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WO2003019255A1 - Dispositif athermique a fibre optique - Google Patents

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Publication number
WO2003019255A1
WO2003019255A1 PCT/FR2002/002924 FR0202924W WO03019255A1 WO 2003019255 A1 WO2003019255 A1 WO 2003019255A1 FR 0202924 W FR0202924 W FR 0202924W WO 03019255 A1 WO03019255 A1 WO 03019255A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
beams
longitudinal
support
fiber
longitudinal beams
Prior art date
Application number
PCT/FR2002/002924
Other languages
English (en)
Inventor
Stéphane RAOUL
Michel Boitel
Original Assignee
Highwave Optical Technologies
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 Highwave Optical Technologies filed Critical Highwave Optical Technologies
Publication of WO2003019255A1 publication Critical patent/WO2003019255A1/fr

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Classifications

    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/02171—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for compensating environmentally induced changes
    • G02B6/02176—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for compensating environmentally induced changes due to temperature fluctuations
    • G02B6/0218—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for compensating environmentally induced changes due to temperature fluctuations using mounting means, e.g. by using a combination of materials having different thermal expansion coefficients
    • 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
    • G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating

Definitions

  • the present invention relates to the field of optical fibers. It relates more particularly to the field of optical fibers comprising an integrated component.
  • the present invention applies in particular to fiber optic devices comprising an integrated Bragg grating.
  • it aims to propose a device for stabilizing the temperature and / or adjusting the Bragg wavelength of the photoinscribed networks in the optical fibers.
  • Bragg gratings are periodic structures of the optical index, which have the particularity of reflecting a signal of well-defined wavelength, called "Bragg wavelength of the network”. Bragg network-based systems have already done great service and have given rise to an abundance of literature.
  • optical components integrating such Bragg gratings are used for example to manufacture chromatic dispersion compensating filters (CDC), gain equalizing filters (FEG), or insertion / extraction multiplexer components (MIE).
  • CDC chromatic dispersion compensating filters
  • FEG gain equalizing filters
  • MIE insertion / extraction multiplexer components
  • optical filters provided with an integrated component, in particular a Bragg grating are sensitive to temperature.
  • the properties of Bragg gratings, and in particular the Bragg wavelength of gratings vary:
  • thermo-optical effects due to the expansion or compression of the fiber, or to the change in index of the Bragg grating
  • the Bragg wavelength is: - an increasing function of the temperature
  • Figures 1 and 2 attached respectively represent "half table-top” and "table-top” structures according to the state of the art.
  • the “half table-top” or “table-top” assemblies consist of a beam 20 made of materials with a low coefficient of expansion such as Invar, ceramic, etc. and studs 30 and 32 made of material with high coefficient of expansion like aluminum for example.
  • a fiber 10 comprising a Bragg grating is tensioned between the two pads 30 and 32 for the case of a "table-top” or between the pad 30 and the opposite end of the beam 20 for the case of a " half-table-top ”according to the type of assembly.
  • the fiber attachment points 10 are referenced 12 and 14.
  • a drawback of these arrangements is that, by their design, they have fairly large dimensions. These assemblies have for example a length of the order of 45 mm if they are composed of Invar for the beam 20 and aluminum for the studs 30 or 32. This length depends directly on the choice of materials and on the ratio between the expansion coefficients of the materials used. At the same time, the evolution of the integration of components in optical networks increasingly requires their miniaturization. Consequently, the “table-top” and “half-table-top” arrangements appear increasingly bulky. In addition, the current recommendations in the field of telecommunications impose severe tests of temperature rise and humidity of the components. Consequently, the bonding systems are not sufficient to meet these requirements and have been replaced by holding the fiber by brazing on the assembly.
  • An object of the present invention is to provide an athermal assembly which does not have the aforementioned drawbacks, ie an assembly which can reach reduced dimensions and which has good reliability over time.
  • the invention provides a fiber optic device comprising at least one component integrated into the fiber and a support on which the fiber is fixed at two points located on either side of the integrated component, characterized in that the support comprises two longitudinal beams linked to transverse beams by hinge means, the two longitudinal beams being able to slide relative to each other in their longitudinal direction and two studs supporting the fixing points of the ends of the fiber, the device further comprising a compensating element of predetermined length having a coefficient of expansion greater than that of the support, each end of which is fixed to one of the beams, said element being able, during a temperature variation, to cause the sliding of the beams relative to each other and the displacement of the fiber attachment points relative to each other.
  • Such a device has the advantage that the fiber is fixed to the elements of the device having the lowest coefficient of expansion. This characteristic ensures good adhesion of the fixing points when they are made by brazing.
  • the length of the assembly of the invention can be reduced.
  • the length of a “table-top” or “half-table-top” assembly is at least equal to the length of the fiber to be compensated, plus the length of the compensation pad.
  • the factor limiting the size of the device is no longer the length of the different dilating elements but the length of the integrated component. Such devices can therefore reach a length of 25 mm.
  • the hinge means advantageously allow the pivoting of the beams constituting the support with respect to each other and therefore facilitate the sliding of the two longitudinal beams relative to each other.
  • the longitudinal beams are parallel to each other.
  • the compensating element extends in a general direction substantially parallel to the longitudinal beams.
  • the compensating element extends substantially along a diagonal of the frame formed by the support.
  • the support can be in one piece.
  • the longitudinal beams are formed from materials having different coefficients of expansion.
  • the transverse beams can be formed from a material different from that used for the longitudinal beams. This characteristic makes it possible to improve the elasticity of the frame formed by the longitudinal and transverse beams.
  • the longitudinal beams and / or the transverse beams may have different sections or shapes. This feature can also improve the elasticity of the frame.
  • the hinge means can be constituted by thinning of the junctions between the longitudinal and transverse beams.
  • Each of the studs can be formed by a protuberance from one of the longitudinal beams, the protrusions being positioned near the opposite ends of the longitudinal beams and facing each other.
  • the compensating element has a general shape of S (it comprises a useful part in the form of a beam and two protuberances at the ends of the beam, the protrusions being directed in opposite directions, on either side of the beam), each end being fixed to one of the longitudinal beams.
  • the studs being positioned near the opposite ends of the longitudinal beams, the compensating element can be fixed to each beam at its end opposite the end supporting a stud.
  • FIGS. 1 and 2 already commented on schematically represent devices conforming to the state of the art
  • FIG. 3 is an example of a device according to the invention
  • - Figure 4 is a schematic representation of the device when it is in its "equilibrium position”
  • FIG. 5 is a schematic representation of the device during a rise in temperature
  • FIGS. 6 is a diagrammatic representation of the device during a temperature decrease
  • FIG. 7 represents the deformation of the structure of FIG. 3 during a temperature increase of + 50 ° C
  • FIG. 8 represents the deformation of the structure of FIG. 3 during a temperature drop of -50 ° C
  • FIG. 9 is an alternative embodiment of the device of Figure 1.
  • the optical fiber device 100 shown is "in equilibrium position".
  • This fiber optic device 100 comprises a one-piece support 1 in the form of a generally rectangular frame consisting of two longitudinal beams 20 and 22 parallel and two transverse beams 30 and 32 connecting the ends of the beams 20 and 22.
  • the support has been machined at the junctions between the beams 20, 22, 30 and 32 so as to reduce its thickness at these junctions.
  • These thickness reductions constitute zones 42, 44, 46, 48 of lesser resistance or "hinge" which allow the beams 20, 22, 30 and 32 to slightly pivot with respect to each other.
  • Each longitudinal beam 20 and 22 comprises near one of its ends a protuberance denoted respectively 60 and 62.
  • the protrusions 60 and 62 of the beams 20 and 22 are each positioned at an opposite end of the support 1.
  • An optical fiber 10 comprising an integrated component is fixed at two points 50 and 52 of the protrusions 60 and 62 so that the integrated component is located between the two fixing points.
  • the fiber optic device further comprises a beam 70 in the general shape of an S (the beam 70 comprises a useful part and two protrusions at its ends, the protrusions being directed in opposite directions, on either side of the beam) each end of which is fixed to one of the beams 20 and 22 at the end opposite to that having a protrusion 50 or 52.
  • the beam 70 is made of a material having a coefficient of expansion greater than that of the material constituting the support 1.
  • the beam 70 can be made of aluminum or stainless steel, while the support 1 is made of Invar or Covar .
  • FIGS. 4 to 6 schematically illustrate the operation of the device 100 of FIG. 3.
  • the various constituent elements of the device of FIG. 3 the support 1 consisting of two longitudinal beams 20 and 22 and transverse 30, 32, the hinges 42, 44, 46, 48 positioned at the junction between the beams 20, 22, 30 and 32, the protrusions 60 and 62 of the beams 20 and 22, the fixing points 50 and 52 of the fiber 10, as well as the S-shaped beam 70, the ends of which are fixed to the beams 20 and 22.
  • the device 100 is in its "equilibrium position".
  • the support forms a perfect rectangle.
  • the support 1 and the beam 70 expand, the expansion of the support 1 being less significant than that of the beam 70.
  • the beams 20, 22 and 70 tend to elongate, the elongation of the beam 70 being greater than that of the beams 20 and 22.
  • the elongation of the beam 70 causes the beam 20 to slide relative to the beam 22 in their longitudinal direction in the direction indicated by the arrows.
  • the support 1 is deformed, this deformation being authorized by the hinges 42, 44, 46 and 48.
  • the support 1 forms a parallelogram.
  • the fixing points 60 and 62 of the fiber 10 tend to approach, releasing the tensile stress of the fiber 10.
  • the support 1 and the beam 70 contract, the beam 70 contracting more significantly than the beams 20 and 22 of the support 1.
  • the beam 70 causes the beams 20 and 22 to slide relative to each other in their longitudinal direction, in the direction indicated by the arrows.
  • the support 1 deforms, this deformation being authorized by the hinges 42, 44, 46 and 48.
  • the support 1 forms a parallelogram (inverted with respect to that of FIG. 5).
  • the fixing points 50 and 52 of the fiber 10 tend to move away, increasing the tensile stress in the fiber 10. 5
  • An assembly is thus produced which reduces the stress in the fiber 10 when the temperature increases and increases this stress when the temperature drops so as to mechanically compensate for the thermo-optical effects of the fiber 10.
  • Figures 7 and 8 show the deformation of the support 1 and the 0 beam 70 respectively during a temperature rise of + 50 ° C and during a temperature decrease of -50 ° C compared to the temperature of " equilibrium position ”of the assembly. In these figures, the deformations have been amplified 30 times.
  • the fiber 10 is fixed on the low expansion material 5 forming the support 1. It is thus possible during its assembly to position the fiber on the support 1 alone and then come to fix the beam 70. In this way , setting the wavelength of the integrated component to a particular value can be performed a posteriori by shearing the support 1 then fixing the beam 70. 0
  • brazing of the fiber on the least expanding material ensures the good adhesion of it. Soldering on a low expansion material ensures better grip in a wide range of temperatures. This is due to compression stresses on the fiber present at high and low temperatures.
  • the fiber can also be fixed to the studs by bonding.
  • the support comprises a one-piece frame. It is of course possible to produce a support comprising beams connected to each other by welds.
  • the longitudinal and transverse beams can be made of different materials. The materials are chosen flexible enough to allow the beams to pivot relative to each other and ensure the "hinge" effect.
  • one of the longitudinal beams 20 or 22 is made of Invar and the other longitudinal beam is made of Covar.
  • These two materials with low expansion coefficients have complementary thermal expansion curves, which makes it possible to obtain a flatter athermicity curve for the device.
  • the use of different materials for the production of the support makes it possible to refine the thermal compensation of the device obtained.
  • the longitudinal and / or transverse beams can have different sections or shapes in order to further improve the athermicity obtained.
  • the studs 60 and 62 are fixed on the longitudinal beams 20 and 22. It is also possible to fix these studs on the transverse beams 30 and 32. In this case, the studs will be preferably located at the opposite ends of the transverse beams 30 and 32 so that the deformation of the support 1 causes the attachment points 50 and 52 located on the studs to move towards or away from each other.
  • the fiber 10 is positioned diagonally with respect to the longitudinal beams 20 and 22 parallel.
  • the compensation element is not necessarily produced in the form of an S-beam such as those shown in the figures. It may, for example, be a straight beam positioned on bosses produced asymmetrically on the inner faces of the beams 20 and 22.
  • the compensation element is a straight beam 70 extending substantially along a diagonal of the frame formed by the support 1.
  • the direction of expansion of the compensating element 70 should preferably have a maximum component in the longitudinal direction of the device (direction along which the fiber extends 10).
  • Such an assembly can have a reduction of up to 45% in its length compared to the old assemblies (the longitudinal dimensions can reach 25mm). This reduction in length is in fact limited only by the size of the integrated component.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (100) à fibre optique (10) comprenant au moins un composant intégré dans la fibre (10) et un support (1) sur lequel la fibre (10) est fixée en deux points (50, 52) situés de part et d'autre du composant intégré, caractérisé en ce que le support (1) forme un cadre et comprend deux poutres longitudinales (20, 22) liées à des poutres transversales (30, 32) par des moyens charnières (42,44, 46,48), les deux poutres longitudinales étant aptes à glisser l'une par rapport à l'autre dans leur direction longitudinale et deux plots (60, 62) supportant les points de fixation (50, 52) des extrémités de la fibre (10), le dispositif comprenant en outre un élément compensateur (70) de longueur prédéterminée présentant un coefficient de dilatation supérieur à celui du support (1 ), dont chaque extrémité est fixée à l'une des poutres (20 ; 22), ledit élément (70) ,étant apte lors d'une variation de température à entraîner le glissement des poutres (20 ; 22) l'une par rapport à l'autre et le déplacement des points de fixation (50, 52) de la fibre (10) l'un par rapport à l'autre.

Description

DISPOSITIF ATHERMIQUE A FIBRE OPTIQUE
La présente invention concerne le domaine des fibres optiques. Elle concerne plus particulièrement le domaine des fibres optiques comportant un composant intégré.
La présente invention s'applique en particulier aux dispositifs à fibres optiques comportant un réseau de Bragg intégré. Dans ce contexte, elle vise à proposer un dispositif de stabilisation en température et/ou d'ajustement de la longueur d'ondes de Bragg des réseaux photoinscrits dans les fibres optiques.
Les réseaux de Bragg sont des structures périodiques de l'indice optique, qui ont la particularité de réfléchir un signal de longueur d'onde bien déterminée, dite « longueur d'ondes de Bragg du réseau ». Les systèmes à base de réseau de Bragg ont déjà rendu de grands services et ont donné lieu à une littérature abondante.
Les composants optiques intégrant de tels réseaux de Bragg sont utilisés par exemple pour fabriquer des filtres compensateurs de dispersion chromatique (CDC), des filtres égaliseurs de gain (FEG), ou des composants multiplexeurs à insertion/extraction (MIE). Cependant, il s'avère que les filtres optiques munis d'un composant intégré, en particulier un réseau de Bragg sont sensibles à la température. Notamment, les propriétés des réseaux de Bragg, et en particulier la longueur d'ondes de Bragg des réseaux varie :
- en fonction de la température par des effets thermo-optiques dus à la dilatation ou à la compression de la fibre, ou au changement d'indice du réseau de Bragg,
- en fonction de la traction ou de la tension à laquelle est soumis le réseau de Bragg dans la fibre.
Il en résulte que la longueur d'onde de Bragg est : - une fonction croissante de la température, et
- une fonction croissante de la traction appliquée à la fibre. On connaît des moyens pour limiter la dérive en température des dispositifs utilisant des réseaux de Bragg. Les moyens les plus usités de nos jours sont connus sous le vocable de montages « table-top » ou « demi table-top ». On trouvera un descriptif d'exemple de réalisation de ces moyens dans les documents [1] et [2].
Les figures 1 et 2 annexées représentent respectivement des structures « demi table-top » et « table-top » conformes à l'état de la technique. Les montages « demi table-top » ou « table-top » sont constitués d'une poutre 20 en matériaux à faible coefficient de dilatation tels que l'Invar, la céramique,... et de plots 30 et 32 en matériau à fort coefficient de dilatation comme l'aluminium par exemple. Une fibre 10 comportant un réseau de Bragg est montée tendue entre les deux plots 30 et 32 pour le cas d'un « table-top » ou entre le plot 30 et l'extrémité opposée de la poutre 20 pour le cas d'un « demi-table-top » selon le type de montage. Les points de fixation de la fibre 10 sont référencés 12 et 14.
La distance entre ces deux points 12 et 14 se réduit avec l'accroissement de la température, ainsi la tension appliquée à la fibre 10 diminue et tend à faire baisser la longueur d'ondes de Bragg, tandis que la température induisant l'effet inverse, il se produit un équilibre entre les deux phénomènes.
Ces montages permettent de compenser les effets de la température en supposant à première approximation que la longueur d'ondes de Bragg est une fonction linéaire croissante avec la température et décroissante avec la contrainte mécanique exercée sur le réseau. Cette approximation linéaire de la compensation reste valable dans une certaine plage de température.
Un inconvénient de ces montages est qu'ils présentent de par leur conception des dimensions assez importantes. Ces montages présentent par exemple une longueur de l'ordre de 45 mm s'ils sont composés d'Invar pour la poutre 20 et d'aluminium pour les plots 30 ou 32. Cette longueur dépend directement du choix des matériaux et du rapport entre les coefficients de dilatation des matériaux employés. Parallèlement, l'évolution de l'intégration des composants dans les réseaux optiques nécessite de plus en plus leur miniaturisation. Par conséquent, les montages « table-top » et « demi-table-top » apparaissent de plus en plus encombrants. Par ailleurs, les recommandations actuelles dans le domaine des télécommunications imposent des tests sévères de mise en température et de mise en humidité des composants. Par conséquent, les systèmes de fixation par collage ne sont pas suffisant pour répondre à ces exigences et, ils ont été remplacés par un maintien de la fibre par brasure sur le montage. La plupart du temps, pour des raisons d'incompatibilité thermo-mécanique entre les matériaux présentant des coefficients de dilatation très différents, ces brasures ne sont pas des moyens de fixation suffisamment fiables. En effet, cette incompatibilité induit un glissement très faible mais néanmoins préjudiciable de la fibre brasée au cours du temps sur son support. Un but de la présente invention est de fournir un montage athermique ne présentant pas les inconvénients précités, c'est à dire un montage pouvant atteindre des dimensions réduites et présentant une bonne fiabilité au cours du temps.
A cet effet, l'invention propose un dispositif à fibre optique comprenant au moins un composant intégré dans la fibre et un support sur lequel la fibre est fixée en deux points situés de part et d'autre du composant intégré, caractérisé en ce que le support comprend deux poutres longitudinales liées à des poutres transversales par des moyens charnières, les deux poutres longitudinales étant aptes à glisser l'une par rapport à l'autre dans leur direction longitudinale et deux plots supportant les points de fixation des extrémités de la fibre, le dispositif comprenant en outre un élément compensateur de longueur prédéterminée présentant un coefficient de dilatation supérieur à celui du support, dont chaque extrémité est fixée à l'une des poutres, ledit élément étant apte lors d'une variation de température à entraîner le glissement des poutres l'une par rapport à l'autre et le déplacement des points de fixation de la fibre l'un par rapport à l'autre. Un tel dispositif présente l'avantage que la fibre est fixée sur les éléments du dispositif présentant le coefficient de dilatation le plus faible. Cette caractéristique permet d'assurer une bonne adhésion des points de fixation lorsque ceux-ci sont réalisés par brasure. Par rapport au montage de type « table-top » et « demi table-top » des figures 1 et 2, la longueur du montage de l'invention peut être réduite. En effet, la longueur d'un montage « table-top » ou « demi table-top » est au moins égale à la longueur de la fibre à compenser, plus la longueur du plot de compensation. Dans le cas de l'invention, le facteur limitant de la taille du dispositif n'est plus la longueur des différents éléments dilatants mais la longueur du composant intégré. De tels dispositifs peuvent donc atteindre une longueur de 25 mm.
Les moyens charnières permettent avantageusement les pivotement des poutres constituant le support les unes par rapport aux autres et de ce fait facilitent le glissement des deux poutres longitudinales l'une par rapport à l'autre.
Dans une mise en œuvre de l'invention, les poutres longitudinales sont parallèles entre elles.
Dans une mise en œuvre de l'invention, l'élément compensateur s'étend dans une direction générale sensiblement parallèle aux poutres longitudinales.
Dans une autre mise en œuvre de l'invention, l'élément compensateur s'étend sensiblement selon une diagonale du cadre formé par le support. Avantageusement, le support peut être monobloc.
Avantageusement, les poutres longitudinales sont formées dans des matériaux présentant des coefficients de dilatation différents.
Cette caractéristique permet d'affiner la compensation thermique du dispositif obtenue par un choix approprié des matériaux utilisés. Avantageusement, les poutres transversales peuvent être formées dans un matériau différent de celui utilisé pour les poutres longitudinales. Cette caractéristique permet d'améliorer l'élasticité du cadre formé par les poutres longitudinales et transversales.
Avantageusement, les poutres longitudinales et/ou les poutres transversales peuvent présenter des sections ou des formes différentes. Cette caractéristique peut également permettre d'améliorer l'élasticité du cadre.
Les moyens charnières peuvent être constitués par des amincissements des jonctions entre les poutres longitudinales et transversales. Chacun des plots peut être constitué par une excroissance de l'une des poutres longitudinales, les excroissances étant positionnées à proximité des extrémités opposées des poutres longitudinales et en regard l'une de l'autre.
Dans une mise en œuvre de l'invention, l'élément compensateur présente une forme générale de S (il comprend une partie utile sous forme d'une poutre et deux excroissances aux extrémités de la poutre, les excroissances étant dirigées selon des directions opposées, de part et d'autre de la poutre), chaque extrémité étant fixée sur l'une des poutres longitudinales. Les plots étant positionnés à proximité des extrémités opposées des poutres longitudinales, l'élément compensateur peut être fixé sur chaque poutre au niveau de son extrémité opposée à l'extrémité supportant un plot.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront encore de la description qui suit laquelle est purement illustrative et non limitative doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles :
- les figures 1 et 2 déjà commentées représentent schématiquement des dispositifs conformes à l'état de la technique,
- la figure 3 est un exemple de dispositif conforme à l'invention, - la figure 4 est une représentation schématique du dispositif lorsque celui-ci est dans sa « position d'équilibre », - la figure 5 est une représentation schématique du dispositif lors d'une élévation de température,
- la figures 6 est une représentation schématique du dispositif lors d'une diminution de température, - la figure 7 représente la déformée de la structure de la figure 3 lors d'une élévation de température de +50° C,
- la figure 8 représente la déformée de la structure de la figure 3 lors d'une baisse de température de -50°C,
- la figure 9 est une variante de réalisation du dispositif de la figure 1. Sur la figure 3, le dispositif 100 à fibre optique représenté est « en position d'équilibre ». Ce dispositif 100 à fibre optique comprend un support 1 monobloc sous forme d'un cadre de forme générale rectangulaire constitué de deux poutres longitudinales 20 et 22 parallèles et de deux poutres transversales 30 et 32 reliant les extrémités des poutres 20 et 22. Le support a été usiné au niveau des jonctions entres les poutres 20, 22, 30 et 32 de manière à diminuer son épaisseur au niveau de ces jonctions. Ces diminutions d'épaisseur constituent des zones 42, 44, 46, 48 de moindre résistance ou « charnière » qui permettent aux poutres 20, 22, 30 et 32 de légèrement pivoter les unes par rapport aux autres. Chaque poutre longitudinale 20 et 22 comprend à proximité de l'une de ses extrémités une excroissance notée respectivement 60 et 62. Les excroissances 60 et 62 des poutres 20 et 22 sont positionnées chacune à une extrémité opposée du support 1. Une fibre optique 10 comprenant un composant intégré est fixée en deux points 50 et 52 des excroissances 60 et 62 de sorte que le composant intégré se trouve localisé entre les deux points de fixation. Le dispositif à fibre optique comprend en outre une poutre 70 en forme générale de S (la poutre 70 comprend une partie utile et deux excroissances en ses extrémités, les excroissances étant dirigées selon des directions opposées, de part et d'autre de la poutre) dont chaque extrémité est fixée sur l'une des poutres 20 et 22 au niveau de l'extrémité opposée à celle présentant une excroissance 50 ou 52. La poutre 70 est constituée d'un matériau présentant un coefficient de dilatation supérieur à celui du matériau constituant le support 1. Par exemple, la poutre 70 peut être en aluminium ou en acier inoxydable, tandis que le support 1 est en Invar ou en Covar. Les figures 4 à 6 illustrent de façon schématique le fonctionnement du dispositif 100 de la figure 3. On retrouve sur ces figures les différents éléments constitutifs du dispositif de la figure 3 : le support 1 constitué des deux poutres longitudinales 20 et 22 et transversales 30, 32, les charnières 42, 44, 46, 48 positionnées à la jonction entre les poutres 20, 22, 30 et 32, les excroissances 60 et 62 des poutres 20 et 22, les points de fixation 50 et 52 de la fibre 10, ainsi que la poutre 70 en S dont les extrémités sont fixées aux poutres 20 et 22.
Sur la figure 4, le dispositif 100 est dans sa « position d'équilibre ». Le support forme un rectangle parfait. Lors d'une élévation de température, le support 1 et la poutre 70 se dilatent, la dilatation du support 1 étant moins importante que celle de la poutre 70. Les poutres 20, 22 et 70 ont tendance à s'allonger, l'allongement de la poutre 70 étant supérieur à celui des poutres 20 et 22. Comme illustré sur la figure 5, l'allongement de la poutre 70 entraîne le glissement de la poutre 20 par rapport à la poutre 22 dans leur direction longitudinale dans le sens indiqué par les flèches. Le support 1 se déforme, cette déformation étant autorisée par les charnières 42, 44, 46 et 48. Le support 1 forme un parallélogramme. Il en résulte que les points de fixation 60 et 62 de la fibre 10 ont tendance à se rapprocher, relâchant la contrainte de tension de la fibre 10.
A l'inverse, lors d'une diminution de température, le support 1 ainsi que la poutre 70 se contractent, la poutre 70 se contractant de manière plus importante que les poutres 20 et 22 du support 1. Comme illustré sur la figures 6, la poutre 70 entraîne le glissement des poutres 20 et 22 l'une par rapport à l'autre dans leur direction longitudinale, dans le sens indiqué par les flèches. Le support 1 se déforme, cette déformation étant autorisée par les charnières 42, 44, 46 et 48. De la même manière que sur la figure 5, le support 1 forme un parallélogramme (inversé par rapport à celui de la figure 5). Il en résulte que les points de fixation 50 et 52 de la fibre 10 ont tendance à s'éloigner, augmentant la contrainte de traction dans la fibre 10. 5 On réalise ainsi un montage qui réduit la contrainte dans la fibre 10 lorsque la température augmente et augmente cette contrainte lorsque la température baisse de manière à compenser mécaniquement les effets thermo-optiques de la fibre 10.
Les figures 7 et 8 représentent la déformée du support 1 et de la 0 poutre 70 respectivement lors d'une élévation de température de +50°C et lors d'une diminution de température de -50° C par rapport à la température de « position d'équilibre » du montage. Sur ces figures, les déformations ont été amplifiées 30 fois.
Dans un tel dispositif, la fibre 10 est fixée sur le matériau peu dilatant 5 formant le support 1. Il est ainsi possible lors de son montage de positionner la fibre sur le support 1 seul et de venir ensuite fixer la poutre 70. De cette manière, le calage de la longueur d'onde du composant intégré sur une valeur particulière peut être réalisé a posteriori par cisaillement du support 1 puis fixation de la poutre 70. 0 En outre, une brasure de la fibre sur le matériau le moins dilatant assure la bonne adhésion de celle-ci. La brasure sur un matériau peu dilatant assure une meilleure accroche dans une large gamme de températures. Ceci est dû à des contraintes de compression sur la fibre présentes à haute et à basse température. La fibre peut également être fixée sur les plots par 5 collage.
Dans la description qui précède, le support comprend un cadre monobloc. Il est bien entendu possible de réaliser un support comportant des poutres reliées les unes aux autres par des soudures. Dans ce cas, les poutres longitudinales et transversales peuvent être réalisées en des o matériaux différents. Les matériaux sont choisis suffisamment souples pour permettre aux poutres de pivoter les unes par rapport aux autres et assurer l'effet « charnière ».
Par exemple dans une variante de réalisation du dispositif de la figure 3, l'une des poutres longitudinales 20 ou 22 est en Invar et l'autre poutre longitudinale est en Covar. Ces deux matériaux à faibles coefficients de dilatation présentent des courbes de dilatation thermique complémentaires, ce qui permet d'obtenir une courbe d'athermicité du dispositif plus plate. L'utilisation de matériaux différents pour la réalisation du support permet d'affiner la compensation thermique du dispositif obtenue.
Par ailleurs, les poutres longitudinales et/ou transversales peuvent présenter des sections ou des formes différentes afin d'améliorer encore l'athermicité obtenue.
On notera en outre que dans la description qui précède, les plots 60 et 62 sont fixés sur les poutres longitudinales 20 et 22. Il est également possible de fixer ces plots sur les poutres transversales 30 et 32. Dans ce cas, les plots seront de préférence localisés au niveau des extrémités opposées des poutres transversales 30 et 32 de manière à ce que la déformation du support 1 entraîne un rapprochement ou un éloignement des points de fixation 50 et 52 situés sur les plots. La fibre 10 se trouve positionnée en diagonal par rapport aux poutres longitudinales 20 et 22 parallèles.
Enfin l'élément de compensation n'est pas nécessairement réalisé sous forme d'une poutre en S telles que celles représentées sur les figures. Il peut s'agir par exemple d'une poutre droite positionnée sur des bossages réalisés de manière antisymétrique sur les faces intérieures des poutres 20 et 22.
Dans une variante de mise en œuvre représentée à la figure 9, l'élément de compensation est une poutre droite 70 s'étendant sensiblement selon une diagonale du cadre formé par le support 1.
Pour des raisons d'encombrement du dispositif 100, la direction de dilatation de l'élément compensateur 70 doit de préférence présenter une composante maximale dans la direction longitudinale du dispositif (direction selon laquelle s'étend la fibre 10).
Un tel montage peut présenter une diminution allant jusqu'à 45 % de sa longueur par rapport aux anciens montages (l'encombrement longitudinal peut atteindre 25mm). Cette réduction de longueur n'est en effet limitée que par la taille du composant intégré.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.
BIBLIOGRAPHIE
[1] V. FLEURY
« Stabilisation thermique des réseaux de Bragg photo-inscrits sur fibres optiques », rapport de stage de DESS ingénierie laser à l'Université des
Sciences et Technologies de Lille. [2] J. RIOBLANC et al.
« Optimisation d'un système de stabilisation passive de la dérive en température de la longueur d'ondes d'accord des réseaux de Bragg », INOG
96 Papier N° 85.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (100) à fibre optique (10) comprenant au moins un composant intégré dans la fibre (10) et un support (1) sur lequel la fibre (10) est fixée en deux points (50, 52) situés de part et d'autre du composant intégré, caractérisé en ce que le support (1) forme un cadre et comprend deux poutres longitudinales (20, 22) liées à des poutres transversales (30, 32) par des moyens charnières (42, 44, 46, 48), les deux poutres longitudinales étant aptes à glisser l'une par rapport à l'autre dans leur direction longitudinale et deux plots (60, 62) supportant les points de fixation (50, 52) des extrémités de la fibre (10), le dispositif comprenant en outre un élément compensateur (70) de longueur prédéterminée présentant un coefficient de dilatation supérieur à celui du support (1 ), dont chaque extrémité est fixée à l'une des poutres (20 ; 22), ledit élément (70) étant apte lors d'une variation de température à entraîner le glissement des poutres (20 ; 22) l'une par rapport à l'autre et le déplacement des points de fixation (50, 52) de la fibre (10) l'un par rapport à l'autre.
2. Dispositif (100) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les poutres longitudinales (20, 22) sont parallèles entre elles.
3. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément compensateur (70) s'étend dans une direction générale sensiblement parallèle aux poutres longitudinales (20, 22).
4. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément compensateur (70) s'étend sensiblement selon une diagonale du cadre formé par le support (1 ).
5. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens charnières (42, 44, 46, 48) sont constitués par des amincissements des jonctions entre les poutres longitudinales (20, 22) et transversales (30, 32).
6. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les poutres transversales (30, 32) sont fixées aux poutres longitudinales (20, 22) par soudure et en ce que les poutres sont suffisamment souples pour leur permettre de pivoter les unes par rapport aux autres.
7. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les poutres longitudinales (20, 22) sont formées dans des matériaux présentant des coefficients de dilatation différents.
8. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les poutres longitudinales (20,22) et les poutres transversales (30, 32) sont formées dans des matériaux différents.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support (1) est monobloc.
10. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les poutres longitudinales (20, 22) et/ou les poutres transversales (30, 32) présentent des sections ou des formes différentes.
11. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des plots (60, 62) est constitué par une excroissance de l'une des poutres longitudinales (20, 22), les excroissances étant positionnées à proximités des extrémités opposées des poutres longitudinales (20, 22) et en regard l'une de l'autre.
12. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément compensateur (70) présente une forme générale de S dont chaque extrémité est fixée sur l'une des poutres longitudinales (20, 22).
13. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plots (60, 62) étant positionnés à proximité des extrémités opposées des poutres longitudinales (20, 22), l'élément compensateur (70) est fixé sur chaque poutre (20 ; 22) au niveau de son extrémité opposée à l'extrémité supportant un plot (60 ; 62).
14. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des poutres longitudinales (20 ; 22) est en Invar et l'autre poutre longitudinale est en Covar et l'élément compensateur (70) est en aluminium ou en acier inoxydable.
15. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur du support est inférieure à 25 mm.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998059267A1 (fr) * 1997-06-19 1998-12-30 Uniphase Fibre Components Pty, Limited Boitier pour reseau de bragg, stable en temperature et a post-reglage permettant un ajustement precis de la frequence centrale
JP2000121844A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバブラッグ回折格子の温度補償装置
US6101301A (en) * 1998-04-17 2000-08-08 Lucent Technologies Inc. Temperature-compensated optical fiber gratings with fine wavelength tuning
WO2000054082A1 (fr) * 1999-03-10 2000-09-14 Jds Uniphase Corporation Mecanisme de commande de tension pour dispositifs a reseaux de bragg
US6147341A (en) * 1998-02-13 2000-11-14 Lucent Technologies Inc. Temperature compensating device for fiber gratings
US6243527B1 (en) * 1998-01-16 2001-06-05 Corning Incorporated Athermalization techniques for fiber gratings and temperature sensitive components
WO2002039160A1 (fr) * 2000-11-09 2002-05-16 Cambridge University Technical Services Ltd. Plate-forme a coefficient de dilatation thermique regule

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998059267A1 (fr) * 1997-06-19 1998-12-30 Uniphase Fibre Components Pty, Limited Boitier pour reseau de bragg, stable en temperature et a post-reglage permettant un ajustement precis de la frequence centrale
US6243527B1 (en) * 1998-01-16 2001-06-05 Corning Incorporated Athermalization techniques for fiber gratings and temperature sensitive components
US6147341A (en) * 1998-02-13 2000-11-14 Lucent Technologies Inc. Temperature compensating device for fiber gratings
US6101301A (en) * 1998-04-17 2000-08-08 Lucent Technologies Inc. Temperature-compensated optical fiber gratings with fine wavelength tuning
JP2000121844A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバブラッグ回折格子の温度補償装置
WO2000054082A1 (fr) * 1999-03-10 2000-09-14 Jds Uniphase Corporation Mecanisme de commande de tension pour dispositifs a reseaux de bragg
WO2002039160A1 (fr) * 2000-11-09 2002-05-16 Cambridge University Technical Services Ltd. Plate-forme a coefficient de dilatation thermique regule

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 07 29 September 2000 (2000-09-29) *

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