Etude des matériaux photopolymères auto développants adaptés à la création d'éléments optiques diffractifs en relief

Self-developing photopolymers materials for the fabrication of relief diffractive optical elements

• Auteur / Autrice : Céline Croutxé Barghorn
• Direction : Daniel-Joseph Lougnot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fibres optiques

Diffraction

Polymérisation

Photopolymères

Résumé

Le considérable essor des communications par fibres optiques et la miniaturisation croissante des systèmes de focalisation ou de démultiplexage de la lumière ont dopé les recherches dans le domaine de l'optique diffractive et réfractive depuis plusieurs années maintenant. Caractérisés par leur légèreté, leur faible toxicité, leur coût peu élevé, les photopolymères sont apparus comme des matériaux fort bien adaptés à la fabrication d'éléments optiques. Dans le cas particulier de films photopolymérisables minces conditionnés de telle façon que l'interface monomère - air soit libre de toute contrainte mécanique extérieure, la superposition d'un gradient de densité d'éclairement à des gradients de concentration d'espèces chimiques subissant une photolyse spatialement inhomogène, introduit des phénomènes de courbure de surface et de contraction de volume. Il est alors possible de créer des microstructures sans qu'aucun traitement chimique en phase humide ne soit nécessaire pour révéler les parties insolées. Afin de mieux comprendre certains phénomènes intervenant pendant les processus de polymérisation par voie photochimique, un procédé de fabrication de réseaux optiques à basse fréquence spatiale a été mis au point au cours de cette étude. Plusieurs méthodes de caractérisation des échantillons ont été également développées. En tenant compte de l'apparition d'un gradient d'énergie de surface comme élément moteur dans la création de microstructures, il semble maintenant possible de parvenir à une modélisation des fonctions de réponse du matériau de façon à connaître précisément les paramètres photoniques, optiques et physico-chimiques à appliquer pour obtenir les microstructures désirées. Les photopolymères auto-développants conviennent fort bien à la création de micro-lentilles sphériques, de réseaux zones et à la réplication d'hologrammes calculés par ordinateur adaptés aux longueurs d'onde se situant dans le domaine de l'infrarouge