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Science des matériaux
/ 29-09-2020
Duris Maxime
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Les filtres optiques à grand nombre de couches minces constituent un élément clé de la performance et de l’innovation des systèmes optiques. Les revêtements de surface dédiés à l’optique sont des vecteurs de recherche dans tous les secteurs industriels associés à l’optique. La conception et la réalisation des filtres optiques multicouches à grand nombre de couches minces opérant dans le moyen infrarouge de 2 µm à 15 µm sont la problématique de recherche de ces travaux de thèse. Dans cette thèse, l’accent a été mis sur l’étude, le déploiement, l’amélioration et l’optimisation des procédures de dépôt du Sulfure de Zinc (ZnS) et de Germanium (Ge). L’optimisation des constantes optiques du Germanium en fonction des paramètres de dépôt par la méthode des plans d’expériences est présentée et discutée. Un plan d'expérience a été utilisé pour étudier et optimiser les conditions de dépôt du Germanium. Ce plan d'expérience traitait 4 paramètres de dépôt : la vitesse de dépôt, le vide avant dépôt, la pression de dépôt et l'assistance ionique (IAD) Les résultats extraits du plan d’expérience comprennent les effets importants de la vitesse de dépôt, de l’assistance ionique de compactage et de leurs interactions, l’effet dissipatif du vide avant dépôt et de la pression de dépôt dans l'enceinte de dépôt sur l’énergie de croissance de la couche mince, et l’obtention d’un ensemble de conditions de dépôt optimisées pour réaliser des couches minces de Germanium avec un indice de réfraction le plus haut possible et un coefficient d’extinction le plus bas possible. Les mises en empilement des matériaux nous ont permis de réaliser plusieurs types de filtres optiques, des revêtements antireflets de 2 µm à 14 µm composés de 2 à 11 couches minces, un miroir à 10,6 µm en 9 couches minces ou bien un filtre dichroïque composé d'un miroir de 2 µm à 5 µm et d'un revêtement antireflet de 8 µm à 14 µm constitué de 29 couches minces. Nous avons pu étudier la fiabilité et la robustesse des couches minces des matériaux améliorés et optimisés.
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