Responsables
G.
Albrand
et M. Lequime
Fabrication de
filtres optiques
Thèmes Généraux
Couches Minces Optiques
Filtres Interférentiels Multicouches
filtres à cavités substrats (OIC 2004)
Synthèse
d'empilements
(OIC 2004)
Caractérisations
Optiques (OIC 2004)
Matériaux pour le V-UV, NIR, et FIR
Techniques de Dépôt sous vide avec Assistance Ionique et Plasma
Multiplexage Dense en Longueur d'onde
Filtres optiques Accordables
Chercheurs
&Enseignants-Chercheurs
C. Amra, DR, CNRS (25%)
F. Lemarchand, MCF, ENSPM
F. Lemarquis, MCF, ENSPM
M. Lequime,Professeur, ENSPM
Ph. Torchio, MCF, UIII
Personnels IATOS/ITA
P. Bentoza, SAR, CNRS (33%)
M. Juarez, ADT, LOSCM (33%)
G. Albrand, IR, CNRS
M. Cathelinaud, IR, CNRS
C.Kok, CNRS
G. Marchand, AI, CNRS
L.Roussel, IE, CNRS
J-P. Spinelli, TCE, ENSPM
Doctorant
J. Lumeau
(CNRS/Région)
J.Floriot (CIFRE)
L.Abel(MENSR)
R.C.M.O.
Recherche en matériaux, technologie et composants de Couches Minces Optiques
L'équipe
"Couches Minces Optiques" se doit de pouvoir
maîtriser environ une vingtaine de matériaux
diélectriques ou métalliques en couches minces pour
couvrir un domaine d'applications allant de l'UV (190 nm)
jusqu'au moyen infra-rouge (16 µm). Sa vocation
première consiste à "inventer" et améliorer
les moyens théoriques, expérimentaux et technologiques
pour répondre à tout nouveau problème de filtrage
optique, en tenant compte des caractéristiques
mécanique, thermique, "climatique" ou de
vieillissement, d'endommagement sous flux lumineux,
particulaire ou sous plasma… Précisons également
que ces études doivent, chaque fois que le contexte le
requiert, déboucher sur un composant finalisé et
destiné à être intégré dans un ensemble plus
complexe, de sorte que l'aspect "système" est
également pris en compte, de même que les opérations
du type "transfert de technologie".
Les problèmes de synthèse de filtres à partir de
séquences alternées pour constituer un système
interférentiel multicouche demeurent d'actualité, en
particulier si l'on veut s'affranchir de toute
"solution de départ". Des méthodes
analytiques directes ou numériques inverses, sur la base
d'incréments déterministes ou aléatoires, dans le plan
réel ou de Fourier, sont couramment explorées dans ce
but. Les mêmes techniques sont développées pour la
synthèse en espace modal, où les extrémités de fibres
optiques et guides plans multicouches sont concernés.
Les technologies de réalisation font appel aux
techniques du vide et à l'évaporation réactive par
canon à électrons. Ces technologies bénéficient
également de l'assistance ionique, qui permet d'obtenir
des matériaux en couches minces amorphes avec des
propriétés passives (densité, dureté, paramètres
optiques et thermiques…) quasiment identiques à
celles du matériau massif.
D'autres techniques comme la pulvérisation ionique
peuvent remplacer l'évaporation, selon l'objectif
visé… L'élaboration de ces matériaux constitue un
processus complexe, en particulier pour réduire les
pertes optiques par diffusion et absorption à des
niveaux inférieurs à 10-5, ou pour maîtriser les
phénomènes de claquage sous flux intense, d'adhérence
ou de contrainte mécanique…
De façon générale, la plupart des problèmes de
filtrage sont aujourd'hui "large-bande", ce qui
accroît la complexité des empilements pouvant
présenter plus de 100 couches minces transparentes et
(ou) semi-conductrices, d'épaisseurs indépendantes et
précises à quelques millièmes près.
Dans ces conditions, le contrôle in situ de la formation
des systèmes interférentiels, ou de l'uniformité des
flux de matière, devient crucial, de sorte que des
techniques spécifiques sont développées dans ce but
(automatisation complète des processus à l'aide de
contrôle optique polychromatique et séquentiel hors de
l'axe de rotation, mise en vibration des flux de matière
émise…). En particulier, nous sommes directement
concernés et impliqués par l'explosion du besoin en
télécommunications, par l'intermédiaire de filtres
interférentiels étroits DWDM (Dense Wavelength
Division Multiplexing) présentant des bandes passantes
de l'ordre de l'Angström dans le P.I.R.. On imagine
aisément le saut technologique à franchir pour être
compétitif dans ce domaine…
Enfin, nous avons l'ambition d'étendre nos compétences
au cas de systèmes interférentiels ajustables et (ou)
accordables, en mettant en oeuvre des techniques
d'élaboration de matériaux actifs en couches minces.
Ceci constitue évidemment un point capital pour un grand
nombre d'applications (filtres télécom. accordables,
matériaux luminescents et composants optroniques
innovants, protection laser…).
Pour conclure, on doit souligner le fait que l'équipe
intervient également, activement et quotidiennement, sur
un grand nombre de thématiques du laboratoire, comme
l'endommagement laser et les effets non linéaires, les
micro-cavités luminescentes, les filtre anisotropes et
les guides d'onde, les réseaux… Le maintien d'une
technologie de haut niveau, avec quatre unités
d'élaboration de matériaux, et de nombreux outils de
caractérisation, constitue ainsi une clé de voûte qui
permet d'initier, concrétiser ou infirmer un grand
nombre d'idées nouvelles au sein du laboratoire et de
notre communauté scientifique en général.