En se basant sur les méthodes de design et d’étude des dispersions d’indice de réfraction des matériaux développées en interne, l’équipe RCMO est spécialisée dans la fabrication de composants optiques multicouches. Ces composants sont réalisés par dépôt physique en phase vapeur à l’aide de différentes machines présentes dans la salle blanche de l’Espace Photonique. L’équipe RCMO possède à ce jour :
– une machine Bühler/Leybold Optics HELIOS (pulvérisation cathodique magnétron assistée par plasma) associée à un contrôle optique monochromatique in-situ OMS 5100 et un contrôle optique large bande.
– deux machines Bühler/Leybold Optics SYRUSpro 710 (évaporation par canons à électrons assistée par plasma) associées à un contrôle optique monochromatique in-situ OMS 5000.
Ces machines permettent de développer un grand nombre de composants optiques, notamment :
1. des empilements pour le spatial (e.g. filtre passe-bande à profil rectangulaire et réjection large bande). Ces empilements comportent un grand nombre de couches (plus d’une centaine par face) et forte épaisseur totale (jusqu’à 25 microns et plus) qui satisfont les contraintes particulières des applications spatiales. Un grand nombre de filtres respectant de tels critères ont été réalisés (projets TARANIS, 3MI, IDEFIX…) par pulvérisation cathodique magnétron assistée, avec des écarts entre courbes expérimentales et prédictions théoriques qui n’excèdent pas quelques pourcents sur des étendues spectrales pouvant atteindre 3 octaves. Des nouveaux concepts et composants sont également étudiés dans le cadre de projet de recherche et technologie financé par le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES).
2. des composants pour les lasers et le contrôle des faisceaux. Nous nous intéressons en particulier au développement de composants adaptés aux lasers de puissance dans différents régimes temporels : du continu jusqu’aux impulsions ultracourtes, en prenant en compte à la fois les aspects de performances spectrales mais également de tenue au flux laser.
Une autre direction concerne le développement de métamatériaux ou de composants pour la mise en forme de faisceau laser à l’aide de matériaux nouveaux tels que des matériaux à changement de phase ou des matériaux à très grandes non linéarités. De tels composants sont généralement réalisés sur des substrats plans mais nous réalisons aussi des traitements pour des composants en optique guidée (OPO, résonateurs fibrés).
3. des composants pour la microscopie et l’imagerie. C’est un domaine particulièrement important dans l’optique qui nécessite le développement de composants adaptés aux besoins spécifiques des systèmes de mesure développés. Nous nous intéressons par exemple à la fabrication de nouvelles lamelles pour la microscopie de fluorescence (classique ou en réflexion totale interne) ainsi qu’au développement de lames de calibration pour ces mêmes microscopes. Ces structures sont réalisées pour supporter des résonances soit plasmoniques soit diélectriques. De tels composants résonants adaptable sur tous types de microscopes, nous permettent d’améliorer leurs propriétés sans intervenir dans l’optique du microscope.
4. le contrôle de la couleur par des empilements multicouches. Ce travail inclut l’étude des dispersions des matériaux en couches minces notamment métalliques et leur intégration dans des empilements multicouches diélectriques pour la réalisation de structures colorimétriques à variation de couleur maitrisée (que ce soit angulairement, thermiquement, par laser…). L’emploi de ces structures, pour diverses applications tels que l’industrie du luxe, les éléments de sécurité ou le design et l’art est au cœur de nos activités de recherche.
Contacts : Antonin Moreau/Julien Lumeau
