Brevet FR2004043A1 — publié le 19691114

L'invention concerne des structures en verre conductrices de lumière, plus particulièrement de telles structures dont l'indice de réfraction varie transversalement, perpendiculairement à la propagation de la lumière, et leur procédé de fabrication. 5 Dans l'état actuel de la technique, on connaît des fibres en verre conductrices de lumière, qui se composent essentiellement d'un noyau central en matériau d'indice de réfraction relativement élevé et d'un manteau l'entourant en matériau d'indice relativement "bas. Un flux de lumière entrant à une extrémité de la 10 fibre s'y propage par réflexions successives sur la surface séparatrice entre noyau et manteau comme représenté figure 1. Mais l'emploi d'une telle fibre connue soulève les questions suivantes. d'abord, le flux s'y propageant par réflexions totales successives, les trajets des différents rayons lumineux n'y ont 15 pas une même longueur, et ils ne sortent pas simultanément de la fibre : lorsque l'amplitude du flux lumineux est modulée à très haute vitesse, il en résulte des irrégularités ou des déphasages à la sortie, qui sont un obstacle dans l'utilisation d'une telle fibre pour la transmission d'informations à ultra haute vitesse. 20 D'autre part, comme le flux incident se propage par réflexions sur la surface séparatrice courbe, la largeur du faisceau augmente progressivement de façon inévitable, et ceci augmente les pertes par réflexions sur ladite surface. Il en résulte un affaiblissement du rendement des systèmes de photo-transmissions 25 et analogues. Ou a déjà proposé une fibre de verre conductrice dans laquelle l'indice de réfraction augmente progressivement depuis sa surface vers son intérieur. On a déjà proposé, pour éliminer les susdits inconvénients, d'utiliser un verre dont l'indice de ré-30 fraction diminue proportionnellement au carré de la distance à l'axe de la fibre ou à une partie de celle-ci (Proceedings of I.Ji.B.E., volume 53> pages 2t?tô-214-9, Décembre 1965 ; Société japonaise des Ingénieurs des-{transmissions électroniques, symposium du cinquantenaire, "applications du laser", pré-édition, 35 pages 3-4-, Octobre 1967)* Toutefois, faute de procédé de fabrication, on n'a pas pu, jusqu'à présent, produire de structures en verre, conductrices de la lumière, ayant une telle distribution de l'indice de réfraction . 40 De plus, on connaît des "lentilles gazeuses". Par exemple, 69 07590 2 2004043 pages 455-467 du numéro de Mars 1965 du Bell System Technical Journal, il est énoncé qu'on obtient tan effet de lentille avec des structures en verre ou autre matériau transparent dont l'indice de réfraction croît ou décroît comme le carré de la distan-5 ce à la ligne centrale. Toutefois, on n'a encore pas réalisé jusqu'à présent des structures de lentilles transparentes ayant une telle distribution de l'indice de réfraction et qui de plus soient pratiques. la Demanderesse a découvert qu'on peut fabriquer une struc-10 ture en verre ayant un indice de réfraction progressivement variable, en faisant varier la concentration de certains ingrédients du verre avec l'endroit ainsi que décrit ci-après. En conséquence, un objet de l'invention est d'utiliser cette découverte, et d'autres, pour fabriquer des structures en 15 verre conductrices de la lumière dont l'indice de réfraction varie transversalement à la propagation de la lumière. L'invention a encore pour objet de fabriquer une fibre ou tige en verre conductrice de la lumière, qui élimine les différences de phase dans le flux sortant, même variant à ultra haute 20 vitesse, qui élimine l'épanouissement du faisceau lumineux, qui élimine les pertes par réflexion, et qui par conséquent peut être utilisée réellement en photo-transmission. Encore m autre objet de l'invention est une méthode pour fabriquer lesdites structures en verre conductrices de lumière. 25 Encore un autre objet de l'invention est une méthode pour fabriquer lesdites structures sans présenter de défauts tels que des criques superficielles. D'autres objets de l'invention apparaîtront au cours de la description qui en sera faite. 30 Succinctement, selon un aspect de l'invention, lesdits ob jets sont atteints au moyen d'une structure en verre conductrice de lumière à indice de réfraction variable avec la position en produisant "une variation avec la position de la concentration dteu moins deux cathions comprenant des oxydés modificateurs. 35 Une telle structure enverre conductrice de lumière selon l'invention peut être fabriquée par une méthode, également selon l'invention, selon laquelle les distributions de concentrations de cathions sont modifiées par application d'un procédé comportant des substitutions d'ions par diffusion thermique. 40 Succinctement encore, selon un aspect de l'invention, une 69 07590 5 2004043 structure en verre conductrice de lumière contient au moins deux types de cathions comprenant des oxydes modificateurs dans le verre et y ayant une distribution de l'indice de réfraction selon laquelle cet indice varie transversalement au trajet de 5 la lumière, qui est ainsi infléchie vers le côté où cet indice augmente. Cette structure en verre comprend des oxydes formateurs du verre et des oxydes modificateurs, et la concentration des cathions à l'intérieur du verre varie dans la direction selon laquelle doit varier l'indice de réfraction, les concentrations 10 ôLe certains cathions et celles d'autres cathions variant en sens inverses pour créer la variation de l'indice de réfraction. Selon un autre aspect de l'invention, une méthode pour produire lesdites structures en verre conductrices de lumière est caractérisée par la mise au contact d'un matériau en verre conte-15 nant les susdits cathions et d'une source d'autres cathions capable de former des oxydes modificateurs, avec traitement thermique à une température permettant aux cathions de migrer dans le verre, faisant ainsi qu'au moins un type de cathion soit remplacé par l'autre cathion à un degré d'autant plus élevé qu'on est 20 plus près de la surface du verre. La nature, les principes, détails et usages de l'invention apparaîtront plus clairement à la description de l'invention et d'exemples de ses applications préférées, qui sera faite en se référant aux figures suivantes, données à titre d'exemples non 25 limitatifs : La figure 1 est une coupe longitudinale, agrandie, selon un plan parallèle au trajet de la lumière, schématisant le principe de la propagation de la lumière dans une structure connue en verre conductrice de la lumière ; 30 La figure 2 est semblable à la figure 1, mais pour une des structures selon l'invention ; Les figures 3 à 6 sont des diagrammes donnant les caractéristiques d'un exemple de structure en verre conductrice de la lumière selon l'invention ; 35 Les figures 7 et 8 sont des diagrammes de la distribution de l'indice de réfraction pour un exemple de structure selon l'invention ; Les figures 9 et 10 sont des diagrammes des distributions des concentrations d'ions dans la structure selon la figure 8 ; 40 La figure 11 est un double diagramme montrant les distribu 69 07590 4 2004043 tions selon des coupes transversales des concentrations d'ions d'une structure en verre ; La figure 12 est un double diagramme montrant les distributions selon les mêmes coupes des indices de réfraction ; 5 La figure 13 montre, en coupe verticale* un mode de fabrica tion d'une structure en verre selon la méthode de la tige ; La figure 14- montre de même un mode de fabrication d'une structure en verre selon la méthode du pot ; La figure 15 est une coupe transversale d'une structure plu-10 raie de conducteurs de lumière selon l'invention, contenant deux, ou plus, organes conducteurs de lumière ; Les figures 16 et 17 sont des coupes verticales schématiques montrant des modes de fabrication de la structure en verre selon la figure 15 î 15 La figure 18 est un diagramme de la distribution de l'indice de réfraction en coupe transversale d'un exemple de structure en verre selon l'invention ; La figure 19 est une coupe verticale schématique montrant un exemple de méthode pour produire une structure en verre selon 20 l'invention ; La figure 20 est un diagramme de la distribution de l'indice de réfraction dans un exemple de structure en verre selon l'invention ; Avec référence à la figure 1 î à titre introductif et pour 25 la pleine intelligence de l'invention, on décrira brièvement une fibre conductrice de lumière du type jusqu'à présent connu et déjà mentionné. Cette fibre comprend essentiellement un noyau 11 en matériau transparent d'indice de réfraction relativement élevé et des cou-30 ches l'enveloppant 12a et 12b ai matériau transparent d'indice de réfraction relativement-bas, des surfaces séparatrices étant formées entre noyau et manteau. En service, un flux lumineux incident 13 est injecté par une extrémité du noyau sous un angle plus grand que l'angle de réflexion limite sur lesdites surfaces 35 séparatrices, il est donc réfléchi répétitivement par ces surfaces et se propage dans le noyau 11. Mais ce type de fibre présente les divers inconvénients déjà mentionnés* » général, dans une structure en verre conductrice de la lumière où l'indice de réfraction varie progressivement dans le 40 sens transversal à la propagation de la lumière, on fait usage de 69 07590 5 2004043 la règle selon laquelle la lumière s'infléchit du côté où l'indice augmente. Le rayon de courbure r du trajet de la lumière est représenté par x'équation bien connue en fonction de l'indice n de ré-5 fraction du milieu et de sa dérivée dans la direction normale H : (1) 1 _ 1 dn r ~ n * dS j&l conséquence, dans cette structure en verre conductrice de lumière, l'indice de réfraction est maximal dans le plan ou 10 l'axe central de propagation de la lumière, et décroît progressivement lorsque croit la distance à ce plan ou axe centrale Alors, au cas où la largeur autour du plan ou axe central de la structure est relativement grande, la lumière injectée sous un angle d'incidence compris dans une bande déterminée se propage dans la 15 structure selon une trajectoire serpentant ou ondulant autour du plan ou axe central. Avec référence à la figure 2 : le flux lumineux 21 est injecté à une extrémité de la fibre 22 en verre conductrice de la lumière ayant une distribution de l'indice de réfraction selon 20 laquelle cet indice décroît progressivement du centre vers la surface externe ; ce flux se propage dans l'intérieur de la fibre sans se réfléchir sur la surface externe. Geci permet de réduire les différences de vitesses de phase du flux lumineux émergent, l'épanouissement du flux, et les pertes de lumière par ré-25 flexion. Il est préférable que l'indice de réfraction soit symétrique par rapport au centre de la fibre en section transversale et de plus, soit de décroissance progressive depuis le centre vers la surface externe, parce que ceci permet de réduire encore les 30 différences de vitesses de phase du flux lumineux émergent et son épanouissement. La plus préférable distribution de l'indice de réfraction est celle représentée par une conique de la. forme : (2) n = nQ (1 - ar2) 35 où : r est la distance au centre (dans le sens transversal), 11 est l'indice de réfraction au point de distance r, n est l'indice au centre-o a est une consxan-ce positive. Lorsqu'un flux lumineux de largeur constante en espace et en temps est injecté, sous un angle d'incidence compris dans une 69 07590 6 2004043 "bande déterminée, dans une fibre de verre ayant une distribution de l'indice de réfraction telle que définie ci-dessus, le faisceau émergent sort sous une largeur sensiblement constante en temps, sous une largeur constante en espace, sans différences 5 de phase. Lorsque cette fibre en verre conductrice de lumière est courbée selon un rayon plus petit qu'une certaine valeur limite, le flux incident commence à se heurter à la surface de la fibre. Ce rayon de courbure limite est déterminé par la distribution de 10 l'indice de réfraction dans la fibre. De façon plus précise, ce rayon de courbure diminue lorsque croît la variation de l'indice de réfraction, c'est-à-dire la constante a de l'équation (2). L'indice de réfraction d'un verre dépend principalement de la composition du verre.'En conséquence, une structure de •■15 verre dans laquelle l'indice de réfraction varie progressivement peut être fabriquée en y produisant -une distribution progressivement variable de la composition du verre. De plus, une fibre en verre conductrice de lumière dans laquelle l'indice de réfrac tion augmente progressivement depuis la surface peut être fabri-20 quée en lui donnant une composition de verre variant progressivement depuis la surface. Cependant, des structures en verre, particulièrement des fibres en verre, ayant des distributions de la composition du verre telles que leurs indices de réfraction varient progressive 25 ment, présentent, en général, des inconvénients, tels que des difficultés dans le choix des compositions et des difficultés dans leur fabrication. En général, un verre à oxydes est composé d'un ou plusieurs oxydes formateurs (par exemple Si02» ' "^2^5 ^"es oxy^es 30 modificateurs (y compris des oxydes intermédiaires). Le terme "oxydes modificateurs" désigne ici des oxydes, qui, seuls, ne peuvent donner un verre, mais sont vitrifiables- lorsque convenablement mélangés avec des oxydes formateurs de verre. Comme déjà mentionné brièvement, la Demanderesse a trouvé 35 que* en faisant varier avec la position les concentrations d'au moins deux des oxydes parmi les oxydes modificateurs d'un verre, il est possible de produire une structure en verre dont la distribution de la composition du verre est telle que l'indice de réfraction y varie progressivement. 4-0 De façon plus précise, la Demanderesse a trouvé, comme 69 07590 7 2004043 hautement? appropriée, une distribution de la composition du verre selon laquelle les proportions d'au moins deux oxydes choisis parmi des oxydes qui peuvent agir en oxydes modifications varient progressivement. Des exemples de tels oxydes sont: LigO, IfegO, 5 EgO, EbgO, GSgO, Tl^O, A^O, Cu^O, MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, OdO, FbO, SnO, et LagO.^o En général l'indice de réfraction d'un corps est en corrélation avec la réfraction moléculaire et le volume moléculaire, caractéristiques de ce corps, l'indice de réfraction croissant 10 avec la réfraction moléculaire et décroissant avec le volume moléculaire. De plus, la réfraction moléculaire est proport jumelle à la polarisabilité du corps. La réfraction moléculaire d'un verre est considérée comme approximativement égale à la somme des réfractions ioniques individuelles. 15 En conséquence, l'effet qualitatif résultant de la présence de certains ions sur l'indice de réfraction d'un verre peut être déterminé en comparant les valeurs de la polarisation électronique par unité de volume dans le verre des ions concernés ou les vàletus de: Ainsi, un cathion dans lequel cette valeur est élevée tend à ajouter grandement à la réfraction. Si l'on calcule les valeurs de ce rapport de la polarisabilité électronique au cube du 25 rayon de l'ion pour les ions monovalents du lithium, du sodinm, du potassium, du rubidium, du caesium, du thallium, typiques des cathions constituants des oxydes modificateurs, on obtient les valeurs, respectivement, 0,06, 0,48, 0,57» 0,60, 0,74-» et 1,57- Toutefois, les valeurs de ce rapport dans les verres de certains ions ne coïncident pas rigoureusement avec celles dans les cristaux de ces ions. Par exemple, les indices de réfraction de verres siliceux à deux composants contenant chacun 30 moles % d'un oxyde d'un desdits ions monovalents et de verres siliceux à trois composants contenant 20 moles % d'un des atomes monovalents, 20 moles % de CaO, et 60 moles % de SiOg» sont donnés par le tableau 1. 20 69 07590 8 2004043 tableau 1 c ( ( Oxyde modificateur Indice de réfraction SiO. R20 70 moles % 30 moles % 5 ( s10-; CaO Ï^O LigO Na20 O Hb20 Cs20 ti2o 1,53 1.50 1.51 1,50 1,50 1,83 1,57 1,55 1,55 1,54 1,54 1,80 60 moles % 20 moles % 20 moles % 10 ( ( ; Si l'on classe les ions monovalents de lithium, sodium, potassium, rubidium, caesium, et thallium, du tableau 1 selon le rapport de la polarisabilité électronique au cube du rayon de 15 l'ion dans un verre, ou selon leur apport à l'augmentation de l'indice de réfraction, on obtient l'ordre Tl, Li, K, Ha, Eb, et Os, avec presque aucune différence entre K, Ma, Hb « et Cs« De plus, les indices de réfraction de verre siliceux à deux composants contenant chacun 40 moles % d'un oxyde choisi 20 parmi FbO, BaO, OdO, SrO, OaO, ZnO, BeO, et ligO, et 60 moles % de Si0o, sont donnés par le tableau 2. 69 07590 9 2004043 TABLEAU 2 Oxyde modificateur Indice de réfraction SiOg 60 moles % R0 40 moles % PbO 1,81 BaO 1,68 CdO 1,64 SrO 1,61 CaO 1,59 ZnO 1,58 BeO 1,54" MgO 1,51 Comme indiqué par le tableau 2, où ces ions métalliques "bivalents sont classés dans l'ordre de leurs apports à 1'augmentais tion de l'indice de réfraction du verre, cet ordre est Fb, Ba, Cd, Sr, Ca, Zn, Be, et Mg. La corrélation entre les grandeurs des appoints ci-dessus des ions monovalents et des ions bivalents peut être déterminée en comparant les indices de réfraction de verres dans la compose) sition desquels un oxyde monovalent et un oxyde bivalent ont été substitués en même quantité molaire, par exemple en comparant l'indice de réfraction d'un verre composé de 60 % de SiOg et de 4-0 °/o d'un oxyde RO d'un métal bivalent, et l'indice de réfraction d'un verre composé de 60 % de SiOg, de 20 % d'un oxyde d'un 25 métal bivalent, et 20 % d'un oxyde RgO â-'un "métal monovalent, tous ces pourcentages étant en moles %. Par une telle comparaison effective, on a trouvé que lesdits degrés d'appoint des ions bivalents de H), Ba, Cd, Sr, Ca, et Zn, sont plus grands que ceux des ions monovalents de K, Na, et Li, 30 et que ce"degré d'appoint de l'ion monovalent de T1 est plus grand que celui de n'importe quel ion métallique bivalent. Les corrélatioiB entre les grandeurs de ce degré d'appoint à l'indice de réfraction de ces catliions sont aussi obtenues daiis des compositions de verre autres que celles spécifiées dans les 35 tableaux 1 et 2. En conséquence, parce que la règle d&îâitivité 69 07590 to 2004043 pour les indices de réfraction est approximativement réalisée, énoncer les corrélations entre les grandeurs du degré d'appoint devient evident pour les grandeurs de l'indice de réfraction d'un verre contenant ces cathions, même dans le cas d'une composition 5 autre que celle d'un verre siliceux,et même si les composants contenus diffèrent, aussi longtemps que l'on compare des verres dans lesquels les concentrations molaires des oxydes des cathions considérés sont mutuellement égales, et qu'en outre les autres constituants sont du même genre et ont .mutuellement d'égales con-10 centrations molaires. Comme tendance générale, parmi des ions d'homologues (par exemple, parmi des ions d'alcalino-terreux), ceux de plus grands rayon ionique et nombre.atomique donnent de plus hauts degrés d'appoint à l'augmentation de l'indice de réfraction. Par exemple, 15 Ba++>Sr++>Ca++. En conséquence, lorsque l'on compare l'indice de réfraction d'un premier verre contenant certains cathions constituant oxydes modificateurs avec l'indice de réfraction d'un deuxième verre où" les cathions du premier verre ont été remplacés en totalité ou 20 en partie de façon à équilibrer les charges des ions avec des cathions ayant des degrés de contribution à l'augmentation de l'indice de réfraction dans le verre plus faibles que les cathions du premier verre, le dernier est plus petit que le premier. En conséquence, la structure en verre conductrice de lumière 25 selon l'invention contient en celà au moins deux sortes de cathions constituant oxydes modificateurs et comprend ces oxydes et des oxydes formateurs de verre, avec lequel verre l'indice de réfraction a une distribution qui le fait varier progressivement avec la position, de façon plus précise, qui le fait varier 30 progressivement dans une direction perpendiculaire à la direction de la propagation de la lumière dans le verre^adirection de la propagation de la lumière étant infléchie du côté où l'indice de réfraction augmente. Dans la structure en verre selon l'invention, en général les 35 concentrations dans le verre des cathions varient dans la direction .où. l'indice de réfraction doit varier, et la concentration de certains cathions et la concentration d'autres cathions varient en sens opposés, la variation de concentration résultante produisant ainsi la variation de l'indice de réfraction. 40 Conformément à l'invention, l'expression employée ci-dessus 69 07590 n 2004043 Mau moins deux sortes de catliions" désigne une combinaison d'ions métalliques de plus grand appoint à l'augmentation de l'indice de réfraction de la susdite structure en verre et d'ions métalliques de moindre appoint. La concentration des ions métalliques 5 de plus grand appoint est plus élevée dans me position où l'indice de réfraction doit être plus élevé que dans une position où l'indice de réfraction doit être plus bas, tandis que la concentration des ions métalliques de plus petit appoint est plus basse dans une position où l'indice de réfraction doit être plus 10 élevé que dans une position où l'indice de réfraction doit être plus bas. Gomme les catliions constituant les oxydes modificateurs peuvent migrer dans un verre à une température relativement plus basse que les cathions formateurs du verre, la structure en 15 verre conductrice de lumière selon l,invention, dans laquelle varie la concentration dans le verre des cathions constituant les oxydes modificateurs, peut rapidement être amenée à la distribution désirée de l'indice de réfraction. Ordinairement, avec cette structure en verre conductrice de lumière, la concentration des 20 cathions constituant les oxydes formateurs de verre ne varie pas notablement avec la position ou est substantiellement constante. L'indice de réfraction de la structure en verre conductrice de lumière selon l'invention varie progressivement, comme décrit ci-dessus, et la distribution de l'indice de réfraction dans une 25 fibre en verre conductrice de lumière, qui est un exemple spécifique d'application de l'invention, est telle que l'indice de réfraction augmente depuis la surface externe de la-fibre vers l'intérieur. En ce cas, pendant qu'une variation ou accroissement continu de l'indice de réfraction est préférable, il n'y a pas 30 de résultat fâcheux pour une variation ou accroissement discontinu de l'indice de réfraction pourvu qu'il soit d'un ordre tel qu'on puisse négliger la réflexion de la lumière sur la surface de discontinuité. Des exemples de cathions pour constituer les susdits oxydes 35 modificateurs sont : des cathions monovalents, par exemple des ions de métal alcalin tels que des ions Li+, ÎTa+, K+, Hb+, et des ions Cs+, Tl+, Au+, Àg+, et des ions Cu+ ; des cathions bivalents, par exemple des ions de métal alcalino-terreux tels que des ions Mg+2, Ca+2, Sr+2, et des ions Ba+2, Zn+2, Cd+2, Fb+2 ï 40 des cathions trivaîents, par exemple des ions La+^ et in+^ ; et 69 07590 12 2004043 des cathions tétravalents, par exemple des ions Sn+^" et O9. ënumère ci-après des exemples de combinaisons de ions métal choisis dans un groupe d'ions métalliques particuliers qui forment au moins deux oxydes modificateurs avec des ions mé-5 tal de plus grand appoint et des ions métal de moindre appoint pour augmenter l'indice de réfraction. Dans chacune de ces combinaisons le premier ion mentionné est un ion métallique qui doit exister à plus haute concentration dans la position où l'indice de réfraction doit être plus élevé. 10 1)- Potassium - - au moins un type d'ions de métal alcalin. 2)- Un ion d'un métal alcalino-terreux ayant un plus grand nombre atomique h un ion d'un métal alcalino-terreux ayant un plus petit nombre atomique. 3)- Un ion plomb au moins un type d'ion de métal alcali- 15 no-terreux. 4)- Au moins un type d'ion choisi dans le groupe comprenant l'ion plomb et l'ion baryum - - au moins un type d'ion choisi dans le groupe comprenant K, Fa, et li. 5)- Au moins un type d'ion choisi dans le groupe comprenant 20 le plomb, le cadmium, le zinc, le baryum, le strontium et le calcium — au moins un type d'ion de métal alcalin. Parmi les catliions constituant les oxydes modificateurs, les ions monovalents peuvent diffuser dans le verre à plus basse température que les autres cathions. Ainsi, en choisissant des ca-25 thions monovalents pour les deux types de cathions -dont les concentrations augmentent ou diminuent dans le verre, on obtient une meilleure appropriation à la fabrication de structures de verre comprenant des fibres. De plus, une combinaison d'ions Tl+ parmi les cathions monovalents et d'au moins un type d'ion d'un 30 autre métal alcalin tel que par exemjïe les ions Na+, li", K+» Hb+ et 0s+ facilite l'obtention de larges variations de 1®indice de réfraction, elle est en conséquence plus appropriée pour la structure conductrice de lumière elle-même et aussi pour la mé-- thode de fabrication qui sera décrite en détail plus loin. 35 Les cathions constituant les oxydes modificateurs contenus dans le verre selon l'invention ne sont pas limités en nombre à deux sortes mais peuvent être de trois sortes ou davantage. Par exemple, dans une fibre de verre trois types de cathions ayant différentes valeurs du susdit rapport qui peuvent consti-40 tuer des oxydes modificateurs sont choisis et arrangés comme 69 07590 -"5 2004043 ion A, ion. B, ion. C, par ordre de grandeur du susdit rapport, la concentration de l'ion B dans le verre décroissant en allant de la surface vers l'intérieur, les concentrations de ions A et C croissant toutes les deux en allant de la surface vers l'inté-5 rieur, cette fibre de verre peut avoir une distribution de l'indice de réfraction telle que cet indice augmente progressivement de la surface vers l'intérieur. En effet, dans le cas où la différence entre les susdits rapports des ions C et B est considérablement plus petite que la 10 différence entre les ions B et A,ou dans le cas où la variation de la concentration de l'ion C est plus petite que celle de l'ion A ou de l'ion B, la présence de l'ion A et de l'ion B contrarie l'effet de l'ion C. En conséquence, la distribution de l'indice de réfraction devient telle que l'indice augmente progressivement 15 de la surface vers l'intérieur. En outre, les cathions constituant les autres oxydes modificateurs peuvent être contenus dans le verre sans variation de concentration. Ainsi, on crée une variation de l'indice de réfraction dans la structure de verre selon l'invention par la variation avec 20 la position des concentrations d'au moins deux types de cathions constituant oxydes modificateurs dans le verre. Cette variation dans l'indice de réfraction est d'une amplitude suffisante pour donner une structure en verre conductrice de lumière qui ne présente pas les inconvénients des structures conductrices de lu-25 mière du type connu à manteau. De façon plus précise, et à titre d'exemple indicatif, la différence entre les indices de réfraction au centré et à la surface d'une structure ou d'une fibre de verre selon l'invention ayant un diamètre inférieur à 5 par exemple 0,02 à 2 mm, 30 en général, est au moins 0,03j par exemple de 0,01 à 0,3« De plus, dans une structure en verre conductrice de lumière ayant m diamètre relativement grand (dimension selon la direction perpendiculaire à la direction de propagation de la lumière) désirable-ment obtenue par une structure en verre conductrice de lumière 35 du type à manteau, la différence entre les indices de réfraction au noyau et à la surface est de l'ordre de 0,03 à 0,3 dans le cas d'un diamètre allant de 1 à 5 Les verres appropriés en tant que matériaux pour les structures en verre conductrices de lumière selon l'invention sont les 40 verres silicatés, les verres boratés, les verres phosphatés et 69 07590 14 2004043 les verres aux autres oxydes. Les "bandes désirées des quantités entrant dans la composition du verre sont déterminées par de nombreux facteurs, tels que, par exemple, les types d'oxydes modificateurs, la distribution de l'indice de réfraction à obtenir, 5 les types d'oxydes formant le verre, les caractéristiques en tant que matériau du verre requises pour cette structure en verre conductrice de lumière, et la méthode de fabrication. De façon plus précise, par exemple, il n'est pas désirable que la quantité de TlgO employée de préférence selon l'invention 10 dépasse 50 % en poids* La raison en est que, lorsque la quantité de TlgO dépasse 50 % en poids, il peut se produire une indésirable coloration du verre. Inversement, cependant, il est préférable que la quantité de soit plus grande que 2 % en poids dans la région où l'Indice de réfraction est maximal. La raison 15 en est que, lorsque cette quantité est plus petite que 2 % en poids, on ne peut pluffiobtenir une variation de la concentration qui produise une variation suffisamment grande de l'indice de réfraction. En conséquence, un exemple de structure de verre selon l'in-20 vention contient de 10 à 40 % en poids de TlgO dans la région où l'indice de réfraction est maximal, de 35 à 75 % en poids de SiOg» et de 0 à 40 % en poids d'un ou plusieurs oxydes de métal alcalin (de préférence UagO et/ou ]L>0) On indique ci-dessous dans le tableau 5 les principales spé-25 cifications, telles que la composition (exprimée en moles %, éventuellement avec des valeurs différentes au centre et à la surface), le diamètre de la structure de verre, les indices de réfraction au centre et à la surface, et la valeur de "a" de l'équation (2) déjà énoncée (au voisinage du centre). 69 Q7590 15 ÏAELEiff 3 2004043 Structure en verre. Partie Centre Surface Centre Surface Centre Surface- ( ra > œ ( h / ° ( 5 10 ( I r += > -H r 8 ( & ( 5 ( ( C C C C ( ( el2o 3,3 0,9 ^0 13,6 17,7 20 28 Ha20 3,4 1,7 IogO ZnO BaO PbO SiO. B2°3 ■à-s2°3 70 0,1 0 10 8 35 28 55 15 ( Diamètre (mm) 0,3 0,5 0,3 ( ( Indice de ré-( fraction ( centre : > Surface : 1,60 1,57 1,58 1,55 1,81 1,77 ( 2o ( "a" en cm {(près du centre) ( • 62 30 30 ) __ _ ) Dans la structure en verre conductrice de lumière selon l'invention, le trajet de la lumière incidente est infléchi sans qu'il se produise de réflexion du flux lumineux dans la structu-25 re en verre, autrement dit, une lumière incidente projetée dans 69 07590 36 2004043 la structure en verre s'y propage en s'infléchissant du côté du plus haut indice de réfraction. En conséquence, il est possible d'infléchir la direction de la propagation de la lumière par l'emploi d'une structure en verre conductrice de lumière selon 5 l'invention. De plus, une structure en verre conductrice de lumière ayant une distribution de l'indice de réfraction qui est symétrique autour de l'axe central du verre dans la direction de la propagation de la lumière et qui est d'une caractéristique telle 10 que l'indice de réfraction décroit ou croît approximativement en proportion du carré de la distance à l'axe lorsque cette distance augmente, en particulier une telle structure en verre qui a été coupée à une dimension spécifique,peut être employée pour travailler comme des lentilles convexes ou concaves, de façon à 15 faire converger ou diverger un faisceau lumineux. Dans une fibre en verre conductrice de lumière selon l'invention, parce que un faisceau lumineux incident s'y propage sans réflexion, il ne peut pas se produire de différence ou d'irrégularité entre les phases des rayons du flux émergent et 20 de plus, il ne peut pas se produire d'épanouissement du faisceau lumineux. Ainsi, on peut en utilisant en phototransmission une fibre en verre conductrice de lumière selon l'invention, transmettre avec une grande efficacité des signaux. lumineux qui varient à haute vitesse. 25 En plaçant une fibre en verre conductrice de lumière à m endroit d'une ligne d'une transmission de lumière dans une phototransmission, et en utilisant la flexibilité et la courbure que peut prendre la fibre, il est possible de régler à volonté la position dans l'espace et la direction de projection de la lu-30 mière émergente. En particulier, quand un faisceau incident de largeur constante est projeté par la méthode dite adaptation ou conformation de mode dans une structure en verre ayant une distribution de l'indice de réfraction conforme à ladite équation (2), le fais-35 ceau lumineux peut être transmis par la structure et projeté à la sortie de la structure avec la même largeur constante et sans différences de vitesses de phase même lorsque la structure est courbée sous un rayon de courbure plus grand qu'une certaine valeur limite du rayon de courbure, le faisceau lumineux peut aussi 40 suivre une courbe dans certaines limites sans subir de ce fait 69 07590 17 2004043 des pertes par diffraction Qa comprendra facilement ces performances par analogie avec la théorie des lentilles gazeuses déjà citées, En conséquence, des structures en verre ayant une telle distribution de l'indice 5 de réfraction sont hautement efficaces en tant que lignes de transmission pour les transmissions par Laser. Si outre, dans les structures en verre de forme plate ou de forme tubulaire, il est possible d'établir une distribution de l'indice de réfraction telle que l'indice de réfraction décroisse approximativement *10 en proportion du carré de la distance à environ le centre du plan ou de la surface. Lorsqu'une lumière incidente est introduite selon le plan ou la surface centrale de la structure en verre, la lumière y progresse en serpentant ou en ondulant des deux côtés du plan ou de -la surface' centrale. Ainsi, on peut employer 15 une structure en verre en tant que structure en verre conductrice de la lumière dans les applications telles que des lentilles lenticulaires. Il a toujours été nécessaire pour une fibre en verre conductrice de lumière du type connu à manteau d'avoir une couche re-20 vêtant le verre pour la réflexion. Par contre, pour la fibre en verre conductrice de lumière selon l'invention, il n'est pas toujours nécessaire d'avoir une couche de revêtement pour la réflexion. En conséquence, la surface effective pour la conduction de la lumière est relativement grande et la fabrication de 25 la fibre est facilitée. La fibre en verre conductrice de lumière selon l'invention peut s'il ec. est besoin être aussi revêtue sur sa surface avec un matériau ayant un indice de réfraction différent de celui de la fibre de verre, un matériau absorbant la lumière, ou un maté-50 riau réfléchissant la lumière. Il est également possible de rassembler une pluralité de ces fibres de verre en un faisceau de fibres ou en une structure fasciée très serrée. De plus, la fibre en verre conductrice de lumière selon l'invention peut être employée en transmission par Laser et autres sortes de lumières, 35 à différentes sortes de transmission d'images, et à d'autres appareils et systèmes de transmission de lumière. Il est clair que les objets dénommés ci-dessus "structure conductrice de lumière" peuvent avoir des formes et des dimensions variant très largement. Le mot "fibre" est employé ici 40 pour désigner des structures dont les sections transversales 69 07590 18 2004043 sont petites par rapport à leur longueur, quelles que soient les formes de leurs sections transversales. Ces sections transversales peuvent être circulaires, polygonales ou autres. Une structure en verre conductrice de lumière ayant les ca-5 racteristiques ci—dessus décrites selon l'invention peut être fabriquée par une méthode qui comprend un processus de substitution d'ions par diffusion thermique afin de produire un déplacement en position des concentrations d'au moins deux sortes de cathions constituant les oxydes modificateurs dans le verre. 10 En conséquence, la méthode selon l'invention pour produire une structure en verre conductrice de lumière ayant une distribution d'indice de réfraction et ayant la propriété d,infléchir le trajet de la lumière comme déjà décrit,comprend en général une substitution du cathion constituant un oxyde modificateur 15 dans le verre avec un autre cathion capable de constituer un oxyde modificateur qui est plus grande aux endroits plus proches de la surface du verre. Cette substitution d'ions peut être obtenue en mettant le verre contenant ledit cathion en contact avec la source de l'autre cathion pendant que la température est main-20 tenue à une valeur telle que les deux susdites sortes d'ions peuvent migrer dans le verre. Cette substitution produit la variation de l'indice de réfraction dans le verre. La susdite source de l'autre cathion peut être de différents genre et forme. Par exemple, ce peut être un bain d'un sel tel 25 qu'un nitrate ou sulfate, un oxyde ou un matériau élémentaire contenant ce cathion. Ce bain peut être à l'état solide, liquide, ou gazeux. Un autre exemple de source pour le cathion est un verre contenant cet ion sous la forme par exemple d'un oxyde. La susdite température à laquelle est opéré le contact avec 30 la source d'ions est d'ordinaire plus haute que 100°C, et, de plus, inférieure au point d'écoulement du verre. Lorsque cette température est en dessous de 100°C, les vitesses de migration des ions sont basses, donc l'application du procédé est lente. Inversement, lorsque cette température est plus haute que le point 35 d'écoulement du verre, il est difficile d'éviter une indésirable déformation du verre. De façon plus précise, la température pour le contact est de préférence plus haute que le point d'allongement du verre, mais plus basse que le point de ramollissement du verre. Plus préféra-40 blement, la température est légèrement plus haute que la tempé 69 07590 19 2004043 rature de déformation du verre. Par exemple, cètte température pendant le procédé est le plus préférablement dans la "bande de 4-50°C à 500°C pour un verre contenant 16 % de Tl^O, 24 % de PbO, 12 % de IfegO, et 48 % de SiOg (tous ces % en poids), compte tenu 5 de ce que le point d'allongement de ce verre est d'environ 350DC et son point de ramollissement environ 565WC. En conséquence, dans un exemple particulier de la méthode pour la fabrication d'une structure en verre conductrice de lumière selon l'invention, la structure en verre est placée en 10 contact avec un sel, et le .verre et le sel sont chauffés et maintenus à une température à laquelle le cathion dans le sel et le cathion dans le verre peuvent diffuser dans le verre. Pendant que le cathion dans le sel diffuse dans l'intérieur du verre en traversant les surfaces de contact entre sel et verre,le cathion 15 jusqu'à présent dans le verre diffuse et sort du verre en partie. Il en résulte que le cathion dans le verre près de la surface de contact est remplacé par le cathion antérieurement contenu dans le sel. La concentration dans le verre du cathion qui a diffusé de-20 puis le sel dans le verre est plus élevée aux points plus proches de la surface de contact et décroît avec la distance à cette surface. Inversement, la concentration dans le verre du cathion existant antérieurement dans le verre est plus basse aux points plus proches de la surface de contact et croît avec la 25 distance à cette surface de contact. Lorsque le rapport de la polarisabilité électronique du cathion contenu dans le sel au cube du rayon ionique (de façon plus précise le degré d'appoint à l'augmentation du degré de l'indice de réfraction) est plus bas que celui du cathion anté-30 rieurement contenu dans le verre, l'indice de réfraction du verre après la substitution d'ions est plus faible aux endroits plus proches de la "surface de contact et prend une distribution selon laquelle l'indice croît progressivement avec la distance depuis la surface de contact et tend vers l'indice de réfraction origi-35 nel du verre. Inversement, lorsque le sia3.it rapport ou degré d'appoint du cathion contenu dans le sel est plus élevé que celui du cathion contenu dans le verre, l'indice de réfraction du verre après la substitution d'ions est plus élevé dans les par~ ties plus proches de la surface de contact et prend une distri-40 bution selon laquelle l'indice décroît progressivement avec la 69 07590 20 2004043 distance depuis la surface de contact en tendant vers l'indice originel de réfraction du verre. En choisissant un sel et un verre pour obtenir la première distribution et en mettant le sel au contact de la surface du 5 verre sous la forme d'une fibre avec un intérieur solide pour y produire la substitution d'ions, on fabrique une fibre en verre conductrice de lumière selon l'invention dans laquelle l'indice de réfraction croît progressivement depuis la surface vers l'intérieur, Ea choisissant un sel et un verre pour le dernier cas, 10 en mettant le sel en contact avec la paroi intérieure d'un verre en forme de fibre avec un intérieur creux et produisant la substitution d'ions, en produisant la contraction et Ifeffondrement de la paroi intérieure par chauffage et déformation du verre, on obtient une fibre en verre conductrice de lumière selon l'in-15 vention en forme avec un intérieur solide. L'indice de réfraction dans une fibre de verre selon l'invention est déterminé principalement par les conditions suivantes. Dans un verre en forme de fibre qui a été soumis au procédé de substitution d'ions, l'indice de réfraction est déterminé par 20 des conditions telles que la composition , les dimensions et la forme du verre en fibres, la composition du sel, et la température et la durée du procédé de diffusion d'ions. Parce que la grandeur de la diffusion dss ions dans le verre est déterminée par la distance depuis la surface de contact du verre avec le 25 sel, particulièrement dans le cas où le verre en forme de fibres est de section circulaire ou de section circulaire concentrique, l'indice de réfraction du verre après la substitution d'ions prend une distribution symétrique selon laquelle l'indice est déterminé par la distance à la partie centrale dans la section 30 transversale de la fibre, ce par quoi on obtient le résultat désiré. De plus, en choisissant soigneusement les conditions de procédé,il est possible d'amener l'indice de réfraction à prendre une distribution idéale représentée par une conique. De plus, 35 il est possible, en soumettant le verre traité en forme de fibres à un procédé de fabrication par déformation, lorsque nécessaire-, par un traitement tel qu'un chauffage et un étirage ou un traitement de surface, d'amener le verre à la forme d'une fibre de verre conductrice de lumière ayant les dimensions désirées et 40 la distribution désirée d'indice de réfraction. 69 07590 21 2004043 La Demanderesse a trouvé par exemple qu'en soumettant une tige de verre de diamètre de 0,5 à 2 mm au procédé de substitution d'ions, puis à un procédé de chauffage et d'étirage, on peut facilement fabriquer une fibre de verre conductrice de lu— 5 mière ayant en coupe transversale une distribution de l'indice de réfraction qui est uniforme dans le sens longitudinal, de grande longueur, et d'un diamètre de 10 à 200 microns. Quant aux sels à employer comme sources d'ions, on peut employer chacun des sels contenant un cathion déjà énumérés. 10 II est préférable d'employer un sel contenant le cathion existant f dans le verre et un cathion constituant l'une des combinaisons 1) à 5) déjà énoncées. Un sel approprié à l'emploi selon l'invention est un sel contenant un ou plusieurs types de ces ions. De plus, il est 15 également possible d'employer un mélange de ce sel et d'un sel contenant un type d'ion autre que celui du susdit ion. Il est nécessaire que ce sel ait un point de fusion convenable parce que le cathion de ce sel doit diffuser dans le verre à la température du procédé de contact sel et verre. Ordinairement, des 20 sels tels que des nitrates et des sulfates contenant le susdit cathion sont appropriés. Dans certains cas où, parmi les cathions susmentionnés, des ions Àu+, des ions Àg+, des ions Gu+sont contenus dans le verre ou le sel, la valence ionique de ces ions change durant le pro-25 cédé et il peut se produire une indésirable coloration dans certaines circonstances. En conséquence, afin de prévenir cette variation, il est nécessaire dans certains cas de maintenir des conditions, telles que la composition du verre et l'atmosphère environnante, de façon qu'une oxydation ou réduction ne puisse 30 pas se produire facilement. Les ions ..Tl+ ont un relativement haut degré d'appoint pour augmenter l'indice de réfraction par rapport aux ions des métaux alcalins tels que le rubidium et le potassium. De "plus, le rayon de l'ion Tl+ et son volume ionique ne diffèrent pas gran-35 dement du rayon de l'ion ou du volume ionique de métaux tels que le rubidium et le potassium. Pour cette raison, quand on place un verre contenant du thallium en contact à haute température avec une source contenant un ion d'un métal alcalin tel que le potassium ou le rubidium, on obtient une structure en verre 40 conductrice de la lumière ayant un fort gradient de l'indice 69 07590 22 2004043 de refraction selon lequel l'indice croît progressivement depuis la surface et avant des contraintes résiduelles relativement faibles. Comme on peut disposer plus facilement d'une source de po-5 tassium que d'une source de rubidium, un verre contenant du thallium est habituellement mis en contact avec une source de potassium. Comme un ion de sodium est considérablement plus petit en rayon ionique qu'un ion potassium, les susdits appoints de ces deux métaux sont sensiblement égaux. Ait?.si, lorsqu'un 10 verre contenant Tl+ et Na+ est sis en contact avec une source de potassium, les Tl+ et Iua+ sont respectivement remplacés par *4" ; « K , mais la substitution de Na et K en ce cas ne produit presque aucun effet quant à la distribution de l'indice de réfraction. Inversement, cette substitution a pour effet de tendre à 15 annuler le développement de tensions dû à la substitution d'ions Il+ et K+ et par conséquent, tend à donner des résultats hautement désirables. lorsque des tensions résiduelles se produisent dans un verre où la substitution d'ions a été effectuée, ces tensions rési-20 duelles lorsqu'elles sont d'amplitude importante risquent de produire des conséquences fâcheuses telles que des criques. En conséquence, il est souhaitable de maintenir ces tensions rési- • duelles en dessous d'une certaine valeur. La valeur de ces tensions résiduelles peut être abaissée par des expédients tels que 25 maintenir la température de diffusion des. ions à une haute valeur, puis la laisser redescendre et relâcher les contraintes en soumettant la structure en verre à un traitement thermique postérieur à la substitution d'ions, et en choisissant correctement les compositions du verre et du sel. 30 Lorsque le processus de température est effectué aurdessus du point de recuit, la possibilité augmente de déformations du verre traité, mais les contraintes dans le verre dues à la différence dans les volumes des ions sous substitution peuvent être relâchées et éliminées si le traitement duns un temps suffisant. 35 Eu outre, la Demanderesse a constaté que les différences entre les coefficients de dilatation thermique des compositions de verre qui varient avec la position à cause de la substitution d'ions (lesdites différences tendent à produire des tensions résiduelles) sont d'amplitude qui ne sont pas désavantageuses dans l'ap-40 plication de l'invention. 69 07590 23 2004043 On peut prévenir l'apparition de ces contraintes résiduelles par l'exemple suivant d'application de l'invention. Une structure en verre contenant tin premier cathion (par exemple, l'ion thallium) est mise en contact avec une source 5 d'ions contenant une petite quantité du premier cathion et un second cathion (par exemple un ion d'un métal alcalin) d'un rapport de polarisabilité d'électronique au cube du rayon ionique (de façon plus précise le degré d'appoint à l'augmentation de l'indice de réfraction) qui diffère de celui du premier cathion, 10 ensuite en mettant en contact le premier cathion dans le verre et le second cathion dans la source d'ions dans les régions proches des surfaces de contact et ainsi en amenant l'indice de réfraction à varier progressivement vers l'intérieur à partir de la surface du verre. 15 Dans un procédé tel que décrit ci-dessus, parce qu'une peti te quantité du premier cathion en addition au second cathion est contenue dans le sel ou autre source d'ions placé en contact avec le verre contenant le premier cathion, la présence du premier ion dans la source d'ions a pour effet de s'opposer à la diffusion 20 et à la migration du premier ion antérieurement dans le verre vers la source d'ions. Ainsi la substitution des premier et second ions dans le verre près de sa surface diminue par rapport à ce qui se produirait lorsque le premier ion n'est pas contenu dans la source d'ions. Il en résulte que l'amplitude des tensions 25 internes est réduite. Par conséquent, même lorsque le processus de contact est effectué à une haute température, il n'y a pas de danger d'apparition de fines criques. En maintenant ainsi la température de contact à une haute valeur, les vitesses de diffusion des premier et second ions dans 30 le verre sont augmentées, ainsi on peut produire, sous un bref temps de contact, une structure en verre conductrice de lumière ayant la distribution désirée de l'indice de réfraction. Même une extrêmement petite quantité du premier ion dans la source d'ions est hautement efficace, ordinairement de l'ordre 35 de 0,1 % en % en poids. Selon un exemple pratique et réalisé, deux pièces de tiges de verre de diamètre environ 0,5 mm ayant une composition de verre en poids de T^O 5%, PbO 20%, 1^20 15%» et SiOg 6©%^ sont immergées dans tm bain fondu de KfTQj à 450°C respectivement pen-40 dant 24 et 72 heures# Ensuite, on mesure les distributions de 69 07590 24 2004043 l'indice de réfraction d,ac.s les dGVix tiges d© .. ces valeurs sont représentées par le trait tireté et le trait continu de la figure 7« Une tige de verre des mêmes composition et dimensions que 5 ci—dessus a été immergée dans le même bain à. 480°C, ce après quoi de fines criques se sont développées sur la'surface de la tige de verre. En outre, une tige de verre ayant les mêmes composition et dimensions que ci-dessus a été immergée pendant 24 heures dans un mélange de sel fondu de 99» 5 % en poids de KNO- et 10 0,5 % de TlNOj à 480°C, ce après quoi la tige de verre a été trouvée possédant la"distribution de l'indice de réfraction coïncidant avec celle indiquée en trait continu par la figure 7 sans cependant présenter aucune fine craquelure à la surface. Ainsi, en employant un mélange de sel de TliïQj et KBO^, on peut obtenir 15 une tige de verre ayant une distribution de l'indice de réfraction selon laquelle l'indice décroît approximativement en proportion au carré de la distance au centre par un procédé de trempe relativement bref. Par le procédé selon l'exemple précédent, en outre, il est 20 possible d'introduire dans la structure de verre une grande quantité du premier ion, et en particulier un ion constituant un oxyde modificateur, ainsi, il est possible d'améliorer grandement la qualité du verre. De façon plus précise, pour produire un verre sans bulles 25 et sans fils, il est préférable de produire un verre qui contienne une quantité d'oxydes modificateurs suffisant pour assurer l'uniformisation de la qualité du verre, mais augmenter la quantité d'oxyde modificateur tend à augmenter la production de fines criques dans le verre,ce pour quoi cette augmentation a été 30 jusqu'à présent limitée. Au moyen de l'élimination décrite ci-dessus du risque de cette formation de criques, il devient possible de régler la quantité d'oxydes modifieateurs dans le verre à une valeur largement suffisante pour produire un verre d'excellente qualité. 35 Le gradient de l'indice de réfraction dans la structure en verre, et en particulier la distribution désirée de l'indice de réfraction dans le cas d'une structure en verre conductrice de lumière en forme de tiges ou de fibres, peut être représenté par l'équation (2), dans laquelle la valeur de la constante a est un 40 important facteur déterminant les caractéristiques optiques de 69 07590 25 2004043 la structure en verre. Selon cet exemple particulier, on peut obtenir une structure en verre ayant 10116 valeur désirée de a simplement en choisissant convenablement la quantité du dit premier ion prévue dans la source d'ions à placer en contact avec 5 le verre. On indiquera ci—après l'effet du réglage de la quantité de ce premier ion contenue dans la source d'ions sur la distribution de l'indice de réfraction. Des échantillons de tiges de verre d'environ 0,6 mm de diamètre ayant une composition en poids de 20 % de T120, 10 % de 10 FbO, 14 % de Ua^O et 56 % de Si02 sont immergés pendant 22 heures dans l'un des quatre bains de sel suivants î(1) 100 % de KNO^, (2) 99,5 % de mO^ et 0,5 % de TINO^, (3) 99,3 % cLe KwO^ et 0,7 % de TlîTOj, (4) 99,1 % de EjnO^ et 0,9 % de Les distributions de l'indice de réfraction ainsi obtenues dans les échantillons 15 de tiges de verre sont indiquées dans la figure 8 où les" courbes 81, 82, 83 et 84 correspondent aux mesures sur ies échantillons respectivement immergés dans les bains de sel (1), (2), (3), (4). La figure 8 prouve que l'adjonction de quantités très minimes de TlIîO^ produit un grand changement dans la distribution 20 de l'indice de réfraction. Lorsque, dans ces distributions, celles des parties près des parties centrales des tiges de verre correspondent approximativement à l'équation (2), les valeurs de a au voisinage des centres sont respectivement 57, 37, 26, et 11 cm"2. La valeur de n^ ici est 1,563 et est égale dans les quatre cas. 25 Ici la courbe de la distribution pour le bain (2) est celle la plus proche d'une conique. Les distributions des concentrations d'ions de Tl+, K+, fla+ dans le verre après le traitement dans les bains de sel (2) et (4) sont respectivement indiquées dans les figures 9 et 10 dans lesquelles les distributions des 30 concentrations de Tl+, K+ et ÏTa+ sont respectivement indiquées en trait continu, en trait tireté, et en trait-point, les concentrations en ordonnées étant à une échelle arbitraire. On remarquera sur les figures 9 et 10 qu'une augmentation de la concentration de TIETO^ dans le sel depuis 0,5 % jusqu'à 35 0,9 % se traduit par une réduction dans le taux de la proportion de décroissance de la concentration de l'ion Tl+ depuis l'intérieur du verre vers la surface du verre. Sauf par le dessein de prévoir dans la source d'ions à mettre en contact avec le verre le même ion que l'ion à remplacer 40 dans le verre, cet exemple particulier ne diffère paSf essentiel 69 07590 26 2004043 lement du premier exemple déjà décrit. Chacun des premier et second ions n'est pas nécessairement limité à une simple sorte mais peut contenir une pluralité de sortes d'ions. De plus, le verre à traiter peut contenir en addition au premier ion d'autres 5 ions à remplacer par des ions dans le sel. Dans le cas de cet exemple, il est préférable que la structure en verre contienne ïl , et, en outre, que la source d'ions contienne des ions d'un métal alcalin. Dans le cas où l'on place une fibre de verre contenant des 10 ions d'un haut degré d'appoint à l'augmentation de l'indice de réfraction, comme par exemple des ions thallium, en contact avec une source d'ions de faible degré d'appoint, comme par exemple des ions de métal alcalin, et on substitue lesdits ions, la distribution de la concentration de chaque sorte d'ions est dériva-15 ble comme une solution de l'équation de diffusion, et, comme résultat du procédé pendant une durée telle que les ions de la source atteignent au moins le centre de la fibre par diffusion, une distribution de l'indice de réfraction conforme à une conique idéale est obtenue près au moins du centre de la structure 20 de la fibre. Cependant, malgré l'obtention d'une distribution de l'indice de réfraction de cette nature au voisinage du centre, l'indice de réfraction de la fibre intérieurement et près de sa surface tend à s'écarter facilement et de façon plus importante de la 25 susdite distribution. Parce que cette couche superficielle avec cette déviation dégrade les caractéristiques de transmission de lumière de la structure de la fibre, il est préférable d'éliminer cette couche. Habituellement, on peut préserver les excellentes caractéristiques de conduction de lumière en éliminant une couche 30 d'une épaisseur de l'ordre de 20 % du rayon de la structure de la fibre. • L'élimination de cette couche superficielle est exécutée tout le long de la périphérie de la fibre en section transversale, dans le sens longitudinal il n'est pas nécessaire de l'opérer 35 sur toute la longueur de la fibre, mais au moins sur la longueur "71 /\/2a. Cet enlèvement de la couche superficielle est au mieux obtenu en attaquant la fibre par une solution aqueuse d'acide fluorhydrique, il peut aussi être obtenu mécaniquement. Un autre exemple de la susdite source d'un autre cathion est 40 un verre contenant cet ion. On met en contact cette source d'ions 69 07590 27 2004043 avec une structure de base en verre devant subir l'échange d'ions en recouvrant la structure de base en verre par ce verre source d'ions, en produisant la fusion des deux verres ensemble, et en maintenant la structure fondue à une température à laquelle les 5 deux sortes d'ions peuvent migrer. Dans un exemple particulier de ce cas, la structure de base en verre est mince et longue et a au moins une limite circulaire selon la section transversale, la région intérieure à cette limite contient des ions Tl+ tandis que la région en dehors de 10 cette limite contient au moins un type d'ions parmi les ions Li+, + *4* ^ Na , K , Eb et Cs. Cette structure de verre est maintenue à -une température élevée pour produire l'échange d'ions à travers ladite limite. Ainsi, on obtient que le verre à l'intérieur de la limite possède une distribution de l'indice de réfraction selon 15 laquelle l'indice décroît progressivement depuis le centre vers la périphérie. La façon dont on peut réaliser une structure de verre avec xine telle distribution de l'indice de réfraction sera maintenant décrite. 20 Lorsque l'on fond ensemble deux sortes de verre ayant des compositions différentes avec une surface limite régulière entre eux, et qu'on les maintient à une haute température pendant un temps long, il se produit à travers ladite limite un échange d'ions par diffusion des concentrations. On obtient ainsi une 25 distribution régulière de la concentration en ions perpendiculairement à la surface limite. De préférence, la température à laquelle les deux verres sont ainsi traités est d'un ordre tel qu'il ne se produise pas de déformations importantes dues au ramollissement des verres, cette température étant généralement en 30 dessous de la température de ramollissement des verres. Les sortes d'ions qui subissent cet échange d'ions avec une particulière facilité sont cependant limitées aux ions de métal monovalent ainsi qu'il résulte d'une comparaison des degrés de transmission d'ions des verres. Des exemples particuliers de tels 35 ions sont Li+, ïfe+, K+, Rb+, Cs+ et Tl+. La Demanderesse a trouvé que, dans ce cas, où deux sortes de verre sont fondues ensemble, on peut obtenir un gradient de l'indice de réfraction qui est large pour la transmission de lumière avec un premier verre contenant EL* tandis que le second verre contient au moins une sorïe 40 d'ions du groupe Li+, Ha+, K+, Hb+ et Cs"1". 69' 07590 28 2004043 La distribution de la concentration d'ions qui s'établit dans une direction perpendiculaire à une surface limite régulière par échange d'ions prend l'allure d'une courbe régulière mais puisqu'un phénomène de diffusion y est utilisé cette dis tribu-5 tion peut être considérée comme conforme à une solution de ladite équation de diffusion. Ainsi on peut considérer une combinaison d'un premier verre placé dans un cercle (en coupe transversale) et d'un second verre disposé autour du cercle, le premier verre contenant un 10 ion ayant une grande valeur du dit rapport de la polarisabilité au cube du rayon ionique (degré d'apport à l'augmentation de l'indice de réfraction), le second verre contenant une large petite quantité d'un ion de mime rapport, par exemple Fa+, Lorsqu'on maintient une telle combinaison de verre pendant long-15 temps à une haute température à laquelle la déformation des verres n'est pas importante, les ions Il+ s'échappent à l'extérieur dans la région hors du cercle et les ions Ha4" migrent dans la région intérieure au cercle. Ainsi, les ions Q?l* et Na+ dans ia région du premier verre 20 prennent des distributions de concentration selon lesquelles les ions Tl+ sont plus denses au centre et deviennent progressivement moins denses avec la distance au centre, tandis que les ions Na+ sont moins denses au centre et deviennent progressive™ -ment plus denses avec la distance au centre. 25 Dans un exemple réel de préparation de tiges de verre com prenant un premier verre composé de 30,7 % de Si02, 52,6 % de FbO et 16,7 % de ïlgO et un second verre composé de 37»2 % de Si02» 50 % de FbO, et 12,8 % de Na20 (tous pourcentages en poids), la préparation comprenant un traitement par la chaleur à haute 30 température de la tige de verre, on a mesuré les résultats indiqués par la figure 11 pour les distributions des concentrations en ions Tl+ et Na+ selon la section transversale au moyen d'un analyseur à rayons 2 muni d'une micro-sonde électronique. Dans la figure 11 partie gauche, la droite en tireté incli-35 que la surface limite entre les deux verres et les distributions des concentrations de l'ion £1* contenu^ dans le premier Terre à gauche de la surface et de l'ion Na+ contenu dans le second verre à droite de la surface après que les verres aient été traités à 430°0 pendant 8 heures sont respectivement indiquées 40 sa trait plein et en trait-point. Les distributions oorrespon- 69.07590 29 2004043 dantes dans le même cas et à la même température après 48 heures de traitement sont indiquées dans la partie droite de la figure 11, on voit sur ces diagrammes que les distributions de Tl+ et de Na+.dans le premier verre ont été progressivement rendues 5 plus régulières. Les distributions correspondantes de l'indice de réfraction de ce verre soumis à ces traitements sont indiquées figure 12 dont les deux parties correspondent respectivement aux- deux parties de la figure 11. On voit sur ces figures que, lorsque le 10 traitement thermique est prolongé, on obtient une mince structure de verre ayant au voisinage de son centre une région dans laquelle l'indice de réfraction décroît selon une loi voisine d'une distribution quadratique depuis le centre vers la périphérie. Cette région, comme déjà énoncé, est capable de transmettre 15 avec une haute fidélité un faisceau lumineux contenant une grande quantité de signaux d'informations. Ainsi il est possible d'obtenir un verre capable de transmettre des dessins et des images. On décrira maintenant des appareillages capables de .fabriquer line structure de verre ayant les caractéristiques ci-dessus 20 décrites conformément à l'invention. Pour fabriquer une structure en verre ayant une surface limite et un premier verre dans l'intérieur creux cylindrique d'un second verre, une structure de verre 131» en forme de tige et de la composition du premier verre est enveloppée par un tube 1J2 25 de la composition du second verre, et les deux structures de verre 131 et 132 sont fondues ensemble intimement au moyen d'un dispositif de chauffage tel qu'un four 133 (figure 13)» la structure de verre ainsi fondue ensemble étant étirée par des rouleaux 134 pour fabriquer la structure désirée en verre. 30 Une autre technique pour produire la double structure de verre comprend la mise en place du verre 141 de la première composition dans le pot intérieur 142 d'un double pot concentrique en platine et ayant une forme d'entonnoirs concentriques s'ouvrant dans leurs fonds (figure 14), la mise en place du verre 35 143 de la seconde composition dans le pot extérieur 144, la fusion des deux verres par une résistance chauffant le pot de platine, et le tirage des verres vers le bas à travers les ouvertures des entonnoirs. Dans une1autre application de l'invention représentée par 40 la figure 15, orne structure en verre est formée par deux ou plu 69 07590 30 2004043 sieurs pièces indépendantes d'un premier verre 151 placées dans un second verre 152. Une structure de verre de ce "modèle peut être produite par la méthode indiquée figure 16. Deux pots concentriques comprenant un pot intérieur 161 et un pot extérieur 5 163 en platine ont sur leurs fonds des ouvertures en entonnoirs. Le pot intérieur 161 a deux ou plusieurs ouvertures 162 sur son :• fond tandis que le pot extérieur 163 n'a qu'une seule ouverture annulaire® Un premier verre 164 est placé dans le pot intérieur 161 et un second verre 165 est placé dans le pot extérieur 163. 10 Les pots en platine sont" chauffés par résistance pour fondre les verres qui sont tirés vers le bas à travers les orifices comme dans l'exemple représenté dans la figure 14. De plus, une pluralité de structures êh verre fabriquées chacune selon la figure 13 ou la figure 14 et ayant un simple 15 noyau peuvent ttre fondues ensemble et tirées en tenant une extrémité d'un faisceau de structures en verre 171, au moyen d'un mandrin 172 et en roulant le restant du faisceau par des rouleaux 173aet 173b (figure 17)• On obtient ainsi une structure en verre comprenant des parties en forme de tiges du premier verre dans 20 une pluralité de bagues respectives. Dans une structure en verre produite par l'une des méthodes précédentes et comprenant des verres fondus ensemble sur leur séparatrice, on obtient un très léger degré d'échange•d'ions à travers la séparatrice, mais il n'est pas suffisant pour produire 25 le gradient désiré de l'indice de réfraction, et il faut ordinairement un traitement thermique» De préférence, la structure en verre est maintenue longtemps à une température inférieure aux températures de ramollissement des verres. La structure de verre en forme de tige ainsi obtenue peut 30 être formée en un verre de forme fibreuse en chauffant la structure en verre, après large traitement thermique, à uns tempéra-, ture en dessous du ramollissement du verre et en étirant la structure chauffée. Il est important de choisir les deux sortes de verres emplo-35 yées comme ci-dessus de façon que leurs coefficients de dilatation thermique soient suffisamment voisins» Cependant, puisque la structure est en forme d'une tige mince ou une fibre, il est possible d'éviter l'apparition d'une double réfraction même lorsque les deux coefficients ne sont pas rigoureusement égaux. 69 07590 31 2004043 De plus, puisque la durée du traitement thermique est longue, il est nécessaire de choisir des verres ayant une vraiment faible tendance à la dévitrification. De très fines fibres de verre produites comme décrit clip dessus peuvent être réunies pour former un faisceau de fibres optiques. La Demanderesse a constaté que la quantité de lumière transmise à travers un tel faisceau de fibres est beaucoup plus grande que celle transmise à travers des fibres optiques classiques du type à manteau. La raison en est que dans la fibre opti-10 que selon l'invention, il. ne se produit pas de pertes par réflexion totale. On peut employer des techniques telles que l'emploi d'un verre teinté pour le second verre afin de prévenir l'infiltration de lumière depuis l'extérieur et de produire 1'isolation-15 lumière mutuelle entre les parties du premier verre, ceci conservant le contraste des images et des signaux. Lorsque,dans une structure en verre composite comprenant line structure en verre centrale et un verre de couverture par lequel, en tant que source d'ions, on a produit la variation 20 désirée de l'indice de réfraction dans le verre central, an considère aussi les variations de l'indice de réfraction créées dans le verre de couverture, et la variation de l'indice de réfraction à travers la séparatrice entre les deux verres, variation qui est régulière, ce verre composite est dans sa totalité 25 une structure conductrice de lumière selon l'invention. De façon plus précise, dans un exemple particulier d'application de l'invention, une méthode est prévue pour fabriquer une structure en verre conductrice de la lumière dans laquelle on fait varier progressivement l'indice de réfraction dans la 30 direction perpendiculaire à la propagation de la lumière produisant ainsi l'inflexion du trajet de la lumière dans la structure, la méthode comprenant les phases de combiner de façon, laminaire les parties en verre d'au moins deux indices de réfraction différents, et de maintenir les parties en verre ainsi com-35 binées à une température à laquelle il se produit une diffusion, à travers la séparatrice, des ions constituant les oxydes modificateurs dans les verres sur les deux côtés de la séparatrice. Dans une structure en verre ainsi fabriquée, les oxydes, y compris les ions qui ne sont pas partis en diffusion, dans les 40 deux verres sont choisis de telle sorte que dans le cas où ils 69 07590 32 2004043 ont sensiblement des concentrations molaires égales et sont formés en verres indépendants, ces verres ont substantiellement des indices de réfraction égaux. Afin d'indiquer encore plus complètement la nature et l'uti-5 lité de l'invention, on indiquera ci-après quelques exemples particuliers d'applications préférées de l'invention, étant bien entendu que ces exemples sont donnés à titre indicatif et non limitatif. Dans tous ces exemples et sauf indication contraire les 10 pourcentages s'entendent en poids. eeemple 1 Une fibre de verre de diamètre 0,2 mm, composée de 20 % de TlgO, 12 % de Na20, 20 % de FbO, et 48 % de Si02 est trempée pendant 4 heures dans un bain de nitrate de potassium maintenu 15 à 400°0. La fibre de verre est retirée du bain, refroidie, rincée à l'eau, et séchée. L'indice de réfraction à la surface de la fibre de verre ainsi traitée est 1,578, ce qui est 0,026 plus petit qu'avant le traitement. La distribution de l'indice de réfraction de cette 20 fibre de verre après ce traitement est indiquée figure 3. Ensuite, on mesure au moyen d'un analyseur à rayons X à micro-sonde électronique les distributions des concentrations respectivement en ions thallium, ions sodium et ions- potassium dans la fibre de verre ainsi traitée. Ces mesures sont reportées 25 sur la figure 4, où les concentrations (en ordonnée) sont à une échelle arbitraire. Il est clair d'après ces résultats que les ions thallium3 dont la concentration est sensiblement constante dans les parties plus profondes qu'environ 40 microns depuis la surface, 30 diminuent en concentration depuis une profondeur de 4-0 microns jusqu'à la surface. Les ions sodium ont une concentration sensiblement constante dans les parties plus profondes qu'environ 80 microns et diminuent en concentration depuis la profondeur de 80 microns jusqu'à la surface. Inversement, la concentration des 35 ions potassium augmente vers la surface du verre et décroît vers l'intérieur, tombant à 0 à une profondeur d'environ 80 microns® Ces résultats montrent et vérifient que le thallium et le sodium dans le verre ont été échangés avec le potassium, dans le bain. De plus, on peut considérer que la distribution de l'in-40 dice de réfraction selon la figure 3 résulte principalement de 69 07590 33 2004043 l'échange des ions thallium et potassium. Une pièce d'environ 10 cm de longueur de cette fibre de verre est courbée jusqu'à prendre un rayon de courbure de 1 cm et une lumière incidente en faisceau d'environ 0,02 mm de lar-5 geur lui est appliquée dans la partie centrale d'une extrémité ; le flux lumineux se propage à travers la fibre de verre selon une trajectoire ondulée sans se réfléchir sur la surface de la fibre et atteint l'autre extrémité de la fibre de verre : on trouve que la largeur du faisceau lumineux émergent est sensi-10 blement égale à celle du faisceau incident. EXMPLE 2 Une fibre de verre de mêmes composition et dimensions que celle indiquée à l'exemple 1 est trempée pendant 19 heures dans un bain de nitrate de potassium maintenu à une température de 15 4-30°G. La fibre de verre est retirée du bain, refroidie, rincée à l'eau et séchée. La distribution de l'indice de réfraction de la fibre de verre ainsi traitée est mesurée et reportée sur la figure 5 î l'indice de réfraction augmente progressivement.de façon presque 20 linéaire jusqu'à une profondeur depuis la surface d'environ 50 microns. EXEMPLE 3 Des échantillons de fibre de verre de diamètre Q,2 mm et respectivement de huit compositions différentes sont trempés dans 25 un bain de nitrate de potassium. Chaque fibre est enlevée du bain, refroidie, rincée à l'eau et séchée. On mesure avant et après le traitement l'indice de réfraction à la surface de chaque échantillon. Les compositions des verres avant le traitement de trempe sont indiquées au tableau 4, 30 et le tableau 5 indique les températures de trempe, les durées de trempe, et les indices de réfraction en surface avant et après traitement ainsi que leurs différences. 69 07590 34 2004043 ÏABLEAÏÏ 4 (Eehantil-(lon de ( verre ( C IIe 10 SiO Composition du verre (% en poids) FbO 1 68 2 60 - 3 64 m 4 48 - 5 63 9 6 56 8 7 49 7 8 48 » 10 20 5 15 lfa20 ELgO 17 15 15 25 16 10 12 20 18 10 16 20 14 30 12 20 TABLEAU 5 ° ) Indice de réfraction ï Différence ~) en surface. : des indices) s de réfrac- ) 15 20 30 ^ Echantillon de 25 verre n° 1 2 2 3 4 5 5 6 6 7 7 7 8 8 (Température de trempe en Durée de la trempe en (h) °c • « * î Avant trait Après trai- î tement a î temsat B •' • • * stion* ■: (A) - (ï e s • Sr 500 14 î 1,533 1*513 osois 450 14 : 1,554 1,529 : 0,025 500 14 Î 1>554 1,520 \ 0,034 450 14 : 1*545 1,535 : 0,010 500 4 ! 1,604 1,572 : 0,032 400 3 i 1,528 . 1*522 : 0.006 450 3- \ 1,528 1,517 0,011 400 3 : 1,551 1,528 s 0,023 450 3 : 1*551 1,524 : 0,027 350 3 i 1,573 1,558 ; 0.015 400 3 : 1,573 1,541 ! 0,032 450 3 : 1,573 1,-530 î* 0,043 430 4 ; 1,578 1,548 : 0,030 480 4 : 1,578 1,544 : 0,034 ) .) 35 Il est clair d'après les résultats reportés dans les tableaux 4 et 5 que la différence des indices de réfraction augmente lorsque augmente la température du procédé. Si outre, on 69 07590 35 2004043 notera que l'indice de réfraction au centre de la fibre de verre après traitement est égal à celui de la fibre avant traitement et que l'indice de réfraction décroît progressivement vers la surface. 5 EXEMPLE 4 Une fibre de verre ayant un diamètre de 0,6 mm et composée de 16 % de T120, 12 % de Ka20, 24 % de FbO, 2 % de CaO et 46 % de Si02 est trempée pendant 170 heures dans un mélange de sels maintenu à 500°C et contenant 50 moles % de EgSO^ et 50 moles % 10 de ZnSO^. On mesure la distribution de l'indice de réfraction de la fibre de verre ainsi traitée : au vcfeinage de la fibre centrale c'est-à-dire dans un rayon de 0,25 mm à partir du centre, la valeur de l'indice de réfraction n peut être représentée en fonc- O 15 tion de la distance r au centre (en centimètres) avec a = 30 cm substantiellement en concordance avec l'équation : n = 1,60 (1 - ar2) En. outre, il est vérifié que cette distribution de l'Indice de réfraction est produite principalement par la substitution des 20 ions thallium dans le verre et des ions potassium dans le mélange de sels. EXEMPLE 5 Une tige de verre ayant un diamètre de 1 mm et composée de 5 % de T120, 15 % de îla20, 20 % de FbO et 60 % de Si02, est trem-25 pée pendant 72 heures dans un bain de nitrate de potassium maintenu à 430°C. La tige est enlevée du bain, refroidie, rincée à l'eau, et séchée. la tige de verre ainsi traitée est alors chauffée à environ 650°G et tirée longitudinalement en une fibre de diamètre 0,14 mm. ' 30 On trouve pour l'indice de réfraction de la fibre de verre obtenue 1,545 à la surface et 1,564 au centre. La distribution de l'indice de réfraction de cette fibre de verre est indiquée par le trait continu de la figure 6, ligne qui est prboche de la ligne en tireté représentant la conique idéale. 35 EXEMPLE 6 Une fibre de verre ayant un diamètre de 0,3 mm et composée de 16 % de T120, 12 % de Na20, 24 % de FbO et 48 % de Si02, est trempée pendant 36 heures dans un bain de nitrate de sodium maintenu à 450°C. 40 On trouve que l'indice de réfraction de la fibre de verre 69 07590- 36 2004043 ainsi traitée suit une distribution sensiblement conforme» au voisinage du centre de la fibre c'est-à-dire dans un rayon de 0,1mm, à l'équation suivante : n = 1,60 (1 - ar2) 5 où n est l'indice de réfraction à la distance r depuis le centre et a = 75cm-2. EXEMPLE 7 Une tige de verre composée de 49% de SiOg, 7jé de B203» de îfe^O et 30% de es^ trempée pendant 70 hèûres à la tem™ 10 pérature de 450°C dans un bain de chlorure de thallium. La tige de verre ainsi traitée montre une distribution de l'indice de réfraction telle que l'indice nQ au centre est 1,50, et n à la distance r (cm) depuis le centre dans un rayon d'environ 0,15mm satisfait à l'équation.: 15 n se nQ (1 + ar2) où a = 90cm""2 Cette tige de verre est coupée à une longueur déterminée et les deux bouts coupés sont travaillés en surface perpendiculaire à l'axe longitudinal : cette tige agit comme une lentille concave 20 dont l'axe optique coïncide avec l'axe de la tige. EXEMPLE 8 Une fibfe de verre ayant un diamètre de 0,3mm et composée de 62% de PbO, 12% de BaO, et 26% de SiOg, est trempée pendant environ 200 heures dans un bain" de ZnClg maintenu à 40Q8C. 25 L'indice de réfraction de la fibrs de verre ainsi traitée suit une distribution telle qu'au voisinage du centre, c'est-à-dire dans un rayon de 0,1mm, l'indice de réfraction a à la distance r (cm) du centre suit sensiblement l'équation s n = 1,81 (1 — ar2) 30 où a = 30cm~2 . EXEMPLE 9 Une fibre de verre ayant un diamètre de 0,5mm et composée d© 27% de TlpO, 10% de Li^O, et 63% de B20,f est trempée pendant 48-heures dans un bain de nitrate de potassium maintenu à 480°Co 35 L'indice de réfraction de la fibre de verre ainsi traitée répond à une distribution selon laquelle, au voisinage de la fibre centrale, c'est-à-dire dans un rayon de 0,15mffi, l'indice n satisfait substantiellement à la relation : n=1,58(1-ar2) 69 07590 37 2004043 —P où a = 30 cm » EXEMPLE 10 Une tige creuse en verre ayant un diamètre extérieur de 2 mm et un diamètre intérieur de 0,5 mms composée de 10 % de 5 X20, 10 % de ïïa20, 15 % de CaO et 65 % de Si02, avec une extrémité du creux intérieur fermée, est remplie avec du nitrate de thalliuâ. fondu et maintenue ainsi pendant 20 heures à 400°C. Ensuite, le nitrate de thallium est éliminé et la tige de'verre est rincée à l'eau. 10 Ensuite cette tige de verre est chauffée et maintenue à 650°C et elle est étirée longitudinalement : en conséquence, le creux intérieur de la tige devient progressivement plus petit puis il disparaît et finalement on obtient une fibre de verre pleine de diamètre 0,2 mm. 15 Les indices de réfraction de cette fibre de verre sont 1>535 à la surface et 1,554- au centre, cet indice de réfraction décroissant progressivement du centre vers la surface. EXEMPLE 1.1 Une tige de verre ayant les mêmes dimensions que la précé-20 dente et composée de 20 % de Li20 et 80 % de Si02 est soumise au même traitement qui la transforme en fibre de verre. Les indices de réfraction à la surface et au centre sont respectivement 1,54-9 et 1,555* l'indice de réfraction croissant progressivement de la surface vers l'intérieur. 25 EXEMPLE 12 Une fibre de verre comprend un noyau de diamètre 0,2 mm composé de 10,2 % de T120, 17,6 % de Na20, 9 % de B20^ et 63,2 % de S02 (en moles %), et un manteau d'une épaisseur de 0,05 n® composé de 10,2 % de K20, 17>6 % de l\Ta20, 9 % de B20^ et 63,2 % 30 de Si02. L'indice de réfraction du noyau est 1,625, celui du manteau 1,494. Cette fibre de verre est chauffée à 550°C pendant 15 heures. - L'indice de réfraction de la fibre de verre ainsi traitée a une distribution selon laquelle il augmente progressivement 35 de la surface vers l'intérieur. exemple 13 Une fibre de verre comprend un noyau de diamètre 0,3 mm et composé de 4,2 % de ïl20, 12,5 % de Ha20, 33»3 % de MgO, et 50 % de 1^0^ (en moles %), et un manteau d'une épaisseur'de 0,15 nim 40 ayant la même composition que le noyau. L'indice de réfraction du 69 07590 ^ 2004043 noyau est» 1, 53 et celui du manteau 1,51. Cette fibre de verre est chauffée à 400°C pendant 72 heures. L'indice de réfraction de cette fibre de verre ainsi traitée suit une distribution selon laquelle à l'intérieur d'un rayon de 5 0,2 mm il répond à l'équation suivante n = 1,53 (1 - ar2) 2 où a = 60 cm . EH3ÔFLE 14 Ifrxe tige de verre de 1 mm de diamètre composée de 56 % de 10 Si02» 14 % de Na^O, 20 % de ïlgO et 10.# de FbO est trempée pendant 24 heures à .une température de 500*0 dans tin bain de KNO^ contenant 0,2 % de ÎDINO^. La tige de verre ainsi traitée a un indice de réfraction de 1,56 au centre et de 1,53 à la surface et la distribution satis-1-5 fait'à-i»équation : n = n0 où a = 7,7 cm"" • Cette tige de verre est coupée à une longueur déterminée et ses deux extrémités sont travaillées perpendiculairement à l'axe: 20 on constate que cette tige de verre travaille comme une excellente lentille. exemple 15 Une tige de verre ayant 1 am de diamètre et 200.mm de longueur, composée de 56 % de SiOg, 14 % de Nagû et 30 % de ïlgO, 25 est trempée pendant 15 heures à 510°C dans un bain de KN"0^ conte~ nant 1,7 % de TINO^. La distribution de l'indice de réfraction de la tige de verre est telle que l'indice croît progressivement de la périphérie vers le centre selon une distribution parabolique symétrique 30 autour du centre. Cette tige est coupée à une longueur déterminée et ses deux extrémités sont usinées perpendiculairement à l'axe : on constate que cette tige de verre fonctionne comme une excellente lentille. EXEMPLE 16 35 Une fibre de verre ayant la même composition que la tige de l'exemple 14 et ayant un diamètre de 0,5 œm et une longueur de 500 mm, est trempéepaidant 22 heures à 475°0 dans un bain de K&O^ contenant 0,5 % de ïlïïO^. L'indice de réfraction de cette fibre de verre suit une dis-40 tribution parabolique symétrique autour du centre, l'indice 69 07590 39 2004043 croissant progressivement de la périphérie vers le centre. Les deux extrémités de cette fibre de verre sont usinées à. plat selon des plans perpendiculaires à l'axe et on lui applique à une extrémité un faisceau de Laser à gaz dans un état de com-5 pensation de mode : le faisceau est transmis avec un haut rendement le long de l'axe de la fibre, sans aucune dégradation de la polarisabilisation. EXEMPLE 17 Cto. prépare un noyau en forme de tige de verre composé de 10 69,5 % de Si02, 25£P/o de CdO et 5 % de TlgO (en moles %) et un manteau tubulaire en verre ayant un diamètre intérieur quelque peu plus grand que le diamètre du noyau et composé de 74,8 % de Si02, 20,2 % de BaO et 5 % de K20. Gomme représenté figure 13 le manteau 132 et le noyau 131, 15 maintenus concentriques, sont progressivement passés dans le dispositif chauffant 133» dans lequel le noyau 131 et le manteau 132 sont fondus ensemble, puis ils sont passés entre les rouleaux 134-, ce qui donne une tige recouverte en verre. Cette tige a un noyau de diamètre 0,10 cm et un manteau de 20 diamètre extérieur 0,20 cm. L'indice de réfraction du noyau est 1,645 et celui du manteau 1,567* Cette tige recouverte est traitée pendant 24 heures dans -un four électrique à 480°C. Les composants du noyau et du manteau qui ne peuvent pas diffuser à 480°C sont respectivement Si02~Cd0 25 et Si02~Ba0 dont les concentrations ici sont toutes les deux de 95 moles %. De plus, dans le cas où ces composants forment des verres indépendants, les verres résultants (c'est-à-dire un verre comprenant 73» 1 moles % de bi02 et 26,9 moles % de CdO et un verre composé de 78,8 moles % de Si02 et 21,2 % moles%de BaO) ont 30 tous deux un indice de réfraction de 1,565* Les ions thallium dans le noyau et les ions potassium dans le manteau diffusent les uns dans ie.:manteau et les autres dans le noyau pendant le traitement thermique. La distribution de l'indice de réfraction dans la tige recouverte après le traitement 35 thermique est représentée figure 18. Au voisinage du centre l'indice de réfraction diminue sensiblement proportionnellement au ca-ré de la distance au centre mais dans les régions périphériques, particulièrement aux distances dépassant 0,075 cm depuis le centre, l'indice de réfraction s'écarte grandement d'une courbe qua-40 dratique. 69 07590 40 2004043 En conséquence, le volume périphérique de cette tige de verre est éliminé par dissolution a. l'acide fluorhydrique pour obtenir une tige de verre de diamètre 0,15 cm. L'indice de réfraction de la tige de verre ainsi obtenue est 5 substantiellement représenté par l'équation suivante s n = nQ (1 - ar2) °ù Uq est l'indice de réfraction au centre soit 1,640, r est la distance au centre, a est une constante positive égale à 8,3 cm"2. De plus, on constate que l'indice de réfraction varie d'une 10 façon continue des deux côtés de la surface séparatrice originelle entre noyau et manteau. Un morceau de 0,5 cm de longueur est découpé dans cette tige de verre et les deux surfaces de coupe sont usinées perpendiculairement à l'axe : on obtient ainsi une lentille convexe de 15 distance focale 0,16 cm. TCTOtfPT.W 1$ Une tige de verre recouverte obtenue par" fusion de la même manière que dans l'exemple 17 est trempée pendant 48 heures dans un bain de nitrate de sodium maintenu à 430°C. 20 On trouve que la tige de verre ainsi traitée a une distribu tion de l'indice de réfraction conforme à une courbe quadratique, non seulement au'centre, mais aussi à la périphérie. On peut admettre comme raison de ce résultat que, outre la diffusion mutuelr le des ions thallium dans le noyau et des ions potassium dans le 25 manteau, il s'est produit une diffusion mutuelle principalement entre les ions potassium dans le manteau et les ions sodium dans le bain, d'où il est résulté une diminution de l'indice de réfraction au voisinage de la paroi externe du manteau® L'indice de réfraction répond sensiblement à l'équation s 30 n » nQ 41 - ar2) - où b0 = 1,640 et a = 4,3 cm*">2. On découpe dans cette tige de verre, un morceau de 0,5 cm de longueur et les deux surfaces de coupe sont usinées perpendiculairement à l'axe : on obtient une lentille convexe de distance 35 focale 0,21 cm. : EXEMPLE 19- : Un complexe en -verre comprenant un noyau composé de 80,3 % de Si02, 12,7 % de FbO et 7 % de -T^O, ;une couche intermédiaire de verre composée, de 77,7 $ cle Si02, 12,3 % de FbO, "4 % de ïl20 40 et 6 % de EgO, et une couche manteau en verre composée de 69,3 % 69 07590 41 2004043 de Si02, 17»7 % de BaO et 13 % de K20 (le tout en moles c/o) est préparé et fabriqué par un triple laminage de tiges de verre au moyen d'un triple pot comme représenté figure 19» De façon plus précise ledit noyau 238, ladite couche inter-5 médiaire 239» et ledit manteau 240, sont placés à l'état fondu respectivement dans le pot central 235» dans le pot intermédiaire 236,et dans le pot extérieur 237» du triple pot muni respectivement des électrodes 241 ,- 242 et 243 pour le chauffage électrique. Les trois verres fondus s'écoulent par les ouvertures de leurs 10 entonnoirs aux fonds des pots, et par les rouleaux-guides 244 forment une tige de verre trois fois laminée ayanten section transversale des couches concentriques des trois verres. Les diamètres respectifs sont 0,2 cm, 0,4 cm et 0,6 cm et les indices de réfraction sont 1,658, 1,621 et 1,662. 15 Cette tige de verre est maintenue pendant un temps déterminé dans un four électrique à 450°C. Les composants du noyau, de la couche intermédiaire, et du manteau, qui ne peuvent pas diffuser à 450°C sont respectivement Si02~Pb0, Si02-Pb0, et SiOg-BaO, les concentrations en moles % étant dans les trois verres respective-20" ment 93, 90 et 87 % soit approximativement 90%, De plus, les verres formés séparément par ces composants qui ne peuvent pas diffuser à 450°C (c'est-à-dire un verre composé de 86,3 % de Si02 et 13,7 % de PbO, un verre composé de 86,3 % de Si02 et 13,7 % de PbO, et un verre composé de 79,7 % de Si02 25 et 20,3 % de BaO, tout cela en moles %) ont tous un indice de réfraction de 1,563* Le traitement thermique dans le four électrique produit des migrations principalement de l'ion thallium dans le noyau et de l'ion potassium dans la couche intermédiaire respectivement vers 30 la couche intermédiaire et les flancs du noyau à travers leurs séparatrices. Simultanément il se produit des migrations, principalement des ions thallium dans la couche intermédiaire et des ions potassium dans le manteau respectivement vers le manteau et vers les côtés de la couche intermédiaire à travers la surface 35 séparatrice. Par suite de ces migrations d'ions, les discontinuités des concentrations des ions thallium et potassium existant avant le traitement thermique des deux côtés des surfaces séparatrices sont éliminées, et les concentrations d'ions suivent des distri-40 butions selon lesquelles la concentration de l'ion thallium 69 07590 42 2004043 décroît et la concentration de l'ion potassium croît progressivement depuis le centre de la tige vers la périphérie» En conséquence, l'indice de réfraction dans la tige de verre suit une distribution selon laquelle il décroît d'une façon sensiblement 5 continue depuis le centre vers la périphérie en suivant approximativement une loi quadratique particulièrement dans les régions près du centre. En éliminant la partie périphérique de cette tige de verre par dissolution uniforme à l'acide fluorhydrique on obtient une 10 tige de verre de diamètre 0,5 on y découpe un morceau de longueur 0,5 cm et on travaille les deux surfaces de coupe perpendiculairement à l'axe s on obtient une lentille convexe de distance focale 0,71 cm. L'indice de réfraction de cette lentille est sùbstantielle-15 ment représenté par 1'équation? o n » B q (1 - ar ) ' —P où Bq = 1,655 et a = 0,92 cm EXEMPLE 20 Une fibre de verre ayani; un diamètre de 0,5 mm et composée 20 de 3,3% de TlgO, 17% de Na20, 9,5# de PbO, 70,1 % de Si©2 et 0,1 % de -ô.s20^ (tout cela en moles %), est trempée pendant 24 heures dans un bain de nitrate de potassium maintenu" à 460°C. On trouve que la tige de verre ainsi traitée a au centre un indice de réfraction de 1,60 et une composition de 3,3 % de TlgO, 25 3,4 % de Ha20, 13,6 % de K20, 9,5 % de PbO, 70,1 % de SiOg et 0,1 % de ASgOj (le tout en moles °/o) et à la surface un indice de réfraction de 1,57 et une composition de 0,9 % de TlgO, 1,7 % de Na20, 17,7 % de E20, 9,5 % de PbO, 70,1 % de SiOg, et 0,1 % de As20j (le tout en moles %)* 30 L'indice de réfraction de cette fibre ainsi traitée suit la distribution représentée sur la figure 20 qui correspond approximativement dans un rayon de 0,1 mm à l'équation n = 1,601 (1 -âr2) où r est la distance en mm depuis le centre, n est l'indice de 35 réfraction à la distance r et a = 0,62®^. 69, 07590 4-3 2004043 BE7E5DICAÏI0S S 1 « — Une structure en verre conductrice de lumière contenant des oxydes formateurs et des oxydes modificateurs et contenant au moins deux sortes de cathions constituant lesdits oxydes modifi-5 cateurs dans le verre, caractérisée par des variations des concentrations dans le verre desdits catliions» la concentration d'une des sortes desdits catliions et celle de l*autre sorte des-dits cathions variant en sens opposés dans une direction perpendiculaire au trajet de la lumière, ceci créant une variation de 10 1*indice de réfraction qui est progressive dans ladite direction et qui infléchit le trajet de la lumière par réfraction du côté où. l'indice de réfraction augmente. 2. - Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites au moins deux 15 sortes de cathions sont des ions tous monovalents. 3. - Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'ane àes deux sortes de cathions est lfion thallium, à plus haute concentration là où 1*indice de réfraction doit être plus élevé. 20 4. - Une structure en verre conductrice de lumière,selon la revendication 3» caractérisée en ce que l'autre sorte de cathions est au moins un ion d'un métal alcalin. 5. - Une structure en verre conductrice de lumière,selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit ion de métal alca- 25 lin est l'ion potassium, 6. - Une structure en verre conductrice de lumière,selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit ion de métal alcalin est l'ion sodium. 7.- Une structure en verre conductrice de lumière, selon la 30 revendication 1, caractérisée en ce que lesdites au moins deux sortes de cathions sont des ions tous divalents. 8. - Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'une desdites au moins deux sortes de cathions est choisie dans le groupe comprenant les 35 ions plomb, baryum, cadmium, strontium, calcium, zinc et béryllium, l'autre sorte de cathions est choisie dans le groupe comprenant les ions énumérés dans le groupe ci-dessus après ledit premier ion et l'ion magnésium, ledit premier ion ayant une concentration plus élevée là où lrindice de réfraction doit être plus 40 grand. 69 07-590 44 2004043 9« - Hue structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit premier ion est l'ion plomb. 10. - Une structure en verre conductrice de lumière,, selon 5 . la revendication 9»^ caractérisée en ce que ledit aeeond ion est l*ion zinc. 11. - Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites deux sortes de cathions sont l'ion thallium et au moins un ion bivalent, la 10 concentration de l'ion thallium étant plus élevée là où l'indice de réfraction doit être plus élevé. 12. -Uae structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit ion bivalent est choisi dans le groupe comprenant les ions strontium, calcium et 15 zinc. 13* - Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites deux sortes de cathions sont au moins une sorte d'un ion métallique choisi dans le groupe comprenant le plomb, le cadmium, le zinc, le strcn- 20 tium, le calcium, et le baryum, et au moins une sorte d'un ion d'un métal alcalin, la concentration dudit ion métallique étant plus élevée là où l'indice de réfraction doit être plus élevé. 14. - Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 13» caractérisée en ce que ledit ion métallique 25 est l'ion plomb et en ce que ledit ion d'un métal alcalin est choisi dans le groupe comprenant le potassium, le sodium et le lithium. 15. - Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 13» caractérisée en ce que ledit ion métallique 30 est l'ion baryum et ledit ion d'un métal alcalin est choisi dans le groupe comprenant le potassium, le sodium et le lithium. 16. - Une structure en verre conductrice de lumière contenant au moins du thallium et un métal alcalin et ayant un axe selon lequel la lumière doit se propager, caractérisée par des 35 variations dans les concentrations dudit thallium et dudit métal alcalin en tant que ions, la concentration des ions thallium décroissant progressivement depuis ledit axe vers la surface de la structure, la concentration des ions, dudit métal alcalin croissant progressivement depuis ledit axe vers la surface, lesdites 69 07590 2004043 ,, variationsdes concentrations en ions créant dans la structure en verre une distribution de l'indice de réfraction telle que, au moins au voisinage de l'axe dans une section transversale perpendiculaire à l'-axe, l'indice de" réfraction décroît substantiel— 5 lement proportionnellement, âu carré de la distance à l'axe» 17* — Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 16, caractérisée en ce que ladite section transversale, est substantiellement eh forme de cercle» , . 18., — Une .structure en verre conductrice de lumière, selon 10 la revendication-171 caractérisée en ce que la structure en verre a un diamètre inférieur à 5mm et que la différence entre les valeurs de.l'indice de réfraction au centre et à la surface est plus grande que 0,003» 19- - Une structure en verre conductrice de lumière, selon 15 la revendication 16, caractérisée en ce que la structure en verre a une composition de verre dans laquelle un silicate est la base. . 20. - Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 19, caractérisée en ce que la structure en verre contient à l'axe de 2 à 40% en poids de TlgO," de 35 à 75^ en 20 poids de SiOg» et de 0 à 40J& en poids d'un oxyde d'un métal alcalin. 21. - Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 16, caractérisée en ce que ledit métal alcalin est le potassium. 25 22, - Une structure en verre conductrice de lumière, selon la revendication 16, caractérisée en ce que ledit métal alcalin est le sodium. 23» - Une structure en verre conductrice de lumière contenant au moins du thallium et un métal alcalin et ayant un axe se-30 Ion lequel la lumière doit se propager, caractérisée par des variations des concentrations dudit thallium et dudit métal alcalin en tant que ions, la concentration de l'ion thallium croissant progressivement depuis ledit axe vers la surface de la structure, la concentration de l'ion du métal alcalin décroissant progres-35 sivement depuis l'axe vers la surface, lesdites variations dé concentrations des ions créant dans la structure en verre une distribution de l'indice de réfraction telle que, au moins au voisinage de l'axe iselon une section transversale perpendiculaire à P T'axe, l'indice dé réfraction, croît substantiellement proportion 69 07590 46 2004043 nellement an carré dè la distance à l'axe. 24» - Méthode pour fabriquer une structure en Terre" qui conduise de là lumière selon une trajectoire interne, caractérisée par le processus'de mettre un premier Terre contenant au .moins 5 un premier cathion constituant un oiyde modificateur du verre en contact avec une source d'un second cathion constituant un oxyde modificateur, de maintenir l'ensemble à sae température à laquelle lesdits premier et second catliioae peuvent .migrer dans le verre en produisant une substitution du premier cathion. par le 10 second cathion plus grande dans le ai régions du verre plus proches de la surface, ladite substitution établissant dans le verre une distribution de l'indice de réfraction, selon laquelle l'indice de réfraction varie progressivement dans les directions perpendiculaires à ladite trajectoire, ladite trajectoire s'infléchis-15 sant du côté où. l'indice de réfraetiom âugaest©® 25. - Une méthode selon la revendication 24, caractérisée en ce que ladite source du deuxième cathion contient une petite quantité dudit premier cathion. 26* — Une méthode selon la rsTssdieation 24 s caractérisée sa 20 ce que ladite source du deuxiètas aatMoa est,un e©ï ooatensnt ledit cathion. 27. - Une méthode selon la revendication 24, caractérisée on ce que ladite source du deuxièas cathion est mi de&xièks verre contenant ledit cathion et que pendant la mise en contact dudit 25 premier verre avec ladite source àa, dsaxièae 'csthion, les premier et second verres sont fondus ensemble» 28. - Une méthode pour fabriquer «ine structure eeafrés en verre conductrice de lumière, caractérisée par le processus de maintenir à une température ils'fée irn/j structuré en vorre longs© 30 et étroite contenant à l'intér&râr &'w surface séparstrie® des ions Tl4" et à l'extérieur de ladite rax-face séparatrice au moins une sorte â'ions choisis d&us le grospe ccsatemaat M*r Ba+ 9 E+ , Eb+ * et Cs+, de produire la substitution d*ions à travers ladite séparatrice en établissant une distribution de 1'indice de réfrao-35 tion dans la région intérieure à la séparatrice a distribution selon laquelle l'indice décroît progressivement du centre vers la périphérie. 29. - Une méthode pour fabriquai une structure ea verre conductrice de lumière selon une trajectoire la traversant, carac 69 07590 47 2004043 térisée par le processas de combiner, selon une disposition laminaire, avec des surfaces séparatrices, au moins deux sortes de verres d'indices de réfraction différents, de maintenir lesdits verres à une température à laquelle se produit une diffusion à 5 travers ladite séparatrice des ions constituant des oxydes modificateurs dans les deux verres, l'indice de réfraction dans le verre variant progressivement dans les directions perpendiculaires à ladite trajectoire qui s'infléchit du côté où la lumière doit aller, les oxydes contenant des ions ne subissant pas la 10 diffusion dans les verres ayant substantiellement des concentrations molaires égales, lesdits oxydes contenant des ions ne subissant pas la diffusion étant choisis tels que les verres indépendants formés respectivement par lesdits oxydes ont substantiellement des indices de réfraction égaux. 15 30. - Une méthode pour produire une fibre de verre conduc trice de la lumière selon sa longueur, caractérisée par le processus de mettre un premier verre contenant une première sorte d'ions donnant un haut degré d'appoint à l'augmentation de l'indice de réfraction en contact avec une source d'une deuxième 20 sorte d'ions donnant un faible degré d'appoint à l'augmentation de l'indice de réfraction, à maintenir l'ensemble pendant un temps déterminé à une température à laquelle lesdites première et seconde sortes d'ions peuvent migrer dans le verre avec une substitution de la première sorte d'ions par la-seconde sorte d'ions plus 25 grande dans les régions du verre plus proches de la surface, lesdits temps et température étant réglés de façon que ladite substitution produit une distribution de l'indice de réfraction dans le verre selon laquelle l'indice de réfraction, au moins au voisinage de l'axe, décroît substantiellement en proportion du carré 30 de la distance à l'axe. 31. - Une méthode selon la revendication 30, caractérisée en ce que ladite première sorte d'ions est l'ion thallium et ladite seconde sorte d'ions est un ion d'un métal alcalin. 32. - Une méthode selon la revendication 30, caractérisée jmar-35 un processus)ultérieur à ladite substitution, d'enlever une couche superficielle sur au moins une partie de la fibre de verre, ladite couche superficielle étant une couche où l'indice de réfraction s'écarte de ladite distribution de l'indice de réfraction. 69.07590 2004043 33. - Une méthode selon la revendication 30, caraetérisée en ce que ladite source est un sel d'un métal alcalin. 34* - Une méthode selon la revendication 30» caractérisée en ce que ladite source contient un sel d'un métal alealin et une 5 petite quantité d'un sel de thallium. 35® ~ Une méthode selon la revendication 30, caractérisée en ce que ladite température est plus élevée que le point de déformation du verre et plus basse que la température de ramollissement du verre. 10 36. - Une méthode selon la revendication 30, caractérisée en ce que ladite source est un second verre contenant un oxyde de métal alcalin, et en ce que ladite mise en contact comprend la fusion simultanée desdits (premier et second verres. 37® - Une méthode selon la revendication 30, caractérisée en 15 ce que ladite seconde sorte d'ions est l'ion potassium. 38. - Une méthode selon la revendication 30, caractérisée en ce que ladite seconde sorte d'ions est l'ion sodium. 39. - Une méthode pour fabriquer une fibre de verre conductrice de la lumière selon son axe9 caractérisée par le processus 20 de mettre un verre sous forme fibreuse contenant des ions d'un métal alcalin eh contact avec une source d'ions thallium pendant un temps déterminé à une température à laquelle les deux sortes d'ions migrent dans le verre en produisant une substitution desdits ions d'un métal alealin par desdits ions thallium plus 25 grande dans les régioaedu verre plus près de sa surface, lesdits temps et température étant réglés de façon que ladite substitution établit dans le verre une distribution de l'indice de réfraction telle que l'indice de réfraction augmente substantiellement en proportion du carré de la distance à l'axe au moins au voisi-30 nage dudit axe.