Nouveaux materiaux a gradient d'indice pour l'optique : etude des procedes de fabrication existants et developpement de methodes de caracterisation

par LUC FROEHLY

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Isabelle Verrier.

Soutenue en 2000

à SAINT ETIENNE .

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  • Résumé

    Les composants a gradient d'indice sont, au vu des simulations effectuees a l'aide de codes de calculs optiques (code v), d'un grand interet pour la correction des combinaisons optiques de haute qualite. Les calculs indiquent, en effet, que la realisation de composants a profil d'indice et de dispersion controles peut permettre la correction d'aberrations d'ordres eleves tel que le sphero-chromatisme. Actuellement plusieurs methodes existent pour fabriquer des composants a gradient d'indice (procedes de diffusion, procedes de pecvd, procedes sol gel etc), cependant aucune de ces methodes ne permet l'obtention simultanee des profils d'indice et de dispersion adaptes ainsi que les dimensions requises dans des materiaux de qualite optique acceptables. Quant aux methodes de caracterisation (2 e m e volet de notre etude) elles ne sont optimales que pour les composants d'optique guidee ou les materiaux a gradient constant. Nous avons de surcroit montre dans notre etude que la mesure d'indice de refraction ne peut s'effectuer qu'avec une precision qui depend de la pente locale du gradient. Pour chaque methode de caracterisation il existe bien sur des limites inherentes a chacune d'entre elles. De plus, quelle que soit la methode utilisee la mesure d'indice de refraction dans les gradients est fondamentalement limitee par les incertitudes induites sur les directions des rayons (normales aux surfaces d'onde) dues a la diffraction. Ces concepts ont ete developpes dans le manuscrit autour de trois procedes de caracterisation optique classique que nous avons adaptes a notre probleme (ellipsometrie a zero type brewster ; methode du couteau de foucault ; methode de la caustique). Il a ete trouve, a titre d'exemple, que pour un gradient d'indice de 10 2/mm la precision sur la mesure de l'indice de refraction (et donc sur sa definition meme !) tombe a 10 2 10 3 au lieu de 10 5 10 6 pour un verre homogene.

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Informations

  • Détails : 140 p.
  • Annexes : 37 ref.

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  • Bibliothèque : Université Jean Monnet. Service commun de la documentation. Section Sciences.
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