FR2658619A1

FR2658619A1 - Miroirs interferentiels multifractals de dimensions fractales entre 0 et 1.

Info

Publication number: FR2658619A1
Application number: FR9002082A
Authority: FR
Inventors: Megademini Taoufik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1991-08-23
Anticipated expiration: 2010-02-19
Also published as: FR2658619B1

Abstract

L'invention concerne un miroir multicouche autosimilaire permettant de réfléchir sélectivement et simultanément des rayonnements de longueur d'onde différente. L'empilement est multifractal. Il est constitué d'empilement de couches minces construit selon l'ensemble de Cantor généralisé. On le construit de la manière itérative suivante: soit Gj la multicouche obtenue à l'étape j, son épaisseur est hj . La multicouche Gj + 1 est obtenue en ajoutant à G , la réplique Gj translatée de la distance (mj + 1 - 1) hj dans la direction de la stratification de telle sorte que l'épaisseur de la multicouche Gj + 1 est hj + 1 = mj + 1 hj . On dépose dans l'espace vide entre la réplique Gj translatée et la multicouche Gj non translatée, un matériau d'indice optique nj + 1 (j=1;2;...; N). Le dispositif est donc constitué d'un support (1), du germe (2) qui est un empilement de couches, du premier milieu espaceur (3), du 2ème milieu espaceur (5) et ainsi de suite. A l'étape zéro, on a un germe (2), à l'étape une, on a deux germes (4) et à l'étape j, on a 2j germes. L'empilement se fait à l'aide des techniques d'évaporation sous vide. La multicouche selon l'invention est particulièrement destinée à réflèchir parfaitement et sélectivement un spectre discontinu et/ou continu de rayonnements électromagnétiques et de neutrons.

Description

----- La présente invention concerne un dispositif pour, d'une part, réfléchir, filtrer et polariser les divers rayonnements électromagnétiques et les neutrons et, d'autre part, obtenir et améliorer des propriétés électriques, magnétiques et électroniques voulues des structures empilées.

----- La réflexion sélective se fait traditionnellement à l'aide d'un système de multicouches périodiques dont la périodicité est adaptée à une longueur d'onde du rayonnement incident.

L'inconvénient de ces multicouches périodiques est leur monosélectivité suivant la loi de Bragg.

----- Le dispositif, selon l'invention, permet de remédier à cet inconvénient. I1 permet, suivant le but cherché, de réfléchir idéalement, soit simultanément plusieurs composantes du spectre électromagnétique ou neutronique, soit un spectre continu très large. I1 permet aussi d'avoir les deux possibilités suivant les longueurs d'onde.

---- En effet, l'empilement des couches minces ou ultraminces selon l'invention est caractérisé par une suite d'homothéties internes. La construction de la multicouche autosimilaire procède comme suit: on part d'une multicouche initiale d'épaisseur totale h0 qu'on appelle germe et qu'on note G et on double de façon répétée le nombre de répliques du germe. D'abord, on place une réplique sur le segment ((mi - ho t h0) obtenant ainsi une multicouche agrandie dans le rapport m . Puis on répète l'opération en partant de la nouvelle multicouche comme germe et en prenant un rapport d'homothétie m2, et ainsi de suite. les rapports d'homothétie sont supèrieurs ou égaux à 2.On dépose dans l'espace vide, entre les divers répliques, des couches dont l'indice optique peut être variable ou constant.

----- La multicouche est déposée sur un support plan ou courbe.

Pour fabriquer ces milieux stratifiés à homothéties internes, on utilise l'évaporation des couches minces solides sur divers supports. Les dépôts des couches sont tributaires des techniques du vide. On peut, par exemple, utiliser l'évaporation thermique classique ou l'évaporation sous vide par faisceau laser continu ou pulsé. L'épaisseur des couches varie de 1 A à quelques milliers de d'Angstroms. En général, 7 à 8 itérations suffisent pour obtenir les propriétés optiques et spectrales dues à l'autosimilarité. I1 suffit donc de déposer, à titre indicatif, 128 ou 256 couches au total.

----- Les dessins annexés illustrent l'invention: la figure 1 représente en coupe les étapes successives de construction itérative d'une multicouche autosimilaire sur un support (1) à partir d'un germe (2), d'un premier milieu espaceur (3), d'un 2ème milieu espaceur (5) séparant la multicouche construite jusqu'à la 1ère étape (4) et sa réplique (4). La figure 2 représente, en coupe, le dispositif selon l'invention. La figure 3 représente, en coupe, une variante de ce dispositif. La figure 4 représente une autre variante du même dispositif à trois dimensions avec comme multicouche initiale une bicouche . La courbe de la figure 5 est le résultat d'une simulation de la réflectivité dans tout le visible d'une multicouche autosimilaire régulière (Figure 4) en fonction de la longueur d'onde. Le germe est une bicouche d'épaisseur totale ho=0,15 formée d'une strate de sulfure de zinc et d'une 2ème strate formée de cryolite. Le milieu espaceur est, dans ce cas illustratif, constitué de cryolite. L'indice optique du support est égal à 1,52. Le nombre d'itérations est 9 et le rapport d'homothétie est égal à 2,1. La courbe de la figure 6 reprend les mêmes données que celle de la figure 5 mais avec un germe d'épaisseur différente h =0,1, L'incidence est normale.

----- A titre non limitatif, le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la réflexion et au filtrage des rayonnements électromagnétiques ( X, UV, Visible, Infra-rouge ...) et des neutrons. Ce même dispositif selon l'invention peut servir comme composant opto-électronique et/ou électrique.

Claims

REVENDICATIONS

----- 1) Dispositif constitué d'un empilement de couches minces et/ou ultrutinces dont les indices optiques forment une séquence quelconque pour, entre autres, réfléchir les rayonnements électromagnétiques et les neutrons, caractérisé en ce qu'il est doué d'une séquence d'homothéties internes (fig.l).
----- 2) Dispositif constitué de multicouches autosimilaires caractérisé en ce que la multicouche initiale, c'est à dire le germe(2), est un empilement de couches minces à priori quelconque.
----- 3) Dispositif constitué d'un empilement alterné autosimilaire de couches minces déposées sur un support(l)de forme quelconque, plane, sphérique ou asphèrique qui détermine la forme des interfaces au sein de la multicouche (fig.2) (fig.3).
----- 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les rapports d'homothétie peuvent être égaux.
----- 5) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la multicouche initiale, c'est à dire le germe, peut être une bicouche constituée de 2 matériaux dont les indices optiques sont différents (fig.4).
----- 6) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le germe peut être une monocouche.
----- 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le milieu "espaceur" (3) (5) peut varier de composition chimique, c'est à dire de matériaux, d'une étape de construction à une autre.
----- 8) Dispositif selon les revendications 1 et 7 caractérisé en ce que le milieu "espaceur" peut être le même matériau à toutes les étapes de la construction itérative de la multicouche autosimilaire.
----- 9) Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le matériau du milieu "espaceur" peut être l'un des matériaux qui constituent le germe (fig4).