Brevet FR2578658A1 — publié le 19860912

La présente invention concerne une plaque & micro- lentilles dans laquelle une ou plusieurs lentilles à gradient d'indice sont formées à l'intérieur d'une base transparente dont elles sont solidaires. Comme l'indique la figure 1, dans une plaque 1 à microlentilles, des lentilles 3 à gradient d'indice sont formées à l'intérieur d'une base plate et transparente 2 formée d'un verre ou d'une matière plastique. Une première surface de réfraction de chaque lentille 3 est une surface plate coincidant avec la surface de la base 2. Chaque len- tille 3 a un axe optique dirigé suivant une normale à la surface de la base 2. L'indice de réfraction de chaque lentille 3, suivant son axe optique, est maximal à la sur- face et diminue progressivement lorsque la profondeur augmente. L'indice de réfraction de chaque lentille 3, en direction perpendiculaire à l'axe optique, est aussi maximal au centre et diminue progressivement vers la péri- phérie. Chaque lentille 3 a, en plan, une configuration circulaire comme l'indique la figure 2 ou rectiligne comme l'indique la figure 3. Un procédé de fabrication d'une plaque à micro- lentilles 1 décrite précédemment est maintenant considéré à titre d'exemple. Comme l'indique la figure 4, la surface d'une base 2 de verre est recouverte d'un cache 5 empêchant la pénétration des ions, par exemple d'un mince film métal- lique. De petites ouvertures 6 ayant par exemple une forme circulaire correspondant à la configuration des lentilles 3 voulues sont formées dans le cache 5. La surface de la base 2 ayant le cache 5 est plongée dans un sel fondu 7 contenant des cations tels que des ions Tl qui accroissent l'indice de réfraction du verre de base. Ensuite, les cations du sel fondu 7 diffusent dans la base par les ouver- tures 6 formées dans le cache 5. Lorsque la diffusion des ions a été réalisée de cette manière pendant une période prédéterminée, un profil de concentration des ions est obtenu au-dessous de chaque ouverture 6 formée dans la base 2, la concentration des ions étant maximale près de l'ouverture 6 et diminuant vers les parties plus profondes et les parties périphériques des lentilles voulues 3. Ainsi, des parties ayant le gradient décrit d'indice de réfraction, c'est-à-dire les lentilles 3, sont formées. Dans une plaque classique 1 à microlentilles telle que représentée sur la figure 5, le rapport de l'épais- seur d de la lentille 3 au demi-diamètre a à la surface de la base 2 est égal à 1,0, c'est-à-dire que la section de la lentille 3 est presque complètement en demi-cercle. Lorsqu'une telle lentille a une telle section en demi-cercle, on considère qu'elle possède les meilleures caractéristiques optiques. En conséquence, on a essayé jusqu'à présent d'obte- nir des lentilles ayant des sections idéales en demi-cercle. On a constaté selon l'invention que, dans une plaque 1 à microlentilles ayant des lentilles dont le gradient d'indice est obtenu par diffusion d'ions, lorsque la section de chaque lentille est proche de la forme idéale en demi- cercle, il apparaît une aberration qui introduit une erreur entre le foyer 8A du faisceau lumineux 8 parvenant près de l'axe optique, parmi les faisceaux lumineux qui par- viennent sur la lentille 3, et le foyer 9A d'un faisceau lumineux 9 proche de la périphérie de la lentille 3. Ceci provoque une réduction de la plage d'ouverture numérique efficace d'une lentille 3. Lorsque la section de la lentille 3 a un aplatissement compris dans une gamme prédéterminée, l'aberration est réduite et l'ouverture numérique efficace de la lentille 3 peut être accrue. L'invention repose sur cette découverte. Selon l'invention, lorsque la section est aplatie, l'aberration est réduite et l'ouverture numérique efficace de la lentille est supérieure à celle d'une lentille ayant une section presque en demi-cercle. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe d'une plaque classique à microlentilles; les figures 2 et 3 sont des vues en plan repré- sentant des configurations de lentilles formées dans une plaque à microlentilles la figure 4 est une coupe d'un appareil destiné à la mise en oeuvre d'une diffusion d'ions; la figure 5 est une coupe schématique montrant la relation entre le diamètre d'une lentille et l'épaisseur, dans le cas d'une plaque classique à microlèntilles; la figure 6 est une coupe schématique d'une plaque à microlentilles selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 7 est une coupe illustrant la focalisa- tion assurée par la lentille de la figure 6; la figure 8 est une coupe représentant la focali- sation lorsque l'aplatissement de la section d'une lentille est trop faible; la figure 9 est une coupe représentant l'état de focalisation lorsque la planéité de la lentille est trop importante; la figure 10 est une coupe illustrant la relation entre l'ouverture du cache et le diamètre de la lentille, lors de la fabrication d'une lentille selon l'invention; la figure 11 est une perspective illustrant la mise en oeuvre d'un procédé de mesure de l'ouverture numé- rique efficace d'une lentille; la figure 12 est un graphique représentant la variation de l'ouverture numérique efficace NAp, portée en ordonnées, en fonction de l'aplatissement de la lentille d/a, en abscisse; et la figure 13 est un graphique représentant la variation de l'ouverture numérique efficace de la lentille, portée en ordonnées, en fonction de l'ouverture relative correspondant au rapport du diamètre de l'ouverture du cache formé sur la surface de base pendant la diffusion des ions au diamètre de la lentille obtenu. La figure 6 est une coupe d'une plaque 10 à microlentilles selon l'invention. Une lentille 12 à gradient d'indice de réfraction est formée solidairement dans une base 1il d'un verre transparent. La lentille 12 a un axe optique 13 suivant une normale à la surface de la base 11. Le profil d'indice de réfraction de la lentille 12 est tel que l'indice de réfraction est maximal près de l'intersection 14 de l'axe optique 13 et de la surface de la base 11, et il diminue progressivement vers les par- ties plus profondes et vers les parties périphériques de la lentille 12. La lentille 12 à gradient d'indice est formée par le procédé de diffusion d'ions décrit précédemment. Plus précisément, des cations tels que des ions T1 destinés à accroître l'indice de réfraction du verre de base, sont échangés avec des ions du verre tels que les ions sodium ou potassium, par l'intermédiaire d'ouvertures formées dans un cache placé à la surface de la base 11 de verre. Ainsi, le profil d'indice de réfraction de la lentille 12 est formé par le profil de concentration des ions qui ont pénétré dans le verre. Lors de l'observation d'une coupe de la plaque fabriquée de cette manière, on note la présence d'un front 12A de diffusion. Ce front 12A est formé à cause d'un changement relativement important de concentration de la matière de dopage et on l'observe au point auquel la concentration de matière de dopage est réduite à quelques pourcents de la concentration à saturation dans la base 1 de verre. Le front 12A de diffusion qui est de façon plus générale le bord 12A constituant la frontière par rapport à la masse de la base 11, donne sa configuration externe à la lentille 12 dans la base 11. Les caractéristiques optiques de la plaque 10, ayant un gradient d'indice déterminé par une concentration d'une matière de dopage dans le verre, sont déterminées par le gradient d'indice et par la configuration du profil d'indice donné par la matière de dopage. L'ouverture numérique qui détermine la vergence d'une lentille est accrue de façon générale lorsque la différence maximale d'indices de réfraction donnée par la matière de dopage augmente. Cependant, lorsque la configura- tion du profil n'est pas convenable, l'aberration augmente et l'ouverture numérique efficace diminue. La différence maximale d'indice de réfraction est sensiblement proportionnelle à la concentration de la matière de dopage dans le verre. Le profil d'indice de réfraction est formé par échange d'ions avec un rapport d'environ 1/1 des ions de dopage aux ions d'un métal alca- lin dans le verre de base. En conséquence, la différence maximale d'indice de réfraction est déterminée par la concentration des ions alcalins échangés dans la base 11 de verre. Cependant, la quantité d'ions alcalins qui peut être contenue dans un verre de base est limitée afin que la stabilité chimique du verre et sa résistance aux intempéries soient convenables. Pour cette raison, la configuration du bord d'une région ayant un gradient d'indice doit être déterminée de façon convenable afin que la lentille 12 possède une ouverture numérique élevée. Des expériences ont été réali- sées dans le cadre de l'invention pour la détermination de la configuration optimale d'une région ayant le gradient d'indice décrit précédemment dans la plaque 10 à micro- lentilles, c'est-à-dire que la relation entre la configura- tion de la lentille 12 et l'ouverture numérique efficace a été déterminée. A la suite de ces expériences, les faits suivants ont été observés. L'ouverture numérique efficace de la lentille 12 devient maximale lorsque le rapport d/a (2a étant le diamètre de la lentille 12 et d son épaisseur) a une valeur particulière inférieure à 1,0. L'aberration de la lentille 12 augmente et l'ouverture numérique efficace diminue lorsque la valeur du rapport d/a augmente ou diminue par rapport à la valeur particulière. Lorsque la configuration en coupe de la lentille 12 obtenue finalement par prolongation de la diffusion des ions décrite précédemment se rapproche d'une configura- tion en demi-cercle (d/a = 1,0) comme représenté sur la figure 8, une aberration sphérique positive apparaît, la position du foyer 15A d'un faisceau incident proche de la périphérie de la lentille 12 étant plus éloignée de celle-ci qu'un foyer 15B d'un faisceau lumineux proche de l'axe optique. L'ouverture numérique efficace de la lentille est ainsi réduite. Lorsque la valeur du rapport d/a diminue, c'est- à-dire lorsque l'aplatissement de la section de la lentille 12 augmente, l'aberration diminue. Cependant, comme l'indi- que la figure 9, lorsque l'aplatissement augmente excessi- vement, le faisceau lumineux parvenant sur les parties périphériques ayant une courbure très importante est renvoyé avec des angles plus grands que les faisceaux lumineux parvenant sur la partie centrale plate de la len- tille 12, à l'intérieur de la base 11. Une aberration sphé- rique négative augmente alors et l'ouverture numérique efficace de la lentille 12 est à nouveau réduite. En consé- quence, lorsque la configuration externe de la lentille 12 à l'intérieur de la base 11 a une surface courbe dont l'aplatissement a une valeur du rapport d/a comprise dans la plage allant de 0,46 à 0,78, l'écart de la position du foyer 15 du faisceau lumineux périphérique par rapport à celui du faisceau lumineux se trouvant sur l'axe optique est réduit comme l'indique la figure 7, et une ouverture numérique efficace élevée d'environ 0,1 ou plus peut être obtenue. En particulier, le rapport d/a est de préférence compris entre 0,5 et 0,69. On décrit maintenant un procédé convenant à la fabrication d'une plaque à microlentilles selon la présente invention. Comme l'indique la figure 10, la surface d'une base 11 telle qu'une plaque de verre transparent, est cou- verte d'un cache 16 empêchant la pénétration des ions, formé d'un mince film métallique ou analogue. Des ouvertures 17 de diffusion d'ions sont formées dans le cache 16 par une technique connue de formation de cache. La configuration de l'ouverture 17 est choisie afin qu'elle corresponde à celle de la lentille 12 à former, c'est-à-dire que l'ou- verture 17 est circulaire dans le cas d'une lentille circu- laire et allongée dans le cas d'une lentille rectiligne. Ces ouvertures 17 forment un arrangement ayant des inter- valles prédéterminés suivant l'arrangement voulu pour les lentilles 12. La taille des ouvertures 17 formées dans le cache 16 est un facteur important à prendre en considération. Lorsque les ouvertures 17 sont trop petites, la configura- tion en coupe des lentilles 12 obtenues par diffusion des ions tend vers la forme d'un demi-cercle et l'ouverture numérique efficace de la lentille 12 diminue. Cependant, lorsque les ouvertures 17 formées dans le cache 16 sont trop grandes, l'aplatissement de la section des lentilles 12 obtenues augmente et l'ouverture numérique efficace diminue à nouveau. Lorsque le rapport a/rm est réglé à une valeur comprise entre 1,75 et 4,5 (rm étant le rayon de l'ouverture 17 du cache 16 ou sa largeur dans le cas d'une ouverture allongée, et a étant le rayon de la lentille 12 à obtenir), une lentille 12 ayant une faible aberration, avec un rapport d/a compris entre 0,46 et 0,78 et une ouverture numérique efficace élevée, peut être obtenue. En particulier, lorsque le rapport a/rm est réglé de manière qu'il soit compris entre 1,9 et 3,3, une lentille 12 ayant une ouverture numé- rique efficace d'environ 0,16 ou plus peut être obtenue. La base 11 ayant le cache 16 qui comporte des ouvertures 17 dont la taille est décrite précédemment est soumise à une diffusion d'ions. Cette diffusion peut être réalisée par un procédé classique. Dans un exemple, la surface de la base 11 portant le cache 16 est plongée dans un sel fondu tel qu'un sulfate ou un nitrate contenant des cations tels que des ions T1. Lorsque la température - 35 de diffusion des ions est trop faible, le coefficient de diffusion est petit et il faut longtemps pour l'obtention d'une lentille 12 de dimensions voulues. Cependant, lorsque la température de diffusion est trop élevée, le verre de base se déforme thermiquement. En conséquence, la diffusion des ions est de préférence réalisée à une température comprise dans la plage limitée par des températures qui sont respectivement inférieure et supérieure de 507C à la température de transition vitreuse (Tg). Dans le mode de réalisation précédent, le verre est utilisé comme base. Cependant, le matériau de la base n'est pas aussi limité, et le quartz, une céramique, une matière plastique ou d'autres matières convenables peuvent être utilisées. Par exemple, lors de l'utilisation d'une matière plastique pour la formation d'une plaque à micro- lentilles, un monomère destiné à former un polymère d'indice de réfraction relativement faible est partiellement polymé- risé afin qu'il forme une base analogue à un gel. Cette base est alors recouverte d'un cache ayant des ouvertures de dimensions prédéterminées. Après diffusion dans la base d'un monomère destiné à former un polymère d'indice de réfraction relativement élevé, la base est chauffée afin que la polymérisation soit totale. La présente invention est maintenant décrite dans certains exemples. Exemple 1 On prépare cinq bases. Chacune des bases a une dimension de 48 x 48 x 2 mm et est formée d'un verre dont la composition contient 60 moles % de SiO2, 4 moles % de B203, 15 moles % de ZnO, 8 moles % de K2O et 13 moles % de Na20. Après dépôt de films de titane de 1 >m d'épaisseur formant des caches empêchant la pénétration des ions à la surface de ces bases, par pulvérisation, 9 types d'ouver- tures circulaires ayant des diamètres variant par pas de ,um, entre 20 et 100 pm, ont été formés dans les films de titane avec une matière d'attaque à base d'acide fluorhy- drique, par photolithographie. Les côtés des bases ayant les caches ont été trempés dans des sels fondus obtenus par chauffage d'un mélange de 60 moles % de T12SO4 et moles % de ZnSO4 à 490 C, puis ont subi un échange d'ions pendant 2 heures, 4 heures, 8 heures, 12,5 heures et 17 heures. Après l'échange d'ions, les surfaces des bases ont été polies afin que les films de titane soient retirés et qu'elles soient aplaties. Les caractéristiques des lentilles à gradient d'indice formé dans les bases ont été mesurés. Les résultats obtenus figurent dans les tableaux I à V, pour chacune des duréesd'échange d'ions. Tableau I (Temps de diffusion: 2 h) Diamètre Diamètre de Ouverture Aplatissement Distance NAf NAp d'ouverture lentille relative d/a focale f (a/f) de cache 2a (jum) a/rm (Pm) 2 rm (um) 171 1,70 0,41 1700 0,05 0,05 163 1,78 0,44 1100 0,07 0,06 149 1,88 0,47 620 0,12 0,11 o 140 2,0 0,50 389 0,18 0,17 132 2,17 0,54 324 0,2 0,19 114 2,28 0,56 283 0,2 0,19 104 2,60 0,62 274 0,19 0,18 94 3,13 0,68 313 0,15 0,14 4 _. _ A,c TABLEAU II (Temps de diffusion: 4 h) Diamètre Diamètre de Ouverture Aplatissement Distance NAf NAp d'ouverture lentille relative d/a focale f (a/f) de cache 2a (>m) a/rm (>m) 2 rm (,um) 215 2,15 0,53 620 0,17 0,18 207 2,30 0,57 555 0,19 0,19 195 2,44 0,59 511 0,19 0,20 184 2,63 0,62 460 0,20 0,19 , i 171 2,85 0,65 425 0,20 0,18 160 3,20 0,69 385 0,21 0,16 144 3,60 0,72 377 0,19 0,12 121 4,03 0,75 372 0,16 0,10 2n 102 5,10 0,80 365 0,14 0,07 C tn Co TABLEAU III (Temps de diffusion: 8 h) Diamètre Diamètre de Ouverture Aplatissement Distance NAf NAp d'ouverture lentille relative d/a focale f (a/f) de cache 2a (pm) a/rm (gm) 2rm (pm) 232 2,32 0,57 567 0,21 0,21 221 2,46 0,59 563 0,20 0,20 207 2,59 0,61 498 0,21 0,18 195 2,79 0,64 487 0,20 0,15 184 3,07 0,67 416 0,22 0,15 173 3,46 0,71 341 0,25 0,13 157 3,93 0,75 290 0,27 0,10 137 4,57 0,78 237 0,29 0,10 V 106 5,30 0,81 291 0,18 0,06 TABLEAU IV (Temps de diffusion: 12,5 h) Diamètre Diamètre de Ouverture Aplatissement Distance NAf NAp d'ouverture lentille relative d/a focale f (a/f) de cache 2a (>m) a/rm (im) 2rm (>m) 278 2,78 0,64 559 0,25 0,18 253 2,81 0,64 497 0,25 0,16 243 3,04 0,67 486 0,25 0,16 _ 230 3,29 0,70 439 0,26 0,16 210 3,50 0,71 421 0,25 0,15 200 4,0 0,75 374 0,27, 0,13 185 4,63 0,78 355 0,26 0,12 171 5,70 0,82 353 0,24 0,12 67 3,35 0,70 367 0,11 0,11 Co TABLEAU V (Temps de diffusion: 17 h) Diamètre Diamètre de Ouverture Aplatissement Distance NAf NAp d'ouverture lentille relative d/a focale f (a/f) de cache 2a (pm) a/rm (gm) 2rm (>m) 303 3,03 0,67 650 0,23 0,17 280 3,11 0,68 561 0,25 0,15 270 3,44 0,71 505 0,27 0,15 258 3,69 0,73 450 0;29 0,15 242 4,03 0,75 429 0,28 0,13 210 4,20 0,76 392 0,27 0,13 210 5,25 0,81 370 0,28 0,12 184 6,13 0,84 516 0,18 0,16 -4 Co Co Sur les tableaux I à V, la distance focale f de la lentille a été considérée comme étant la distance com- prise entre la surface de la base et la position de plus grande luminance lorsqu'un faisceau d'un laser He-Ne de 633 nm de longueur d'onde a éclairé le côté de la base n'ayant pas de lentille. NAf est une valeur obtenue par division du rayon de la lentille par la distance focale et représente l'ouver- ture numérique. Cependant, cette ouverture numérique n'est pas efficace dans toutes les régions de la lentille lorsque celle-ci a une aberration. Pour cette raison, comme l'indique la figure 11, un dessin 18 en forme de réseau ayant des intervalles de 2 mm a été placé à une distance de 60 mm en avant de la plaque 10. Une image formée par la lentille 12 de la plaque a été observée avec un microscope 19 de 2,5 x 5. Suivant les résultats d'observation, lorsque la lentille 12 a une aberration, les régions de la lentille 12 ayant l'aberration ne contribuent à la formation de l'image et l'angle de champ est réduit. Le sinus du demi-angle de champ est indi- qué comme ouverture numérique efficace NAp dans les tableaux I à V. La figure 12 est un graphique représentant la varia- tion de l'ouverture numérique efficace NAp en fonction du rapport d'aplatissement d/a de la lentille 12. On note sur la figure 12 que l'ouverture numérique efficace de la plaque 10 est maximale lorsque le rapport d'aplatissement d/a de la lentille 12 est d'environ 0,58. Ceci est dû au fait que l'aberration sphérique de la lentille 12 varie d'une valeur négative à une valeur positive et que l'aber- ration est minimale lorsque le rapport d/a est d'environ 0,58. On note aussi qu'une ouverture numérique efficace de 0,16 ou plus peut être obtenue lorsque le rapport d/a est compris entre 0,5 et 0,69, et une ouverture numérique efficace de 0,1 ou plus peut être obtenue lorsque le rapport est compris entre 0,46 et 0,78. La figure 13 représente la variation de l'ouverture numérique efficace NAp de la lentille 12 en fonction de l'ouverture relative du cache 16. Le rapport du diamètre 2a de la lentille 12 au diamètre 2rm de l'ouverture 17 du cache 16 est porté en abscisse. On note sur cette figure qu'une ouverture numérique efficace d'environ 0,1 ou plus peut être obtenue lorsque le rapport a/rm est compris entre 1,75 et 4,5, et une ouverture numérique efficace d'environ 0,16 ou plus peut être obtenue lorsque le rapport a/rm est compris entre 1,9 et 3,3. Exemple 2 - 10 Trois bases formées de verre ayant la même composi- tion que dans l'exemple 1 ont été préparées. Après dépôt de films de titane à la surface des bases, formant des films s'opposant à la pénétration des ions, des ouvertures de 400 jum de diamètre ont été formées dans les caches. Les bases portant les caches ont été trempées dans un sel fondu à 490 C pendant 16 heures, 144 heures et 576 heures afin que des plaques à microlentilles soient préparées. Pour les temps respectifs de diffusion, les diamètres 2a des lentilles formées dans les bases ont été de 0,6mm, 0,9 mm et 1,6 mm, les épaisseurs d des lentilles étaient de 0,1 mm, 0,25 mm et 0,6 mm, les distances focales étaient de 2,5 mm, 2,25 mm et 6,7 mm, et les ouvertures numériques efficaces NAp observées à l'aide d'un dessin en formederéseau étaient de 0,12, 0,2 et 0,12. Les rapports d'aplatissement d/a dans les lentilles respectives étaient de 0,33, 0,56 et 0,75 et les rapports a/rm des rayons a des lentilles aux rayons rm des ouvertures des caches étaient de 1,5, 2,25 et 4,0. On note d'après les résultats qui précèdent que, lorsque le rapport de planéité est d'environ 0,56 dans le cas d'une lentille ayant un diamètre d'environ 0,9 mm, l'aberration peut être réduite et l'ouverture NA peut être rendue maximale. Exemples 3 à 8 Dans ces exemples, des bases formées de verre ayant les compositions indiquées dans le tableau VI ont été prépa- rées. On a utilisé, comme matières premières pour les compo- sitions respectives, de la poudre de silice, de l'acide borique, de l'oxyde de zinc, du carbonate de potassium, du carbonate de sodium, de la zircone, de l'hydroxyde d'alu- minium, de l'oxyde d'antimoine et de l'anhydride arsénieux. Ces différentes matières ont été mélangées en quantités prédéterminées, et les mélanges résultants ont été placés dans des creusets de platine. Les creusets ont été mis dans des fours électriques chauffés entre 1250 et 1500 C afin que les matières fondent. Les matières ont alors été bien agitées afin qu'elles forment des verres homogènes, puis elles ont été placées dans des moules à des tempéra- tures comprises entre 1000 et 1250 C puis refroidies progres- sivement afin qu'elles forment les verres indiqués dans le tableau VI. Les plaques de verre préparées de cette manière ont été découpées en bases carrées de 50 mm de côté et polies jusqu'à une épaisseur de 5 mm. Des films de titane ont été formés afin qu'ils empêchent la pénétration des ions, sur une face de chacune des bases. Des ouvertures circulaires ont été formées dans les films de titane par un procédé photolithographique classique. Le diamètre des ouvertures était d'environ 100 pm dans le cas de l'exemple 3. Les bases de verre portant les films constituant les caches ont été trempées dans un sel fondu d'un mélange contenant 60 moles % de sulfate de thallium T12SO4 et 40 moles % de sulfate de zinc ZnSO4, afin que l'échange d'ions soit réalisé. La température du sel fondu était réglée à 100C environ au-dessus de la température de transition vitreuse de chacun des verres du tableau VI. A titre de témoin, on a préparé une base de verre optique BK-7 utilisé habituellement comme verre pour la base d'une plaque à microlentilles, et on lui a fait subir un échange d'ions comme décrit précédemment. Au cours de l'opération d'échange d'ions, dans les exemples 3, 6 et 7 et dans le cas du témoin, un champ électrique continu d'environ 30 V a été appliqué entre les deux faces de chaque base et aucun champ électrique n'a -été appliqué dans les autres exemples. Après l'échange d'ions, les caches formés sur les surfaces des bases ont été retirés, et les diamètres et les ouvertures numériques des lentilles à gradient d'indice formées dans les bases ont été mesurés. Les résultats obtenus figurent dans la moitié inférieure du tableau VI. TABLEAU VI (Unité: moles) Exemple 3 4 5 6 7 8 Témoin (BK-7) Composition SiO2 60 60 60 74 66 65 75,0 2 4 4 8 10,2 ZnO 10 14 14 K20 10 8 10 5 3 8 4,8 Na20 15 13 15 9 11 20 9,6 ZrO2 zro2 1 '1 1 CaO 8 BaO 1 0,5 MgO 9 A1203 2 7 Température de 1250 1300 1250 1450 1450 1550 1450 fusion Température de 472 490 462 550 542 520 555 transition Indice de réfrac- 1,5296 1,5403 1, 5369 1,520 1,513 1,511 1,52 tion TABLEAU VI (suite) (Unité: moles) Exemple 3 4 5 6 7 8 Témoin *(BK-7) Composition Diamètre de 0,6 0,2 2,5 0,9 0,8 2,6 0,8 lentille (mm) - Ouverture numé- 0,32 0,20 0,35 0,2 0,18 0,36 0,13 rique (NA) Temps d'échange 6 h 2 h 2 d 6 h 6 h 2 d 6 h d'ions Condition de * ** ** * * ** * diffusion * Champ électrique appliqué ** Pas de champ électrique appliqué Les plaques à microlentilles des exemples 3 à 8 n'avaient pas de régions dévitrifiées ou corrodées à la surface du verre et étaient très transparentes. Au contraire, le verre BK-7 du témoin avait une mince couche trouble formée par corrosion de la surface du verre par le sel fondu. Comme l'indique la comparaison de l'exemple 7 et du témoin correspondant à un même diamètre de lentille, les plaques à microlentilles formées des verres des exemples 3 à 8 comme bases peuvent donner des ouvertures numériques suffisamment grandes même lorsque les lentilles ont de très faibles diamètres inférieurs ou égaux à 1 mm. Les constituants respectifs des compositions de verre des exemples 3 à 8 sont maintenant décrites en détail. SiO2 est un constituant essentiel du verre. Lorsque la teneur en SiO2 est inférieure à 45 %, la durabilité et la stabilité du verre sont réduites. Lorsque la teneur en SiO2 dépasse %, la température de fusion du verre augmente, les quanti- tés nécessaires des autres constituants ne peuvent pas être ajoutées, et des lentilles ayant une différence élevée d'in- dice de réfraction ne peuvent pas être obtenues. En consé- quence, la teneur en SiO2 doit être comprise entre 45 et % et de préférence entre 55 et 75 %. B203 permet une fusion facile du verre. Cependant, lorsque B203 est ajouté en quantités trop importantes, des filets peuvent se former par évaporation et une déforma- tion de la lentille peut être provoquée après échange d'ions. En conséquence, la teneur en B203 doit être maintenue entre 0 et 8 %. ZnO élargit la plage des températures de vitrifica- tin, abaisse la température de fusion, améliore la résis- tance à la dévitrification et la durabilité, et a un effet de réduction de la vitesse d'échange d'ions qui est plus faible que celui d'autres oxydes modificateurs ayant une valence égale à 2. Lorsque la teneur en ZnO est inférieure à 2 %, la résistance à la dévitrification et la durabilité du verre sont mauvaises. Lorsque la teneur en ZnO dépasse 20 %, la durabilité du verre redevient mauvaise. En consé- quence, la teneur en ZnO doit être comprise entre 2 et % et de préférence entre 5 et 15 %. ZrO2 a un effet important d'amélioration de la résis- tance aux intempéries du verre. Cependant, lorsque la teneur en ZrO2 dépasse 2 %, la fusion du verre devient difficile. En conséquence, la teneur en ZrO2 doit être comprise entre 0 et 2 %. A1203 a pour rôle d'améliorer la résistance aux intempéries du verre et la résistance au sel fondu dans l'opération d'échange d'ions, comme dans le cas de ZrO2. Lorsque la teneur en Al 203 dépasse 7 %, les caractéristiques du verre à la fusion sont détériorées. En conséquence, la teneur en Al 03 doit être comprise entre 0 et 7 % et de préférence entre 0 et 5 %. CaO, MgO et BaO élargissent la plage des températures de vitrification du verre et améliorent sa résistance aux intempéries. Ces constituants peuvent être ajoutés en quantité totale comprise entre 0 et 10 %. Dans les exemples 3 à 8, le constituant le plus important du verre est un oxyde d'un métal alcalin ayant une valence égale à "1 (appelée R20 dans la suite). Comme décrit précédement, dans un procédé de fabrication d'une plaque à microlentilles par échange d'ions, des ions ayant une valence égale à 1 et un rapport relativement faible de polarisation électronique, contenus dans le verre de base, et des ions ayant un rapport élevé de polarisation électronique tels que les ions Tl ou Ag, sont partiellement échangés afin qu'un profil de gradient d'indice soit formé dans cette région d'échange partiel. R20 joue le rôle d'ions échangés. Lorsque la teneur en R20 est inférieure à 8 %, l'ouverture angulaire (g) de la lentille est réduite à une valeur inutilisable en pratique. Cependant, lorsque la teneur en R20 dépasse 35 %, la durabilité du verre diminue brutale- ment. En conséquence, la teneur totale en R20 doit être comprise entre 8 et 35 % et de préférence entre 12 et 28%. R est de préférence Li ou Na afin que la différence maximale An d'indice de réfraction de la lentille soit accrue. K et Cs sont préférables lorsque l'on considère les contraintes exercées sur la structure du verre après échange par des ions Tl ayant un rayon important. En conséquence, la compo- sition du verre de la base de la plaque à microlentilles contient de préférence au moins un élément choisi parmi Li et Na et au moins un élément choisi entre K et Cs, leur quantité totale correspondant à la plage indiquée précédem- ment. Un ou plusieurs oxydes choisis parmi SrO, PbO, TiO2 et La203 peuvent être ajoutés en plus des ingrédients indiqués précédemment, en quantité totale inférieure ou égale à 8 %, dans les compositions de verre des exemples 3 à 8. Ces ingré- dients peuvent élargir la plage des températures de vitri- fication et peuvent améliorer les caractéristiques du verre à la fusion. Lorsque ces ingrédients sont ajoutés au-delà de la plage précitée, l'échange d'ions ne peut pas être réalisé régulièrement. Les verres des exemples 3 à 8 peuvent en outre conte- nir au maximum 0,5 % de Sb203 ou As203 jouant le rôle d'un agent améliorant la transparence lors de la fusion du verre. Selon l'invention, des plaques à microlentilles présentant une faible aberration et une ouverture numérique efficace importante peuvent être obtenues. Les plaques à microlentilles selon l'invention sont utiles dans des applications très diverses, telles que la transmission normale d'images, la focalisation de fais- ceaux optiques et la collimation de systèmes optiques. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Plaque (10) à microlentilles dans laquelle des lentilles (12) à gradient d'indice ayant chacune un axe optique suivant une normale à une surface d'une base trans- parente (11) et un profil d'indice de réfraction variant progressivement dans la direction de l'axe optique et en direction perpendiculaire à cet axe, sont formées dans la base rransparenre (11) don- elles ssnt solidaires, caractérisée en ce que le rapport d/a (d étant l'épaisseur de la lentille (12) à gradient d'indice suivant l'axe opti- que et 2a étant le diamètre de la lentille (12) à gradient d'indice sur une surface de la base transparente (11)) est compris entre 0,46 et 0,78. 2. Plaque (10) à microlentilles selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que la base (11) est formée d'un verre et les lentilles (12) à gradient d'indice sont formées par diffusion d'ions. 3. Plaque (10) à microlentilles selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le rapport d/a satisfait à la relation 0,54 d/a. 0,69. 4. Plaque (10) à microlentilles selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que la base (11) est formée d'un verre qui contient, comme gradients principaux, 45 à 80 moles % de SiO2, 8 à 35 moles % d'un oxyde d'un. métal alcalin, 2 à 20 moles % de ZnO, 0 à 8 moles % de B203, 0 à 7 moles % de Al203, 0 à 2 moles % de ZrO2 et 0 à moles % de CaO + BaO + MgO. 5. Procédé de fabrication d'une plaque (10) à micro- lentilles comprenant la formation dans une base transpa- rente (11) de lentilles (12) à gradient d'indice qui sont solidaires de la base et qui ont un profil d'indice corres- pondant à un gradient de concentration d'une substance destinée à augmenter l'indice de réfraction de la base transparente (11), la formation d'un cache (16) empêchant la diffusion, ayant des ouvertures prédéterminées (17), sur une face de la base transparente (11), et la diffusion de la substance dans la base transparente (17) par, l'inter- médiaire des ouvertures (17), caractérisé en.ce que le rapport a/rm (rm étant le rayon des ouvertures (17) et a étant le rayon des lentilles (12) à gradient d'indice qui doivent être formées) satisfait à la relation 1, 75, a/rm 4,5. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport a/rm satisfait à la relation 1_ 9