nappe de fibres un déplacement vertical aller et retour à vitesse limitée et constante. Another way to increase the attack thickness with the depth reached can however be considered even if, in current practice, it does not seem preferable. It would consist in using an attack bath having a uniform concentration of aggressive element and in imposing on the layer of fibers a vertical displacement back and forth at limited and constant speed.
Pour un verre donné la vitesse d'attaque serait alors indépendante de la profondeur. Mais les épaisseurs d'attaque des divers points de la surface de chaque fibre seraient alors proportionnelles aux temps passés par ces points dans le bain, donc aux profondeurs atteintes par ces points.For a given glass the attack speed would then be independent of the depth. But the attack thicknesses of the various points of the surface of each fiber would then be proportional to the times spent by these points in the bath, therefore to the depths reached by these points.
- Une autre dite opération consiste en un chauffage de chaque dite pointe pour lui donner une forme arrondie constituant un dioptre de couplage jouant le rôle d'une lentille optique et permettant de réaliser ledit couplage optique. Ce chauffage est réalisé par passage de cette pointe dans une zone de chauffage ZC soumise à un moyen de chauffage 32, 34 tel que précédemment décrit. I1 permet de ramollir la matière de la fibre suffisamment pour permettre à des forces de tension superficielle de réaliser cet arrondissement. - Another said operation consists in heating each said point to give it a rounded shape constituting a coupling diopter playing the role of an optical lens and making it possible to carry out said optical coupling. This heating is carried out by passing this point through a heating zone ZC subjected to a heating means 32, 34 as previously described. It makes it possible to soften the material of the fiber sufficiently to allow surface tension forces to achieve this rounding.
- Une autre encore des dites opérations connues en elles-mêmes consiste en une fixation mutuelle desdites fibres F1....F6 sous la forme d'une nappe N dans laquelle lesdits dioptres de couplage se succèdent selon une direction de succession DP et dans laquelle les axes desdites fibres F1...F6 sont parallèles à une direction longitudinale DL, cette dernière formant un angle d'inclinaison B non nul avec un plan KP perpendiculaire à cette direction de succession. Un plan de nappe KN inclue lesdits axes. I1 est donc parallèle à la fois à la direction de succession et à la direction longitudinale. La fixation mutuelle des fibres se fait par fixation de chacune des fibres à un même porte-fibre. Ce porte-fibre 2 est constitué de silicium monocristallin et comporte une pluralité de rainures en Vé, mutuellement identiques R1...R6 s'étendant selon la direction longitudinale DL. Ces rainures se succèdent à intervalles réguliers selon la direction de succession DP sur une face 8 de ce porte-fibre. Le plan de nappe KN est parallèle à cette face et éventuellement confondu avec cette face. - Yet another of the said operations known in themselves consists in a mutual fixing of said fibers F1 .... F6 in the form of a sheet N in which said coupling diopters follow one another in a direction of succession DP and in which the axes of said fibers F1 ... F6 are parallel to a longitudinal direction DL, the latter forming a non-zero angle of inclination B with a plane KP perpendicular to this direction of succession. A KN ground plane includes said axes. I1 is therefore parallel to both the direction of succession and the longitudinal direction. The mutual fixing of the fibers is done by fixing each of the fibers to the same fiber holder. This fiber holder 2 is made of monocrystalline silicon and comprises a plurality of V-shaped grooves, mutually identical R1 ... R6 extending in the longitudinal direction DL. These grooves follow one another at regular intervals in the direction of succession DP on a face 8 of this fiber holder. The KN table plane is parallel to this face and possibly coincides with this face.
Cette face et des flancs de ces rainures sont formés selon des plans cristallographiques privilégiés du portefibre. C'est dans cette pluralité de rainures qu'est fixée ladite pluralité de tronçons de fibre F1...F6, respectivement, ceci par exemple par collage. This face and the sides of these grooves are formed according to privileged crystallographic planes of the portfolio. It is in this plurality of grooves that said plurality of fiber sections F1 ... F6 are fixed, respectively, this for example by gluing.
Selon la présente invention ladite conformation chimique est postérieure à ladite fixation mutuelle des fibres de sorte que cette conformation est une conformation collective de ces fibres. Une orientation horizontale est alors donnée pendant le déplacement d'attaque à ladite direction de succession DP pour que les divers tronçons d'extrémité soient attaqués autant que possible de la même manière. Ledit plan de nappe KN est avantageusement vertical. Ladite direction longitudinale est alors nécessairement oblique par rapport à la surface libre du bain et cette obliquité fait apparaître des différences parasites de profondeurs.Ces différences parasites de profondeurs apparaissent chacune entre deux dites profondeurs R1, R2 atteintes au cours du déplacement d'attaque respectivement par deux dits points de surface initiale T1, T2 correspondant à un même point H1 dudit axe A d'une fibre F1. Elles entraînent nécessairement une dissymétrie parasite de la forme de la dite pointe P1 de cette fibre par rapport à son axe. According to the present invention, said chemical conformation is subsequent to said mutual fixing of the fibers so that this conformation is a collective conformation of these fibers. A horizontal orientation is then given during the movement of attack to said direction of succession DP so that the various end sections are attacked as much as possible in the same way. Said KN plane is advantageously vertical. Said longitudinal direction is then necessarily oblique with respect to the free surface of the bath and this obliquity reveals parasitic differences in depths. These parasitic differences in depths each appear between two said depths R1, R2 reached during the attack movement respectively by two so-called initial surface points T1, T2 corresponding to the same point H1 of said axis A of a fiber F1. They necessarily cause a parasitic asymmetry of the shape of said point P1 of this fiber with respect to its axis.
Une telle dissymétrie parasite apparaît par comparaison des figures 6 et 7 qui représentent des coupes de la pointe d'une fibre F1 par le plan de nappe respectivement dans le cas d'une nappe de fibres droites (l'angle d'inclinaison vaut B=O) et d'une nappe de fibres inclinées (BwO). Ces deux figures ont été dessinées pour faciliter la compréhension en faisant une hypothèse simplificatrice selon laquelle la vitesse d'attaque du bain 4 serait proportionnelle à la profondeur à partir de la surface libre 4D et, à profondeur donnée, serait la même pour le verre de coeur que pour le verre de gaine.La différence des profondeurs des points tels que T1 et T2 correspondant à un même point H1 de l'axe A entraîne une différence entre les épaisseurs d'attaque tels que El et E2. Such parasitic asymmetry appears by comparison of FIGS. 6 and 7 which represent sections of the tip of a fiber F1 by the plane of ply respectively in the case of a ply of straight fibers (the angle of inclination is equal to B = O) and a sheet of inclined fibers (BwO). These two figures have been drawn to facilitate understanding by making a simplifying hypothesis according to which the attack speed of the bath 4 is proportional to the depth from the free surface 4D and, at a given depth, is the same for the glass. core than for cladding glass. The difference in the depths of the points such as T1 and T2 corresponding to the same point H1 of the axis A results in a difference between the thicknesses of attack such as El and E2.
I1 en résulte que le sommet S1 du cône formé par l'attaque chimique se trouve à une distance ES1 de l'axe A. I1 follows that the vertex S1 of the cone formed by the chemical attack is at a distance ES1 from the axis A.
Compte tenu des dimensions de coeur (10 tun) et de gaine (125 gm) de fibres de silice usuelles, de vitesses usuelles d'attaque de la silice, et de valeurs pratiques de l'angle B (20 degrés), une telle hypothèse correspondrait à une position du sommet S1 qui serait trop éloignée de l'axe
A pour permettre au dioptre de couplage ultérieurement formé de focaliser efficacement une lumière guidée concentrée dans le coeur de la fibre et à son voisinage immédiat.Considering the dimensions of core (10 tun) and sheath (125 gm) of usual silica fibers, usual speeds of attack of silica, and practical values of the angle B (20 degrees), such an assumption would correspond to a position of the vertex S1 which would be too far from the axis
A to allow the subsequently formed coupling diopter to effectively focus guided light concentrated in the core of the fiber and in its immediate vicinity.
Pour que la présente invention puisse être utilement mise en oeuvre il est en outre nécessaire que ledit bain présente deux dites vitesses d'attaque mutuellement différentes à chaque profondeur sous sa surface libre. Ces deux vitesses d'attaque sont une vitesse d'attaque de coeur pour le verre de coeur et une vitesse d'attaque de gaine pour le verre de gaine. Cette vitesse d'attaque de coeur doit être plus petite que cette vitesse d'attaque de gaine et la différence entre ces deux vitesses doit être suffisante à chaque dite profondeur pour que le sommet du cône S2 associé à la pointe P1 de chaque fibre F1 se forme sensiblement dans le coeur 40 de cette fibre malgré lesdites différences parasites de profondeurs. In order for the present invention to be usefully implemented, it is further necessary that said bath has two said mutually different attack speeds at each depth beneath its free surface. These two attack speeds are a core attack speed for the core glass and a sheath attack speed for the sheath glass. This core attack speed must be smaller than this clad attack speed and the difference between these two speeds must be sufficient at each said depth so that the top of the cone S2 associated with the tip P1 of each fiber F1 is substantially forms in the core 40 of this fiber despite said parasitic differences in depth.
La comparaison des figures 7 et 9 illustre d'une manière simplifiée l'effet d'une différence importante entre les vitesses d'attaque de coeur et de gaine, la seule différence entre ces deux figures étant que la figure 9 a été dessinée en faisant l'hypothèse que la vitesse d'attaque de coeur était beaucoup plus petite que la vitesse d'attaque de gaine. I1 y apparaît que, lorsque le processus d'attaque chimique atteint le coeur 40 de la fibre F1, la vitesse d'attaque diminue fortement du côté inférieur de la fibre alors qu'à une même profondeur elle reste élevée du côté supérieur de celle-ci. The comparison of FIGS. 7 and 9 illustrates in a simplified manner the effect of a significant difference between the speeds of attack of the core and of the cladding, the only difference between these two figures being that FIG. 9 has been drawn by making the assumption that the core attack speed was much smaller than the sheath attack speed. It appears there that, when the chemical attack process reaches the core 40 of the fiber F1, the attack speed decreases sharply on the lower side of the fiber while at the same depth it remains high on the upper side thereof. this.
Le sommet S2 se forme alors à une distance ES2. Il en résulte de la différence entre les vitesses d'attaque de coeur et de gaine que cette distance ES2 est plus petite que la distance ES1. The vertex S2 then forms at a distance ES2. It follows from the difference between the core and cladding attack speeds that this distance ES2 is smaller than the distance ES1.
De préférence lesdits passages des pointes P1...P6 dans ladite zone de chauffage ZC sont réalisés collectivement par un déplacement de chauffage MC de ladite nappe N. Ce déplacement est une translation régulière et plus précisément une translation à vitesse prédéterminée constante de cette nappe selon ladite direction de succession DP. Preferably said passages of the tips P1 ... P6 in said heating zone ZC are produced collectively by a heating movement MC of said sheet N. This movement is a regular translation and more precisely a translation at constant predetermined speed of this sheet according to said DP succession management.
Ledit moyen de chauffage 32, 34 est avantageusement choisi pour contribuer à donner audit dioptre de couplage une forme sensiblement symétrique autour dudit axe A au voisinage de cet axe. Dans le cadre de la présente invention il a été constaté que, compte tenu de la position donnée par l'opération de conformation chimique au sommet tel que S2 du cône représentatif de la pointe telle que P1, des moyens de chauffage connus tels que précédemment décrits pouvaient facilement être réglés pour corriger partiellement la dissymétrie résiduelle de ce cône au voisinage de l'axe A, et cela d'une manière suffisante pour obtenir une forme convenable du dioptre de couplage. Said heating means 32, 34 is advantageously chosen to contribute to giving said coupling diopter a substantially symmetrical shape around said axis A in the vicinity of this axis. In the context of the present invention, it has been found that, taking into account the position given by the chemical conformation operation at the top such as S2 of the cone representative of the tip such as P1, known heating means as previously described could easily be adjusted to partially correct the residual asymmetry of this cone in the vicinity of the axis A, and this in a sufficient manner to obtain a suitable shape of the coupling diopter.
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|---|---|---|---|
| FR9513797A FR2741455B1 (en) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | METHOD OF FORMING A TAPE OF INCLINED OPTICAL FIBERS WITH COUPLING DIOPTERS |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1702226A2 (en) * | 2004-01-08 | 2006-09-20 | Yin S. Tang | Lensed tip optical fiber and method of making the same |
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1995
- 1995-11-21 FR FR9513797A patent/FR2741455B1/en not_active Expired - Fee Related
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| EP1702226A4 (en) * | 2004-01-08 | 2009-06-03 | Yin S Tang | Lensed tip optical fiber and method of making the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2741455B1 (en) | 1997-12-26 |
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