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DANS
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PXE
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Tif
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Tric
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Boi
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Fixa
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Trou
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Tre
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Molecule
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DES
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regla
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paral
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benzol
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silicon
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copper
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gold
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precis
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Physical
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522416A1
Family ID 5258335
Probable Assignee Philips Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF SERVANT A SEPARER ET A RACCORDER OPTIQUEMENT DES
GUIDES DE LUMIERE
Abstract
_________________________________________________________________
A fiber optic switch producing optical connections with very low light
losses. The switch has constant mechanical and optical properties over
long periods of operation. Adjusting elements act on the end of at
least one light conductor to move the end face of the light conductor
in the axial and transverse directions. The end face can then be moved
opposite to and into contact with the end face of another light
conductor.
UN DISPOSITIF SERVANT A SEPARER ET A RACCORDER OPTIQUEMENT AU MOINS UN
PREMIER 2 ET UN SECOND 3, 4 GUIDES DE LUMIERE PRESENTANT CHACUN UNE
FACE TERMINALE 25, 21, 22 GARANTIT UN RACCORDEMENT OPTIQUE QUI
PRESENTE DE TRES FAIBLES PERTES DE LUMIERE ET POSSEDE PENDANT DE
LONGUES DUREES DE FONCTIONNEMENT DES PROPRIETES MECANIQUES ET OPTIQUES
CONSTANTES. DANS CE DISPOSITIF, DES ELEMENTS DE REGLAGE 9 AGISSANT SUR
LA PARTIE TERMINALE D'AU MOINS L'UN DES GUIDES DE LUMIERE 12 ET
SERVANT A DEPLACER LES FACES TERMINALES DES DEUX GUIDES DE LUMIERE
L'UNE PAR RAPPORT A L'AUTRE DANS LE SENS AXIAL ONT ETE DISPOSES DE
FACON QUE LES FACES TERMINALES 25, 21 OPPOSEES DES GUIDES DE LUMIERE
2, 3 PUISSENT ETRE MISES EN CONTACT L'UNE AVEC L'AUTRE.
Description
_________________________________________________________________
52 4 1 6
-1 - "Dispositif servant a separer et a raccorder optiquement des
guides de lumiere " L'invention concerne un dispositif servant a
separer et a raccorder optiquement au moins un premier et un second
guides de lumiere presentant chacun une face terminale, guides de
lumiere qui sont sensiblement alignes et dont au moins un est dispose
sur un organe de reglage pouvant etre regle entre au moins deux
positions et mobile dans le sens transversal par rapport a l'axe
longitudinal
du guide de lumiere, alors que dans au moins une position de l'orga-
ne de reglage, les faces terminales du premier guide de lumiere d'u-
ne part et du second guide de lumiere d'autre part se font face et
que ces faces terminales sont separees par un intervalle.
Un dispositif de ce genre est connu par exemple de la de-
mande de brevet allemand N O 28 41 848 Dans cette demande de brevet,
il est decrit notamment un commutateur permettant de separer ou de
raccorder optiquement au moins deux guides de lumiere dont les par-
ties terminales s'etendent sensiblement dans le meme sens et dont les
faces terminales se font face Les deux extremites des guides de
lumiere sont placees sur un corps de centrage elastique, la partie
terminale du premier guide de lumiere etant fixee sur toute sa lon-
gueur au corps de cintrage, tandis que la partie terminale du second
guide de lumiere est appuyee librement sur ce corps de cintrage.
Dans un etat etendu du corps de cintrage, dit premier etat, les deux
faces terminales des guides de lumiere se regardent a faible distan-
ce tout en etant centrees sur le meme axe, de sorte que le raccorde-
ment optique est etabli Par la deformation du corps de cintrage
dans une position incurvee, dite seconde position, la partie termi-
nale libre du second guide de lumiere est ecartee par un mouvement
du corps de cintrage qui est transversal par rapport a son axe lon-
gitudinal, de sorte que le raccordement optique est supprime.
Il est necessaire de laisser cette distance entre les fa-
ces terminales des deux guides de lumiere pour eviter que lors du
mouvement transversal, les faces terminales des guides de lumiere ne
frottent l'une contre l'autre et ne soient endommagees de la sorte.
Toutefois, pour l'etablissement du raccordement optique entre les -2-
deux guides de lumiere, cette distance presente l'inconvenient de
pouvoir provoquer des pertes de lumiere considerables lors du passa-
ge de la lumiere d'un guide de lumiere a l'autre.
Il est connu de reduire ces pertes de lumiere par l'intro-
duction d'un liquide d'immersion entre les faces terminales des gui-
des de lumiere L'utilisation d'un liquide d'immersion, de la glyce-
rine ou du benzol par exemple, presente l'inconvenient de provoquer
l'encrassement du dispositif Selon le type auquel il appartient, le
liquide d'immersion risque de s'evaporer ou de secher, de sorte que
le dispositif devient inutilisable.
L'invention vise a fournir un dispositif servant a separer et a
raccorder des guides de lumiere et assurant un raccordement
optique ne provoquant que de tres faibles pertes de lumiere, dispo-
sitif qui, lors de la separation ou du raccordement des guides de
lumiere evite l'usure notamment des faces terminales des guides de
lumiere et dont les proprietes mecaniques et optiques restent cons-
tantes pendant de longues durees de fonctionnement et qui, de cette
facon, est a l'abri de perturbations et de pannes.
Conformement a l'invention, ce but est atteint du fait que des
elements de reglage agissant sur la partie terminale d'au moins l'un
des guides de lumiere pour deplacer les faces terminales des deux
guides de lumiere l'une par rapport a l'autre dans le sens axial, ont
ete prevus de facon que les faces terminales opposees des
guides de lumiere puissent etre mises en contact l'une avec l'autre.
Un dispositif de ce genre presente l'avantage que pour le deplace-
ment transversal des guides de lumiere l'un par rapport au l'autre,
un intervalle suffisamment grand est forme entre les faces termina-
les des guides de lumiere et que lors de la transmission de lumiere
par les guides de lumiere, l'intervalle est minimal de sorte que
l'usure du dispositif d'une part et les pertes de lumiere d'autre part
sont tres faibles Dans ce cas, par opposition aux dispositifs connus,
il n'est pas necessaire d'utiliser a cet effet un liquide d'immersion.
Suivant un mode de realisation avantageux du dispositif
conforme a l'invention, les elements de reglage axiaux sont consti-
tues par un ou plusieurs transducteurs piezo-electriques pouvant etre
alimentes d'une tension electrique A cause de leur faible -.3-
inertie et de leurs grandes forces de reglage, des elements de re-
glage piezo electriques presentent des temps de commutation tres
courts.
Suivant un autre mode de realisation du dispositif confor-
me a l'invention, une combinaison d'au moins un element de reglage
transversal, pour le mouvement transversal de l'organe de reglage, et
d'au moins un element de reglage axial est reunie a l'organe de
reglage Une telle combinaison permet d'obtenir une structure com-
pacte et une transmision directe des mouvements de reglage axial et
transversal a l'organe de reglage et, par consequent, a la face ter-
minale de guide de lumiere disposee sur celui-ci.
Dans le dispositif conforme a l'invention, les elements de reglage
axiaux et transversaux peuvent etre constitues egalement par des
elements d'entrainement magnetiques qui permettent de realiser
des mouvements de reglage a longue course Par contre, des transduc-
teurs piezo-electriques presentent l'avantage d'une structure plus
petite et plus legere ainsi que d'une consommation d'energie minima-
le De plus, des transducteurs piezo-electriques ne peuvent pas etre
influences par des champs magnetiques.
Dans un autre mode de realisation du dispositif conforme a
l'invention, au moins l'un des elements de reglage est un corps ex-
tensible a commande thermique A l'aide de corps extensibles a com-
mande thermique, il est possible de realiser des elements de reglage
axiaux et transversaux ayant une structure simple et un encombrement
faible, mais des elements de reglage de ce genre ne sont utilises
avantageusement que dans des dispositifs dans lesquels sont toleres
de longs temps de commutation.
Lors de 1 'application d'une tension electrique a un corps en materiau
piezo-electrique, les dimensions de ce corps varient parallelement et
perpendiculairement au sens du champ electrique
engendre par cette tension Ce phenomene est appele effet piezo-
electrique longitudinal ou effet piezo-electrique transversal La
valeur des variations de dimensions depend du genre et de la compo-
sition du materiau piezo-electrique ainsi que, pour des materiaux
ceramiques piezo-electriques produits par la technique, de l'inten-
site et du sens de la polarisation electrique qui a ete imposee ar-
tificiellement a ce materiau, par rapport au champ electrique appli-
que Si un champ magnetique est applique a un materiau ceramique
piezoelectrique, un piezo-oxide (PXE) par exemple, parallelement a
et dans le meme sens que la polarisation electrique imposee au mate-
riau, ce materiau se contracte dans le sens du champ et, simultane-
ment, il se dilae perpendiculaire ment au sens du champ Si, par
contre, le champ electrique est applique parallelement a la polari-
sation electrique mais dans le sens oppose a celui de cette polari-
sation, le materiau se dilate dans le sens du champ et, simultane-
ment, il se contracte perpendiculairement au sens du champ Selon la
choix de la geometrie du corps ceramique piezo-electrique, de sa
polarisation et de la disposition d'electrodes sur ce corps, on peut
realiser des transducteurs piezo-electriques ayant des proprietes
differentes, transducteurs dont les plus importants vont etre de-
crits succinctement par la suite.
Dans des transducteurs piezo-electriques d'un type, une polarisation
homogene est imposee au materiau Les electrodes sont
disposees perpendiculairement ou bien parallelement au sens de pola-
risation Comme mouvement de reglage, on utilise de preference l'ef-
fet piezo-electrique longitudinal, c'est-a-dire une variation de
longueur parallele au sens de la polarisation et du champ electrique
applique Le plus souvent, des transducteurs de ce type ont la forme
d'un disque ou d'une plaque, la polarisation etant etablie paralle-
lement a l'epaisseur de la plaque ou disque et des electrodes etant
prevues sur ses faces principales Pour augmenter la course de re-
glage sans changer la tension sur les electrodes, on peut relier
plusieurs disques ou plaques par le contact de leurs faces principa-
les de facon a former une pile dont les elements individuels sont
montes en parallele au point de vue electrique et en serie au point
de vue mecanique.
Suivant un autre mode de realisation avantageux du dispo-
sitif conforme a l'invention, au moins l'un des elements de reglage
est constitue par au moins un corps piezo-electrique en forme de
disque ou de plaque Un tel element de reglage est tres stable au point
de vue mecanique et, par consequent, insensible aux chocs ou aux
deformations, et permet ainsi des mouvements de reglage surs et
precis et presente de grandes forces de reglage.
Dans un transducteur piezo-electrique d'un autre type, le
25224 1 6
-5-
materiau piezo-electrique est divise en deux parties qui sont pola-
risees dans des sens opposes Si un champ electrique est applique
parallelement aux sens des polarisations, les variations differentes
de la longueur des parties polarisees dans des sens opposes provo-
quent une courbure du corps piezo-electrique, comparable aux rap-
ports dans un bilame Pour permettre d'utiliser cette courbure d'une
maniere la plus efficace possible, des transducteurs piezo-electri-
ques de ce genre ont une grande dimension suivant les surfaces de
corps susceptibles de se courber De preference, ces transducteurs
ont la forme d'une barre u d'une bande.
Dans un mode de realisation avantageux du dispositif con-
forme a l'invention, au moins l'un des elements de reglage est rea-
lise sous forme d'une barre de cintrage piezo-electrique Des barres
de cintrage de ce genre ont une structure simple et permettent avan-
tageusement une longue course lors du mouvement de reglage.
Suivant un autre mode de realisation du dispositif confor-
me a l'invention, au moins l'un des elfments de reglage transversaux
est realise sous forme d'une barre de cintrage piezo-electrique et au
moins l'un des elements de reglage axiaux est constitue par au moins
un corps piezo-electrique en forme de disque ou de plaque Une telle
combinaison d'elements de reglage de nature differente reunit
les avantages de ceux-ci de facon qu'a l'aide de l'organe de regla-
ge, il soit possible de realiser des mouvements de reglage ayant une
longue course dans le sens transversal et une grande precision dans le
sens axial, alors que meme un element de reglage compact permet
d'obtenir une course suffisamment longue du mouvement de reglage
axial. Dans un mode de realisation particulier d'un transducteur
piezo-electrique a deux parties polarisees dans des sens oppo 3 ss
celui-ci est constitue par une bande multimorphe formee par extru-
sion d'un materiau ceramique piezo-electrique La section transver-
sale de la bande multimorphe a la forme d'un parallelepipede plat
ayant des aretes arrondies et presentant plusieurs canaux longitudi-
naux cylindriques disposes sur un axe parallele a la grande dimen-
sion transversale Les faces exterieures de la bande et les surfaces
des canaux longitudinaux sont metallisees Le materiau de la bande
multimorphe a ete polarise par l'application d'une tension electri-
25224 1 6
-6- que entre la metallisation des faces exterieures de la bande d'une
part et la metallisation des surfaces des canaux d'autre part Dans
ces conditions, le sens de la polarisation de la partie situee au-
dessus des canaux longitudinaux est oppose a celui de la polarisa-
tion de la partie situee au-dessous des ces canaux Si un champ
electrique est applique a la bande polarisee, parallelement au sens
de la polarisation, la bande se courbe a cause de l'effet piezo-
electrique transversal agissant suivant son axe longitudinal.
Si, au contraire, les parties de la bande situees au-des-
sus et au-dessous des canaux longitudinaux sont polarisees dans le
meme sens, il s'avere que lors de l'application d'un champ electri-
que parallelement a la polarisation, l'effet piezo-electrique trans-
versal produit une variation uniforme de la longueur dans le sens de
l'axe longitudinal de la bande Dans le dispositif conforme a l'in-
vention, des transducteurs piezo-electriques du genre precite peu-
vent etre utilises comme des elements individuels combines.
Dans un mode de realisation du dispositif conforme a l'in-
vention, l'organe de reglage muni des elements de reglage transver-
saux et axiaux est constitue par un corps piezo-electrique en forme de
barre ou de bande De cette facon, on obtient une construction
mecanique plus simple Dans un autre mode de realisation du disposi-
tif conforme a l'invention, avantageux a cet egard, le corps piezo-
electrique comporte plusieurs parties ayant des proprietes piezo-
electriques differentes, parties dont au moins une constitue un ele-
ment de reglage transversal et dont au moins une autre constitue un
element de reglage axial Dans un mode de realisation de construc-
tion particulierement simple, le corps piezo-electrique formant
l'organe de reglage est une bande multimorphe Dans ces conditions, la
polarisation electrique est egale notamment dans toute la partie
formant un element de reglage axial, alors que dans la partie for-
mant un element de reglage transversal le corps piezo-electrique
presente deux couches dont la polarisation electrique est orientee
dans des sens opposes Pour permettre d'obtenir au moyen de l'organe de
reglage et des parties terminales de guides de lumiere disposees
sur celui-ci, une longue course lors du mouvement de reglage trans-
versal, il est avantageux que l'une des extremites du corps piezo-
electrique en forme de barre ou de bande soit solidaire d'un sup-
25224 1 6
-7- port. De plus, pour obtenir une construction simple, il est
avantageux que des electrodes soient placees sur le corps piezo-
electrique, que la polarisation electrique du corps piezo-electrique
s'etende sensiblement perpendiculairement a son axe longitudinal, que
ces electrodes soient realisees sous forme planaire et soient perpendi
culaires a la polarisation et que les couches polarisees dans des sens
opposes s'etendent sensiblement parallelement aux
electrodes planaires.
Dans un autre mode de realisation avantageux conforme a
l'invention, pour la construction de raccorsements optiques compor-
tant plusieurs guides de lumiere paralleles, par exemple, des guides
separes destines chacun a un sens de transmission determine ou plu-
sieurs guides combines servant a augmenter la capacite de transmis-
sion, au moins deux guides de lumiere sont disposes parallelement
l'un a l'autre sur l'organe de reglage.
On obtient un encastrement particulierement uniforme et mecaniquement
stable des parties terminales de guides de lumiere disposees sur
l'organe de reglage du fait que les guides de lumiere sont disposes
dans des canaux longitudinaux de la bande multimorphe
constituant l'organe de reglage Dans une telle structure, les gui-
des de lumiere sont proteges efficacement d'impuretes et d'efforts
mecaniques Dans ce cas, les forces de reglage necessaires au mouve-
ment de reglage transversal agissent avantageusement sur toute la
longueur de guides de lumiere situee dans la bande multimorphe.
Dans un autre mode de realisation avantageux du dispositif
conforme a l'invention, l'organe de reglage est centre par un ele-
ment de guidage, notamment une butee mecanique dans au moins une
position de commutation nettement determinee De ce fait, les axes
des guides de lumiere a raccorder optiquement sont precisement ali-
gnes dans ladite position de commutation, ce qui reduit au minimum
l'attenuation du flux lumineux a transmettre dans cette position de
commutation.
Un element de guidage mecanique de fabrication particulie-
rement simple est forme par le support d'au moins une partie termi-
nale de guide de lumiere disposee en position fixe, support sur le-
quel est appuye, dans au moins une position de commutation de l'ele-
25224 1 6
-8- ment de reglage, au moins un guide de lumiere dispose sur l'organe
de reglage Un element de guidage ainsi concu permet d'aligner di-
rectement les surfaces laterales des guides de lumiere a raccorder
optiquement Dans ce cas, seules les tolerances de dimension des guides
de lumiere interviennent dans l'attenuation du flux lumineux transmis.
Dans un autre mode de realisation du dispositif conforme a
l'invention, pour garantir que les guides de lumiere a raccorder op-
tiquement soient precisement alignes apres la realisation des mouve-
ments de reglage, c'est-a-dire que l'attenuation du flux lumineux
transmis dans cette position de commutation soit minimale, on a pre-
vu un circuit comportant un etage de reglage relie aux elements de
reglage et imposant a ces elements une grandeur de reglage de facon
que, dans au moins une position de commutation, l'organe de reglage
soit centre d'une maniere telle que l'attenuation du flux lumineux
transmis dans cette position de commutation soit reduite au minimum.
Ledit circuit produit un positionnement precis des parties termina-
les des guides de lumiere l'une par rapport a l'autre, avant que leurs
faces terminales ne soient mises en contact par les elements
de reglage axiaux pour etablir le raccordement optique Un tel posi-
tionnement precis des extremites des guides de lumiere est efficace
si dans le dispositif conforme a l'invention, il faut que soit mini-
male l'attenuation du flux lumineux transmis par la mise en contact
des surfaces terminales opposees des guides de lumiere A cet effet,
un guide de lumiere dispose sur l'organe de reglage ainsi qu'un se-
cond guide de lumiere dispose en position fixe sont relies efficace-
ment a un emetteur de lumiere et a un recepteur de lumiere A cet
effet, le circuit mesure le flux lumineux transmis entre deux extre-
mites de guides de lumiere et regle la position d'au moins l'une des
extremites de guide de lumiere dans au moins une position de commu-
tation en faisant varier la tension electrique aux bornes d'au moins
l'un des elements de reglage de facon a porter au maximum le flux
lumineux transmis par l'emetteur au recepteur a travers les deux
guides de lumiere Un autre mode de realisation du dispositif con-
forme a l'invention est remarquable en ce qu' a proximite des faces
terminales d'au moins deux guides de lumiere, faces terminales qui se
font face dans au moins une position, est dispose un recepteur de
252241 6
-9-
lumiere relie au circuit Le circuit mesure la lumiere disperse e-
ventuellement a l'endroit de contact des extremites opposees des
guides de lumiere, et regle la position d'au moins l'une de ces ex-
tremites de facon a rendre minimale la lumiere diffuse captee par le
recepteur Ce dernier mode de realisation presente l'avantage que tous
les raccordements commutables de guides de lumiere peuvent etre
utilises pour la transmission de signaux utiles et qu'aucun de ces
raccordements ne doit servir a realiser l'operation de commutation.
En plus, le circuit permet avantageusement de compenser
des dilatations thermiques dans le dispositif, du fait que des de-
fauts d'alignement des faces terminales des guides de lumiere, cau-
ses par des dilatations thermiques, sont compenses par le circuit par
asservissement automatique de l'organe de reglage, le dispositif
n'etant pas sujet a l'usure mecanique du fait qu'il ne comporte pas
d'elements de guidage mecaniques soumis a du frottement.
La description suivante, en regard du dessin annexe, le
tout donne a titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux com-
prendre comment l'invention est realisee.
La figure 1 represente en coupe longitudinale schematique la structure
d'un mode de realisation d'un commutateur pour guide de lumiere. La
figure 2 represente en coupe transversale suivant la
ligne B-B la bande multimorphe formant l'organe de reglage du commu-
tateur pour guide de lumiere de la figure 1.
La figure 3 represente en coupe transversale suivant la
ligne A-A le support d'une partie terminale de guide de lumiere pla-
cee en position fixe dans le dispositif de la figure 1.
La figure 4 represente schematiquement un autre mode de
realisation d'un commutateur pour guides de lumiere.
La figure 5 represente le schema synoptique d'un cireuit
servant a aligner les extremites de guides de lumiere.
La figure 6 represente schematiquement un recepteur de
lumiere servant a capter de la lumiere dispersee.
La figure 1 represente un commutateur comme exemple d'un dispositif
servant a separer et a raccorder optiquement des guides
de lumiere A cet effet, la figure 2 illustre sur une echelle agran-
die la coupe B-B Sur un organe de reglage 1 sont disposes quatre
25224 1 6
-10- guides de lumiere 2, 2 ', 2 ", 2 "' qui dans une premiere
position de commutation representee, regardent un premier groupe de
guides de lumiere 3 disposes en position fixe et qui dans une seconde
position de commutation, regardent un second groupe de guides de
lumiere 4 disposes en position fixe En l'occurrence, l'organe de
reglage 1
est constitue par une bande multimorphe a quatre canaux longitudi-
naux dont les parois sont munies d'un revetement conducteur 5, 5 ', ",
5 "' et dans lesquels sont fixees les guides de lumiere 2, 2 ',
2 ", 2 "' constitues par des fibres optiques Par l'une de ces extre-
mites 6, la bande multimorphe est fixee a un support 7 en forme de
bottier et dans le sens de la longueur, elle est divisee en deux
parties 8 et 9 Dans la premiere partie, qui se trouve du cote du
support 7, la bande multimorphe presente deux couches ayant des sens
de polarisation electrique opposes Le sens de la polarisation elec-
tric est indique par des fleches et, a partir des canaux longitu-
dinaux, il est oriente vers le bas dans la couche inferieure et vers
le haut dans la couche superieure dela bande multimorphe La partie 8
represente une barre piezo-electrique de cintrage et constitue
l'element de reglage transversal La seconde partie 9 de la bande
multimorphe, qui se trouve du cote de l'extremite du guide de lumie-
* re 2, presente une polarisation uniforme orientee de bas en haut et
indiquee par des fleches correspondantes et constitue l'element de
reglage axial La face inferieure de la bande multimorphe est recou-
verte d'une metallisation 10 s'etendant sur les deux parties 8 et 9
et servant d'electrode de masse, metallisation qui est reliee a tra-
vers le support 7 a une borne de raccordement electrique 11 Dans la
partie constituant l'element de reglage transversal 8 ainsi que dans
la partie constituant l'element de reglage axial 9, la face superi-
eure de la bande multimorphe 1 est recouverte d'une metallisation 12,
13 servant d'electrode L'electrode 12 de l'element de reglage
axial 9 est reliee a la borne de raccordement 15 a travers un con-
ducteur electrique flexible 14 qui est a meme de suivre les mouve-
ments de la bande multimorphe 1 Du cote de l'extremite fixee 6 de la
bande multimorphe 1, l'electrode 13 de l'element de reglage
transversal est reliee a une borne de raccordement 16 a travers un
conducteur electrique flexible 14 a qui par rapport au conducteur 14,
doit suivre un mouvement plus petit Les bornes de raccordement 15,
25224 1 6
-1 1-
16 sont maintenues dans des traversees isolantes 17, 18.
La figure 3 represente en coupe suivant la ligne A-A de la figure 1 la
partie terminale de l'un des guides de lumiere 3 et le
support dans lequel est place le guide de lumiere 3 En l'occurren-
ce, quatre de ces supports pour quatre guides de lumiere 3 sont jux-
taposes de facon que dans la premiere position de commutation de
l'organe de reglage 1, telle que representee sur la figure 1, chacu-
ne des faces terminales 21 des guides de lumiere 3 regarde l'une des
faces terminales 25 des quatre guides de lumiere 2, 2 ', 2 ", 2 "' De
la meme maniere, on a dispose symetriquement par rapport aux sup-
ports des guides de lumiere 3 les supports des quatre guides de lu-
miere 4 dont les faces terminales 22, dans la seconde position de
commutation, regardent les faces terminales 25 des guides de lumiere
2, 2 ', 2 ", 2 '".
Les parties terminales des guides de lumiere fixes 3 et 4 qui sont
constitues, eux-aussi, par des fibres optiques, sont placees dans des
rainures triangulaires 19, 20 pratiquees dans le support 7 en forme de
boitier Les parois de chaque rainure 19, 20 forment de preference un
angle droit, de sorte qu'il est possible de determiner
avec la plus grande precision possible la position des fibres opti-
ques dans la rainure Les faces terminales 21, 22 des fibres fixees
3, 4 sont reculees sur une faible distance par rapport aux faces ter-
minales 23, 24 De cette facon restent libres les extremites de rai-
nures 19, 20 regardant les faces terminales 23, 24 Ces extremites
constituent des elements de guidage pour les extremites des fibres 2,
2 ', 2 ", 2 "', qui depassent legerement des faces terminales 26 de la
bande multimorphe 1 Dans chacune des deux positions de commutation de
la bande multimorphe 1, les extremites des fibres 2, 2 ', 2 ", 2 "'
d'une part et 3 d'autre part et les extremites des fibres 2, 2 ', 2 ",
2 "' d'une part et 4 d'autre part sont exactement alignees et se font
face respectivement dans les rainures 19 et 20 Les faces terminales
des fibres 2, 2 ', 2 ", 2 "' sont alors appuyees a slat respective-
ment contre les faces terminales 21 des fibres 3 et les faces termi-
nales 22 des fibres 4.
Les fibres optiques 2, 2 ', 2 ", 2 "', 3, 4 sont entourees
d'enveloppes protectrices elastiques 27, 28, 29 Ces enveloppes pro-
tectrices sont reunies au support 7 en forme de bottier pour mettre
252241 6
-12-
les fibres a l'abri des forces de traction.
Pour permettre de passer le commutateur de la figure 1 de la position
de commutation dans laquelle les guides de lumiere 2, 2 ',
2 ", 2 '" sont raccordes aux guides de lumiere 3 a la position de com-
mutation dans laquelle les guides de lumiere 2, 2 ', 2 ", 2 "' sont
rac-
cordes aux guides de lumiere 4, on a fait en sorte qu'a la borne 15
soit appliquee une tension positive par rapport a la borne 11 Ainsi,
l'element de reglage axial 9 se raccourcit dans le sens de la lon-
gueur des fibres 2, 2 ', 2 ", 2 "', et les faces terminales 25 de ces
fibres sont retirees des faces termonales 21 des fibres 3 Cette
position est representee sur la figure 1 Au second pas de commuta-
tion, par l'application d'une tension positive a la borne 16, l'ele-
ment de reglage transversal 8 se courbe jusqu'a ce que les parties
terminales des fibres 2, 2 ', 2 ", 2 "' reposent dans les rainures 20.
Au troisieme pas de commutation, la tension a la borne 15 est dimi-
nuee jusqu'a la valeur zero De ce fait, les faces terminales 25 des
fibres 2, 2 ', 2 ", 2 "' viennent s'appuyer contre les faces
terminales 22 des fibres 4 de facon a etablir le contact optique entre
lesdites fibres La tension positive a la borne 16 reste appliquee tant
qu'on veut maintenir le contact optique entre les fibres 2, 2 ', 2 ",
2 "' d'une part et la fibre 4 d'autre part Pour revenir a la position
de commutation originale, il faut effectuer tous les pas dans l'ordre
inverse.
Le dispositif de la figure 1 peut etre place dans un boi-
tier etanche pouvant contenir une atmosphere protectrice Cela permet
de mettre le commutateur a l'abri de corrosion et d'encrassement.
La figure 4 represente comme second mode de realisation
conforme a l'invention un commutateur dont l'organe de reglage pre-
sente deux elements de reglage separes et qui, pour le reste, est
analogue au commutateur de la figure 1 Dans le commutateur selon ce
mode de realisation, par oppostion au commutateur de la figure 1, le
mouvement de reglage axial est engendre, non pas a proximite immedia-
te des faces terminales 25 des guides de lumiere 2, 2 ', 2 ", 2 "',
mais a un endroit situe a l'oppose des faces terminales 25 alors qu'il
est transmis aux faces terminales 25 par l'element de reglage
transversal L'element de reglage transversal 30 est constitue par une
bande multimorphe agissant comme une barre de cintrage et ayant la
meme
25224 1 6
-13-
forme que la bande multimorphe 1 de la figure 1 La section transver-
sale D-D de la bande multimorphe 30 a la forme representee sur la
figure 2 La face inferieure de la bande multimorphe 30 est recouver-
te d'une metallisation 31 servant d'electrode de masse alors que sa
face superieure presente la metallisation 32 servant d'electrode de
commande pour l'element de reglage transversal L'electrode de com-
mande 32 est reliee a travers un conducteur flexible 35 a une borne de
raccordement 34 qui est fixee dans une traversee isolante 33 du
support 7 en forme de boitier Au moyen d'une soudure 37, la bande
multimorphe 30 est fixee sur un empilement 36 forme par quatre trans-
ducteurs piezo-electriques 38, 38 ', 38 ", 38 "' en forme de plaque.
L'empilement 36 constitue l'element de reglage axial Entre les
transducteurs piezo-electriques 38, 38 ', 38 ", 38 "' en forme de
plaque
sont interposees des couches metalliques 39, 39 ', 39 " faisant fonc-
tion d'electrode, alors que les faces terminales de l'empilement 36
sont egalement recouvertes d'une electrode metallique 40, 40 ' Les
electrodes 40 et 39 ' sont reliees au support 7 en forme de bottier
et, par consequent, a la borne de masse 11 a travers des conducteurs
flexibles 41 et 42, alors que l'electrode 40 ' y est reliee directe-
ment A travers la soudure 37, l'electrode 40 et le conducteur flexi-
ble 41, l'electrode de masse 31 de la bande multimorphe 30 est, elle
aussi, raccordee au potentiel de masse A travers des conducteurs
flexibles 43 et 44, les electrodes 39 et 39 " sont interconnectees et
reliees a la borne de raccordement 45 qui est fixee dans une traver-
see isolante 46 du support en forme de bottier Pour retirer des fa-
ces terminales 21, 22 des guides de lumiere 3, 4 places en position
fixe les faces terminales 25 des guides de lumiere 2, 2 ', 2 ", 2 "'
disposees sur l'organe de reglage dans la configuration de la figure
2, il est applique a la borne 45 une tension electrique positief par
rapport a la borne 11, de sorte que l'element de reglage axial 35
diminue sa dimension parallelement a l'axe longitudinal du guide de
lumiere 2 Pour amener les faces terminales 25 des guides de lumiere 2,
2, 2 ", 2 "' dans l'autre position de commutation a partir de leur
position devant les faces terminales 21 des guides de lumiere 3,
c'est-a-dire pour les amener aux faces terminales 22 du guide de lu-
miere 4, il est applique a la borne 34 une tension positive par rap-
port a la borne 1 Les supports 19, 20 pour les guides de lumiere 3,
-14- 4 places en position fixe et les elements de guidage pour les
parties terminales des guides de lumiere 2, 2 ' 2 ", 2 "' ont la meme
forme que les elements correspondants du dispositif de la figure 1 La
figure 3
represente notamment la coupe transversale C-C de la figure 4.
De preference, les guides de lumiere 2, 2 ', 2 ", 2 "' sont
fixes dans la bande multimorphe 1, 30 au moyen d'une colle La fixa-
tion s'effectue sur une faible longueur des guides de lumiere, a pro-
ximite immediate des faces terminales 26, 47 de la bande multimorphe
1, 30 Seul dans le cas o les guides de lumiere sont faits en mate-
riaux deformables de la mame maniere que les transducteurs piezo-
electriques, les guides de lumiere 2, 2 ', 2 ", 2 "' sont fixes sur
toute leur longueur situee dans la bande multimorphe 1, 30 Des gui-
des de lumiere en materiaux peu deformables sont loges dans les ele-
ments de reglage ou l'organe de reglage de facon a etre coulissants
suivant leur axe longitudinal jusqu'a l'endroit de collage La com-
pensation de longueur pour le deplacement axial des guides de lumiere
s'effectue derriere le commutateur, par exemple, dans une courbure en
forme de boucle des guides de lumiere, ceux-ci etant places dans un
support flexible a proximite de cette courbure.
Pour limiter des forces de compression qui peuvent se produi-
re a la suite du mouvement de reglage axial lors de la mise en contact
des faces terminales des guides de lu Miere raccordes optiquement, il
est utile de supporter l'organe de reglage dans le sens axial au moyen
d'un element elastique A cet effet, dans le dispositif de la figure 1
par exemple, l'extremite 6 de la bande multimorphe 1 est logee dans le
support 7 a coulissement axial alors que dans le sens axial, elle est
appuyee contre le support 7 par l'intermediaire d'un element
elastique,
un coussin en caoutchouc par exemple Pour realiser cela dans le dispo-
sitif de la figure 4, on a interpose, par exemple, entre l'electrode
40 ' et le support 7 un disque en caoutchouc dont les faces sont
paral-
leles aux faces de l'electrode 40 '.
Sur la figure 5, on a represente le schema synoptique d'un circuit
permettant d'aligner les extremites des guides de lumiere dans les
deux positions de commutaton d'un commutateur ayant la structure de
la figure 4 (ou de la figure 1) La figure represente une position me-
diane de l'element de reglage transversal 30 au moment du passage
d'une position de commutation a l'autre, c'est-a-dire lors du second
pas de
25224 1 6
-15-
commutation Dans l'exemple de realisation ici decrit, le signal lu-
mineux a commuter entre par le guide de lumiere 2 dispose sur l'orga-
ne de reglage et est transmis au choix aux guides de lumiere 3 ou 4
places en position fixe Dans le cas d'un defaut d'alignement du gui-
de de lumiere 2 sur l'un des guides de lumiere 3, 4, la lumiere sor-
tant de la face terminale 25 du guide de lumiere 2 est rayonnee au
moins partiellement a cote des faces terminales 21 du guide de lumie-
re 3 ou de la face terminale 22 du guide de lumiere 4 A cote des
parties terminales des guides de lumiere 3, 4 sont disposes des cap-
teurs de lumiere 50, 51 dont les surfaces photosensibles sont paral-
leles aux faces terminales 21, 22 des guides de lumiere 3, 4 Les
bornes de sortie de signal 52, 53 des capteurs de lumiere 50, 51 sont
reliees a un etage de commutation 54 A travers l'etage de commuta-
tion 54, l'un des capteurs de lumiere 50, 51 est relie chaque fois a
un etage de reglage 55 qui est connecte a la borne de raccordement 34
de l'electrode 32 de l'element de reglage transversal 30 De plus,
l'etage de reglage est relie a un circuit de commande 58 a travers une
ligne de commande 56 et une ligne de replique 57 Une sortie du circuit
de commande 58 est reliee a la borne de raccordement 45 de l'element
de reglage axial 36 L'une des bornes d'entree de l'etage
de commutation 54 et du circuit de commande 58 est reliee a une en-
tree de signal de commutation 59.
Les proprietes et le fonctionnement du circuit sont expli-
ques ci-apres en reference a un exemple d'une operation de commuta-
tion A l'entree 59 de signal de commutation est appliquee une ten-
sion ayant une variation dans le temps ou un niveau determines D'une
part, ce signal de commutation regle l'etage de commutation de facon
que, par exemple, le capteur de lumiere 51 soit relie a l'etage de
reglage 55, alors que lors de l'operation de commutation decrite a
titre d'exemple, le guide de lumiere 2, raccorde au guide de lumiere 3
dans sa position de depart, doit etre raccorde au guide de lumiere 4
dans sa position finale D'autre part, le signal de commutation sur
l'entree 59 de signal de commutation declenche dans le circuit de
commande 58 une commande de deroulement qui, au premier pas, enleve la
face terminale 25 du guide de lumiere 2 de la face terminale 21 du
guide de lumiere 3 par l'application d'une tension a la borne de rac-
cordement 45 de l'element de reglage axial 36 Au deuxieme pas, a
-16travers la ligne de commande 56, le circuit de commande 58 donne un
ordre a l'etage de reglage 55 qui ensuite, par l'application d'une
tension a la borne de raccordement 34 de l'element de reglage trans-
versal 30, deplace la partie terminale du guide de lumiere 2 a partir
de la partie terminale du guide de lumiere 3 vers la partie terminale
du guide de lumiere 4 Ensuite, par la variation de la tension a la
borne de raccordement 34, l'etage de reglage 55 centre la face termi-
nale 25 du guide de lumiere 2 par rapport a la face terminale 22 du
guide de lumiere 4 de facon que soit minimale la lumiere diffuse que
le guide de lumiere 2 rayonne a cote de la face terminale 22 du guide
de lumiere 4 et que recoit le capteur de lumiere 51 L'etage de re-
glage 55 annonce la fin de cette operation de centrage au circuit de
commande 58 par l'envoi d'un signal de replique a travers la ligne de
replique 57 Ensuite, le circuit de commande 58 coupe la tension a la
borne de raccordement 45 de l'element de reglage axial 36 Ainsi, la
face terminale 25 du guide de lumiere 2 vient etre appliquee avec une
grande precision de centrage sur la face terminale 22 du guide de
lumiere 4 et fournit ainsi un raccor 6 ement optique avec une attenua-
tion minimale Les mouvements des elements de reglage 30, 36 sont
indiques sur les figures 5 par des fleches simples (element de regla-
ge 30) ou des fleches doubles (element de reglage 36).
Sur la figure 6 est represente le schema d'un capteur de
lumiere du circuit de la figure 5 Le capteur de lumiere 50 est cons-
titue par deux photodiodes semiconductrices 60 et 61 qui sur une pla-
quette semiconductrice, sont placees l'une derriere l'autre dans le
sens, indique par la fleche double, du mouvement de reglage de l'ele-
ment de reglage transversal La plaquette semiconductrice est consti-
tuee, par exemple, par une zone de substrat 62 en silicon de conduc-
tivite N qui, sur sa face inferieure, est recouverte d'une metallisa-
tion 63 a grande surface servant de cathode La face superieure de la
plaquette semiconductrice presente deux portions 64 et 65 de conduc-
tivite p qui sont recouvertes d'electrodes 66, 67 transparentes, ser-
vant d'anodes A la cathode et aux anodes sont raccordes des contacts
68, 69, 70 qui, a travers la prise 52, sont relies a l'etage de com-
mutation 54 A la limite entre les deux photodiodes 60, 61, la pla-
quette semiconductrice est percee d'un trou continu servant de tra-
versee a la partie terminale du guide de lumiere 3 La face terminale
25224 1 6
-17- 21 du guide de lumiere 3 est alors situee du cote des anodes
Selon que la face terminale 25 du guide de lumiere 2 se trouve a un
niveau superieur ou inferieur a celui de la face terminale 21 du guide
de
lumiere 3, la lumiere sortant du guide de lumiere 2 frappe la photo-
diode 60 ou 61 Dans ces conditions, un signal electrique est appli-
que selon le cas aux contacts 69 ou 70, signal qui est evalue par
l'etage de reglage 55.
Etant donne que par opposition aux modes de realisation decrits en
regard des figures 1 et 4, on n'a pas besoin d'un element de guidage
mecanique, la face terminale 25 du guide de lumiere 2 est
de preference placee a fleur de la face terminale de l'organe de re-
glage, c'est-a-dire que sur la figure 5, elle est placee a fleur de la
face terminale 47 de l'element de reglage transversal 30 Alors que
lors de l'utilisation de l'un des elements de guidage mecaniques
precite, l'alignement de l'organe de reglage peut etre realise par le
guide de lumiere depassant de la face terminale de l'organe de regla-
ge sans etre influence par les tolerances dimensionnelles de l'organe
de reglage, le mode de realisation de la figure 5 ne presente pas de
frottement mecanique, ce qui le rend resistant et peu sensible a l'u-
sure et garantit un fonctionnement resistant aux chocs.
De preference, on utilise pour le support 7 en forme de
boitier un materiau ayant une faible dilatation thermique, par exem-
ple de l'invar D'autres materiaux preferentiels sont des alliages de
copper dont le coefficient de dilatation correspond au materiau uti-
lise pour les guides de lumiere Dans ce cas, le dispositif peut etre
utilise aussi a des variations plus grandes de la temperature de
fonctionnement A ce sujet, le circuit de la figure 5 presente l'a-
vantage de compenser automatiquement des dilatations thermiques dans
le dispositif.
252241 6
-18-
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Dispositif servant a separer et a raccorder optiquement au moins un
premier et un second guides de lumiere presentant chacun une face
terminale, guides de lumiere qui sont sensiblement alignes et dont au
moins un est dispose sur un organe de reglage pouvant tre
regle entre au moins deux positions et mobile dans le sens transver-
sal par rapport a l'axe longitudinal du guide de lumiere, alors que
dans au moins une position de l'organe de reglage, les faces termina-
les du premier guide de lumiere d'une part et du sec nd guide de lu-
miere d'autre part se font face et que ces faces terminales sont se-
parees par un intervalle, caracterise en ce que des elements de re-
glage agissant sur la partie terminale d'au moins l'un des guides de
lumiere pour deplacer les faces termin les des deux guides de lumiere
l'une par rapport a l'autre dans le sens axial, ont ete prevus de
facon que les faces terminales opposees des guides de lumiere puis-
sent etre mises en contact l'une avec l'autre.
2 Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que les
elements de reglage axiaux sont constitues par un ou plusieurs
transducteurs piezoelectriques pouvant etre alimentes d'une tension
electrique.
3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et
2, caracterise en ce qu'une combinaison d'au moins un element de re-
glage transversal, pour le mouvement transversal de l'organe de re-
glage, et d'au moins un element de reglage axial est reunie a l'orga-
ne de reglage.
4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications prece-
dentes, caracterise en ce qu'au moins l'un des elements de reglage
est un corps extensible a commande thermique.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications prece-
dentes, caracterise en ce qu'au moins l'un des elements de reglage
est realise sous forme d'une barre de cintrage piezo-electrique.
6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 4,
caracterise en ce qu'au moins l'un des elements de reglage est cons-
titue par au moins un corps piezo-electrique en forme de disque ou de
plaque.
25224 1 6
-19 _
7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2,
3, 5 et 6, caracterise en ce qu'au moins l'un des elements de reglage
transversaux est realise sous forme d'une barre de cintrage piezo-
electrique et en ce qu'au moins l'un des elements de reglage axiaux
est constitue par au moins un corps piezo-electrique en forme de dis-
que ou de plaque.
8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2,
3, 5 et 6, caracterise en ce que l'organe de reglage muni des ele-
ments de reglage transversaux et axiaux est constitue par un corps
piezo-electrique en forme de barre ou de bande.
9 Dispositif selon la revendication 8, caracterise en ce que
le corps piezo-electrique comporte plusieurs parties ayant des pro-
prietes piezo-electrique differentes, parties dont au moins une sert
d'element de reglage transversal et dont au moins un autre sert d'e-
lement de reglage axial.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 et
9, caracterise en ce que le corps piezo-electrique constituant gold-
gane de reglage est une bande multimorphe.
11 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8, 9
et 10, caracterise en ce que l'une des extremites du corps piezo-e-
lectrique en forme de barre ou de bande est solidaire d'un support.
12 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8, 9,
et 11, caracterise en ce que la polarisation electrique est egale sur
toute la partie formant par un element de reglage axial et en ce que
dans la partie formant par un element de reglage transversal, le corps
piezoelectrique presente deux couches dont la polarisation
electrique est orientee dans des sens opposes.
13 Dispositif selon la revendication 12, caracterise en ce que des
electrodes sont placees sur le corps piezo-electrique, en ce que
la polarisation electrique du corps piezo-electrique s'etend sensi-
blement perpendiculairement a son axe longitudinal, en ce que les
electrodes sont realisees sous forme planaire, en ce qu'elles sont
perpendiculaires a la polarisation et en ce que les couches polari-
sees dans des sens opposes s'etendent sensiblement parallelement aux
electrodes planaires.
14 Dispositif selon l'une quelconque des revendications prece-
dentes, caracterise en ce qu'au moins deux guides de lumiere sont
25224 1 6
-20-
disposes parallelement l'un a l'autre sur l'organe de reglage.
Dispositif selon la revendication 10, caracterise en ce qu'un ou
plusieurs guides de lumiere sont disposes dans des canaux
longitudinaux de la bande multimorphe constituant l'organe de regla-
ge.
16 Dispositif selon l'une quelconque des revendications prece-
dentes, caracterise en ce que l'organe de reglage est centre par un
element de guidage, notamment une butee mecanique, dans au moins une
position de commutation nettement determinee.
17 Dispositif selon la revendication 16, caracterise en ce que
l'element de guidage mecanique est forme par le support d'au moins une
partie terminale de guide de lumiere placee en position fixe et en ce
qu'au moins un guide de lumiere dispose sur l'organe de reglage est
applique sur le support dans au moins une position de commutation
de l'element de reglage.
18 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a
, caracterise en ce qu'il est prevu un circuit comportant un etage de
reglage relie aux elements de reglage et imposant a ces elements une
grandeur de reglage de facon que dans au moins une position de
commutation, l'organe de reglage soit centre d'une maniere telle que
l'attenuation du flux lumineux transmis dans cette position de commu-
tation soit reduite au minimum.
19 Dispositif selon la revendication 18, caracterise en ce qu'un guide
de lumiere dispose sur l'organe de reglage et un second
guide de lumiere dispose en position fixe sont raccordes a un emet-
teur de lumiere et a un recepteur de lumiere et en ce que dans au
moins une position de commutation, le circuit regle la position de
l'organe de reglage de facon a porter au maximum le flux lumineux
transmis par l'emetteur au recepteur a travers les deux guides de
lumiere.
Dispositif selon la revendication 18, caracterise en ce
qu'a proximite des faces terminales d'au moins deux guides de lu-
miere, faces terminales qui se font face dans au moins une position,
est dispose un recepteur de lumiere relie au circuit de facon que le
circuit regle la position de l'organe de reglage d'une maniere telle
que soit minimale la lumiere diffuse captee par le recepteur de lu-
miere.
? ?
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