Les coupleurs optiques servent à brancher ou combiner des signaux optiques. Ils sont utilisés dans les réseaux de fibres optiques publics et privés pour assurer la distribution passive et le raccordement de points de transmission de données optiques (téléphone, télévision par câble, etc.).
Parmi les autres applications des coupleurs optiques, on peut citer les équipements et instruments de mesure, ainsi que les capteurs.

Les
coupleurs à fusion sont caractérisés par les propriétés suivantes :

- Tous les composants en fibre optique présentent de faibles pertes d'insertion.
- Forte atténuation et directivité.

-
Excellentes performances pour les applications à sélection de longueur d'onde ou à large bande.
- Grande stabilité thermique et mécanique
. - Choix libre du taux de couplage (1…50 %) et du niveau de bifurcation.
- Fabrication sur mesure selon les spécifications du client.

Procédé de fabrication
 : Les coupleurs à fusion sont fabriqués selon la méthode FBT (Fused Biconical Taper), qui consiste à créer les zones de couplage par fusion et collage simultanés des fibres optiques (voir figure 1).
Le matériau de base est une fibre monomode dotée d’une couche protectrice en acrylate (couche primaire, diamètre typique de 250 mm). Pour produire un coupleur à deux sorties, la première étape consiste à dénuder une petite portion de la couche protectrice de chaque fibre optique. Les zones dénudées sont soigneusement nettoyées, alignées parallèlement et fixées. Le processus de fusion et de collage simultanés qui suit permet à la lumière de passer d’un cœur à l’autre. Ainsi, les deux fibres forment une connexion en verre unique, non interrompue par l’épissure, contrairement à ce qui se produirait avec une épissure adhésive. Le processus de fusion et de collage simultanés est contrôlé par un équipement de mesure sophistiqué permettant des mesures simultanées. Ceci permet d’interrompre le processus d’étirage à tout moment, et donc de contrôler le degré de couplage du signal d’entrée dans la seconde fibre, ou taux de couplage (figure 2).
Après le processus de fusion, le coupleur est imprégné d'un substrat de quartz à l'aide d'un adhésif spécial (Figure 3). Le substrat contenant le coupleur est inséré dans un tube métallique, dont les extrémités sont scellées avec du silicone. Après cette encapsulation, le coupleur ainsi obtenu possède deux fibres d'entrée et deux fibres de sortie (coupleur 2x2). En terminant la seconde fibre d'entrée sans réflexion, on obtient un coupleur 1x2.
Les coupleurs à fusion et les modules de couplage à grand nombre de ports sont fabriqués respectivement comme des coupleurs à fusion et des modules de couplage. Les coupleurs à fusion sont obtenus par fusion simultanée de jusqu'à quatre fibres (coupleur 1x4). Les modules de couplage sont constitués d'un grand nombre de coupleurs simples. Grâce à ces coupleurs simples et à des boîtiers spécialement conçus, une structure en cascade est créée, permettant d'obtenir des modules de couplage jusqu'à 132 ports (Figure 4).

Types de coupleurs :
En modulant le processus de collage et en appliquant un prétraitement spécifique aux fibres à fusionner, il est possible de fabriquer des coupleurs présentant différentes propriétés de transmission et de couplage. Les propriétés de couplage des différents types en fonction de la longueur d'onde sont illustrées dans les figures 5 à 10.
Il existe des coupleurs adaptés aux applications dans la gamme de longueurs d'onde de…

télécommunications de 1200 nm à 1700 nm, ainsi que des coupleurs pour les longueurs d'onde

de longueur d'onde plus courte. Par exemple, dans le spectre visible. (Figure 11).

Coupleurs monomodes

SSC (coupleurs monomodes standard)
à répartition de puissance Pour une longueur d'onde avec une déviation minimale. Par exemple, 1310 ± 5 nm (figure 5).

Coupleurs à longueur d'onde aplatie (WFC).
Les coupleurs WFC sont des coupleurs à fenêtre unique optimisés
pour une gamme de longueurs d'onde, garantissant une puissance de branchement constante sur une large bande passante. Par exemple, 1310 ±40 nm (Figure 6).
 

WIC (Coupleurs indépendants de longueur d'onde).
Les coupleurs WIC sont des coupleurs à double fenêtre qui garantissent une puissance de branchement constante dans les deuxième et troisième fenêtres (1310±40 et 1550±40 nm) (Figure 7).
 

EIC (Extended Wavelength Independent Couplers).
Les coupleurs EIC sont des coupleurs à double fenêtre qui garantissent une puissance de branchement constante dans la deuxième et la troisième fenêtre étendue (1310±50 et 1550±75 nm). (Figure 8).

FIC (Full Range Wavelength Independent Couplers) sont des coupleurs à triple fenêtre qui garantissent une puissance de branchement constante dans les deuxième, troisième et quatrième fenêtres (1310±50 et 1550±100 nm) (figure 9).

multiplexeurs à répartition
en longueur d'onde Les coupleurs WDM sont utilisés pour séparer ou combiner deux longueurs d'onde ou plus (Figure 10).

monomodes
à courte longueur d'onde
(coupleurs à courte longueur d'onde)
Les coupleurs SWC sont des éléments optiques passifs qui permettent la distribution et la combinaison de signaux optiques avec des longueurs d'onde inférieures aux longueurs d'onde de la gamme des télécommunications, c'est-à-dire 532±5 nm (Figure 11).

Technologie de base.
Comme illustré sur la figure 12, le taux de couplage dépend de la longueur de jonction et de la longueur d'onde de fonctionnement. Si le processus de jonction s'arrête à un point précis, un taux de couplage spécifique est atteint à cette longueur d'onde.
Le point A représente un coupleur standard avec un taux de couplage de 50 % à 1550 nm. Si ce coupleur fonctionne à une longueur d'onde de 1310 nm, le taux de couplage est d'environ 20 %. Le point B représente
un coupleur standard avec un taux de couplage symétrique à 1310 nm.
Le point C représente un coupleur fonctionnant dans une seule fenêtre à 1550 nm. À ce point d'inflexion, le coupleur est très peu sensible aux variations de longueur d'onde. Cependant, cette caractéristique n'est pas requise pour
un couplage de 100 % ; l'une des fibres est donc prétraitée par gravure chimique ou pré-jonction. Cela permet de réduire le point d'inflexion à 50 % (figure 12, point C).
Le point D représente un coupleur à double fenêtre. À cette intersection, le couplage est identique pour les deux longueurs d'onde, mais asymétrique (environ 10 %). Ici aussi, une intersection avec un rapport de couplage asymétrique a été obtenue en fusionnant deux fibres ayant subi un prétraitement différent (figure 12, point D).
Le point E représente un coupleur spécifique : le multiplexeur par répartition en longueur d'onde (WDM). À ce point, 100 % du signal à 1 550 nm et 0 % du signal à 1 310 nm sont couplés. Cela signifie qu'un WDM, à l'instar d'un filtre, peut séparer deux longueurs d'onde de sorte que chaque sortie ne transporte qu'une seule longueur d'onde.

Assurance qualité :
Chaque coupleur est identifiable par son numéro de série, permettant ainsi de connaître ses paramètres de fabrication, son lieu de production et les matériaux utilisés. Chaque composant est soumis à des tests de fatigue afin de garantir sa stabilité à long terme. De plus, des tests de longue durée basés sur la technologie Bellcore, tels que le stockage en conditions de chaleur humide et sèche, les cycles de température et les contraintes mécaniques, ont été menés avec succès.
Tous les coupleurs sont conçus pour satisfaire aux tests Telcordia GR-1209-CORE et GR-1221-CORE ainsi qu'aux spécifications CEI.
Le tableau I présente les définitions, les calculs et les schémas relatifs aux paramètres des coupleurs, des modules de coupleurs et des multiplexeurs par répartition en longueur d'onde.

Développement technologique et fabrication interne :
Les coupleurs FOC sont fabriqués selon la technologie des cônes biconiques fusionnés. Les principes de fabrication de FOC remontent à 1985. À cette époque, FOC était l'une des rares entreprises à maîtriser l'ensemble de ses technologies de développement et de fabrication. Le développement des technologies de fabrication, de l'outillage, de l'automatisation et des équipements de mesure a été conçu dès le départ comme un processus entièrement intégré. Forte d'une expertise approfondie, FOC a pu développer en continu ses technologies futures en fonction des exigences du marché.
Ces dernières années, de nombreux nouveaux composants ont été créés. FOC a été la première entreprise à en commercialiser certains et à les proposer à ses clients. La production chez FOC est informatisée et hautement automatisée. Cela permet, d'une part, la fabrication de produits standard de haute qualité et à forte répétabilité. D'autre part, l'expertise technologique de FOC lui permet de fabriquer des composants sur mesure et d'adapter sa production aux besoins spécifiques de chaque client.
Depuis 1991, un grand nombre de coupleurs à fusion sont produits en conditions industrielles grâce à une technologie de base restée pratiquement inchangée. Depuis plus de dix ans, cette technologie de fabrication a démontré une grande stabilité à long terme dans de nombreux projets pour divers clients. Entre autres, la majorité des coupleurs installés dans le cadre des projets OPAL de Deutsche Telekom entre 1993 et ​​1995 ont été fabriqués grâce à la technologie FOC (alors connue sous le nom de production de coupleurs de Krone AG).
Les coupleurs basés sur la technologie FOC ont été testés avec succès sur quatre continents dans des conditions d'exploitation très variées. Des opérateurs de réseaux et d'autres clients dans plus de vingt pays utilisent des coupleurs FOC.
Cette excellente performance est due au respect des critères spécifiés dans les normes Bellcore/Telcordia GR-1221-CORE et Bellcore/Telcordia GR-1209-CORE.
Ces critères sont systématiquement prioritaires lors du développement et de la production des coupleurs FOC.

Données de qualité et d'essais :
Dès le départ, des essais approfondis de contrôle et de certification de la qualité ont été menés en parallèle de la production. FOC propose des essais personnalisés et des lancements clients. Les premiers essais de performance et d'efficacité réalisés sur les coupleurs FOC remontent à avant 1992. Le dernier essai publié date de 2006. Ces essais comprennent un résumé détaillé des résultats dans le Rapport de Qualification et d'Essai (RQE). FOC fournit ce rapport à tous ses clients.
Au cours des 10 dernières années, les exigences, les produits et les méthodes d'essai ont évolué. Pour répondre à ces exigences, FOC a conçu ses essais conformément à la norme CEI, reconnue internationalement, dès le départ. Cela permet aux clients d'effectuer des comparaisons simples et logiques.
Aujourd'hui, la production de FOC repose sur un système de gestion de la qualité ISO robuste, mis en place lorsque l'entreprise faisait partie de sa maison mère, Diamond GmbH. Ce système permet à FOC de maintenir un haut niveau de qualité et d'assurer la traçabilité des paramètres de fabrication, des matériaux et des processus de production, en s'appuyant sur 10 ans d'expérience.

de
produits. Ainsi, presque tous les types de coupleurs sont disponibles auprès d'un seul fournisseur :

Coupleurs monomodes et multimodes.
Coupleurs dépendants et indépendants de la longueur d'onde.
Coupleurs et multiplexeurs à répartition de puissance (WDM).
Coupleurs symétriques et asymétriques.
Coupleurs à fusion directe à 2, 3 et 4 fibres et modules de couplage.
Coupleurs pour longueurs d'onde de télécommunications et coupleurs pour longueurs d'onde spéciales (coupleurs à courte longueur d'onde).
Atténuateurs.
Coupleurs pour la transmission de signaux et la transmission de puissance.

Cependant, la gamme de produits FOC ne se limite pas aux composants basés sur la technologie des coupleurs. FOC assemble également des connecteurs conformes à toutes les normes du marché et fabrique et commercialise des équipements de distribution et des coffrets. Ainsi, FOC peut fournir l'ensemble des lignes passives, des équipements de transmission et des composants associés.
Les composants FOC offrent des avantages supplémentaires tels que :

Réduction des pertes d'insertion des composants grâce à l'optimisation du coefficient de dilatation thermique des matériaux utilisés, afin de l'adapter à celui de la fibre optique.
Prévention des défaillances prématurées par exposition des composants à un choc thermique pendant 24 heures avant les mesures.
Vérification des mesures et garantie des caractéristiques optiques aux longueurs d'onde spécifiées par le client.
Haute résistance mécanique et capacité thermique grâce au strict respect des seuils de rupture prédéterminés, obtenus par un procédé de fabrication adapté à la fibre et une production de composants en ligne, c'est-à-dire sans couplages, composants intermédiaires ni composants similaires.

Dans le cas improbable d'un défaut de fabrication, FOC garantit en outre un service immédiat et un remplacement rapide des pièces garanties, et propose une livraison rapide.

Pour plus d'informations ou un devis

José Céspedes, directeur commercial de CENVALSA