Lucas ARSAC soutiendra sa thèse intitulée « Développement de stratégies de contrôle optique pour la fabrication de filtre optique en couches minces par technologie de dépôt physique en phase vapeur » le jeudi 4 décembre 2025 à 10h00 en Amphithéâtre Ponte, campus St Jérôme à Marseille.
La présentation, ainsi que les planches, seront en anglais.
Le jury est composé de :
– Laurent Pinard, LMA, rapporteur
– Antoine Moreau, Université Clermont-Auvergne, rapporteur
– Claude Amra, Institut Fresnel, Président du jury
– Jean-Yves Natoli, Institut Fresnel, Examinateur
– Marine Chorel, CEA CESTA, Examinatrice
– Ulf Brauneck, Schott Suisse SA, Examinateur
– Harro Hagedorn, Bühler Leybold Optics, Invité
– Detlef Arhilger, Bühler Leybold Optics, Invité
– Vincent Halgand, Bühler SAS, Invité
– Fabien Lemarchand, Institut Fresnel, Co-directeur de thèse
– Julien Lumeau, Institut Fresnel, Directeur de thèse
Résumé : Les filtres optiques en couches minces sont aujourd’hui utilisés dans de multiples applications scientifiques et industrielles de pointe, tels que les lasers de haute précision ou systèmes d’imagerie avancés. Ces filtres sont constitués d’un empilement de couches nanométriques (de quelques dizaines à plusieurs centaines), dont l’épaisseur influe directement les performances spectrales du filtre. Pour des filtres optiques haute performance, une précision sub-nanométrique est généralement requise sur l’épaisseur des couches déposées. Garantir un tel niveau de précision durant la fabrication constitue un véritable défi et demeure aujourd’hui l’un des principaux obstacles à l’amélioration des performances des composants optiques actuels. Dans ce contexte, mes travaux de thèse se concentrent sur une technique de contrôle optique monochromatique, permettant le contrôle avec une grande précision l’épaisseur des couches minces déposées. Cette technique se base sur la mesure de l’évolution de la transmittance du filtre, en temps réel et in-situ, au cours du dépôt. Bien que particulièrement performante, cette dernière est toutefois délicate à utiliser en pratique : sélectionner une longueur d’onde de contrôle qui n’est pas parfaitement adaptée au filtre voulu mène inévitablement à une baisse significative de la précision du contrôle de l’épaisseur des couches et, par conséquent, à une dégradation de la réponse finale du filtre fabriqué. Pour répondre à cette problématique, j’ai développé un panel d’algorithmes capables de sélectionner automatiquement des longueurs d’onde de contrôle pertinentes à utiliser pour un filtre optique donné. Ces méthodes ont été testées sur une grande variété de designs allant de simples traitements antireflets à de complexes filtres multi passe-bandes et validées expérimentalement via de nombreuses réalisations. L’ensemble de ces développements a été implémenté dans un logiciel dédié, développé dans le cadre de cette thèse et transféré à notre partenaire industriel Bühler Leybold Optics. Cet outil a pour objectif de d’aider et d’assister les ingénieurs de dépôt Bühler dans leur routine de fabrication de filtres. Ces travaux de thèse ont permis de montrer que, bien qu’il n’existe pas de solution universelle, il est possible de déterminer automatiquement des stratégies de contrôle à l’aide d’algorithmes, avec un haut taux de réussite en pratique, justifiant leur pertinence et intégration dans un cadre de fabrication industrielle.
Mots-clés : Dépôt physique en phase vapeur, Dépôt par pulvérisation magnétron, Couches Minces Optiques, Filtres optiques, Contrôle optique, Stratégie de contrôle optique, Développement d’Algorithmes, Transfert Technologique
