WO2023057725A1 - Élément optique durci fonctionnalisé et procédé de fabrication - Google Patents

Élément optique durci fonctionnalisé et procédé de fabrication Download PDF

Info

Publication number
WO2023057725A1
WO2023057725A1 PCT/FR2022/051891 FR2022051891W WO2023057725A1 WO 2023057725 A1 WO2023057725 A1 WO 2023057725A1 FR 2022051891 W FR2022051891 W FR 2022051891W WO 2023057725 A1 WO2023057725 A1 WO 2023057725A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical element
reliefs
protective coating
substrate
layer
Prior art date
Application number
PCT/FR2022/051891
Other languages
English (en)
Inventor
Cyril DUPEYRAT
Maxime PARAILLOUS
Joël FLEURY
Original Assignee
Safran Electronics & Defense
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Electronics & Defense filed Critical Safran Electronics & Defense
Publication of WO2023057725A1 publication Critical patent/WO2023057725A1/fr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/18—Coatings for keeping optical surfaces clean, e.g. hydrophobic or photo-catalytic films
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings

Definitions

  • the invention relates to an optical element having at least one functionalized protective surface.
  • the invention also relates to an optronic device comprising at least one such optical element, as well as an aircraft comprising at least one such optronic device. Furthermore, the invention relates to a method for manufacturing such an optical element.
  • a protective coating on the substrate of an optical element makes it possible to protect it from aggressive environmental conditions, in particular vis-à-vis abrasion or chemical attacks.
  • the presence of a layer of hard material makes it possible to preserve the optical properties of said optical element in an operational environment, which is particularly important for embedded optronic devices, for example.
  • Figure 1 illustrates such a conventional optical element 10, comprising a transparent substrate 12 and a protective coating 14.
  • the optical element 10 is for example a lens or a window, and has a central axis A.
  • external systems such as a set of heating resistors or a blower set, to get rid of the optical element.
  • FIG. 2 illustrates such an optical element 20, comprising a transparent substrate 22 and a surface 24 functionalized by the addition of conical objects 26.
  • optical elements 20 are fragile and not very resistant to aggressive environmental conditions, because of the fragility of the objects 26 on the surface, and moreover have an unsatisfactory visual appearance. Indeed, to obtain a uniform appearance of the surface n requires having a perfect distribution of objects, which is extremely complex to achieve.
  • the invention aims to remedy these drawbacks, by providing a hardened optical element, exhibiting good resistance to environmental conditions, and comprising a functionalized surface benefiting from controlled wettability.
  • an optical element comprising:
  • a protective coating comprising at least one layer of a resistant material extending over at least one main surface of the substrate, the protective coating comprising an outer surface, characterized in that the outer surface comprises reliefs etched in the layer of resistant material, each pattern having an axial dimension, measured in a direction perpendicular to the outer surface, of less than 500 nanometers.
  • the optical element can be, for example, a lens or a window.
  • the reliefs can give the external surface properties of low or high wettability, antifreeze or antifog, while maintaining satisfactory resistance of the optical element to external conditions and a satisfactory visual appearance.
  • the resistant material can be, for example, amorphous diamond-like carbon (diamond-like carbon), boron phosphide, or else a hardened material such as Al 2 O 3 , MgF 2 or even SiO.
  • each relief can be less than 300 nanometers, and in particular less than 200 nm.
  • the reliefs can have substantially cylindrical, conical or pyramidal shapes, projecting from the outer surface.
  • the reliefs can be substantially cylindrical, conical or pyramidal orifices, which open into the external surface.
  • Each relief may have transverse (lateral) dimensions less than or equal to 100 micrometers.
  • the transverse dimensions are measured in a plane parallel to the external surface locally.
  • the transverse dimension is the diameter of the base of the cylinder.
  • the transverse dimension is the diameter of a base of the cone. If the reliefs are pyramidal in shape, then the transverse dimensions are the lengths of the sides of a base of the pyramid.
  • the transverse dimensions can be less than or equal to 50 micrometers, in particular less than 20 micrometers, in particular less than 10 micrometers and more particularly less than 5 micrometers.
  • the reliefs can be distributed on the external surface according to a network with a square mesh, a hexagonal mesh or random.
  • the invention also relates to an optronic device comprising at least one optical element as above.
  • the invention also relates to an aircraft comprising an optronic device as above.
  • the invention finally relates to a method of manufacturing an optical element as above, comprising steps of:
  • the etching of the reliefs in the protective layer can be done using a reactive plasma etching method.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of an optical element of the state of the art, comprising a protective coating
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a second optical element of the state of the art, comprising a high performance functionalized coating, and
  • Figure 3 is a schematic sectional view of an optical element according to the invention
  • Figure 4 is a schematic sectional view of a step of a method of manufacturing an optical element according to the invention
  • Figure 5 is a schematic sectional view of another step of the process of Figure 4.
  • the optical element 30 comprises a transparent substrate 32 and a protective coating 34 extending over at least one main surface 36 of the substrate 32.
  • the optical element 30 is for example a lens or a window, and has a main axis A, perpendicular to the main surface 36.
  • the main axis A is for example the optical axis of the element 30, if the latter is a lens.
  • the optical device 30 is intended to form part, for example, of an optronic device, in particular of an optronic device on board an aircraft.
  • the optical device 30 is intended to be exposed to external environmental conditions, and to maintain good optical characteristics despite this exposure.
  • the substrate 32 consists of a transparent, organic or inorganic material.
  • the substrate 32 defines the main surface or surfaces 36, which are for example the surface or surfaces of the optical element 30 intended to be exposed to the external environment.
  • Protective coating 34 is a thin layer deposited on each major surface 36, exhibiting improved hardness and strength relative to the substrate.
  • the protective coating 34 comprises several superposed layers.
  • the protective coating 34 is composed of a hard material, for example diamond-like amorphous carbon (diamond-like carbon in English), boron phosphide, or else a hardened material such as Al 2 O 3 , MgF 2 or SiO .
  • a hard material for example diamond-like amorphous carbon (diamond-like carbon in English), boron phosphide, or else a hardened material such as Al 2 O 3 , MgF 2 or SiO .
  • the protective coating 34 has a thickness, measured along the main axis A, generally of the order of a few hundred nanometers to a few micrometers.
  • Protective coating 34 includes an outer surface 38 extending away from substrate 32.
  • the outer surface 38 comprises reliefs 40 distributed over its extent, which give it anti-fog, antifreeze, or high or low wettability functions.
  • the reliefs 40 can in particular be distributed over the outer surface 38 according to a square, hexagonal or random network.
  • the reliefs 40 are etched on the outer surface 38, and are therefore integral with the protective coating 34.
  • the reliefs 40 may project from the outer surface 38, as shown in Figure 3, and have in particular cylindrical, conical or pyramidal shapes.
  • the reliefs 40 can be orifices opening in the external surface 38, in particular cylindrical, conical or pyramidal orifices.
  • Each relief 40 has an axial dimension a, measured perpendicular to the outer surface 38, of less than 500 nanometers.
  • the axial dimension a is a height of the relief 40 measured from the outer surface 38.
  • the axial dimension a is a depth of the relief 40 measured from the outer surface 40.
  • the axial dimension a of the reliefs 40 is chosen to be less than the wavelength of the light waves intended to pass through the optical element 30, in order to greatly reduce the phenomena of light diffusion caused by the reliefs 40.
  • the presence of the reliefs 40 does not significantly disturb the optical operation of the optical element 30.
  • Axial dimensions a reliefs 40 of less than 500 nanometers are satisfactory for an optical element 30 used in a device operating in the infrared.
  • a of the reliefs 40 In particular less than 300 nanometers and in particular less than 200 nanometers.
  • Each relief 40 has transverse dimensions t of less than 100 micrometers, and for example less than or equal to 50 micrometers, in particular less than 20 micrometers, in particular less than 10 micrometers and more particularly less than 5 micrometers.
  • the transverse dimensions t are all the dimensions of the relief 40 measured in a plane locally parallel to the external surface 38.
  • transverse dimension t is the diameter of the base of said cylinder.
  • transverse dimension t is the diameter of the base of said cone.
  • transverse dimension t is the length of a side of the base of said pyramid, or of a diagonal of the base of said pyramid.
  • the optical element 30 described therefore comprises at least one outer surface 38 functionalized by the presence of the reliefs 40, which gives it advantageous properties of low or high wettability, antifreeze and/or antifog, without requiring external devices and while preserving good resistance to environmental conditions.
  • a method of manufacturing the optical element 30 will now be described, with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the method includes a preliminary step of providing the substrate 32 and applying the protective coating 34 to the or each major surface 36 of the substrate 32.
  • the method then includes a preparation step, during which a photoresist layer 42 is applied to the outer surface 38 of the protective coating 34, opposite the substrate.
  • the resin layer 42 is then covered with an opaque mask 44.
  • the mask 44 is openworked, and the openings correspond to the distribution of reliefs 40 desired on the main surface 38, in the case where the reliefs 40 are orifices, or else to the negative of said distribution, in the case where the reliefs 40 are projecting. It is this second case that is represented in Figures 4 and 5.
  • Ultraviolet radiation 48 is then directed towards mask 44 and reaches resin layer 42 through openings 46.
  • the ultraviolet radiation 48 is emitted for a duration and with an intensity adapted to degrade the photoresist.
  • the ultraviolet radiation 48 is emitted for a duration and with an intensity adapted to degrade the photoresist.
  • the parts of the resin layer 42 not protected by the mask 44 lose their integrity, over the entire thickness of the resin layer 44.
  • the method then comprises a step of removing the mask and the degraded resin, in particular by liquid means, during which parts of the outer surface 38 are exposed, as shown in FIG.
  • the method then comprises a reactive plasma etching step, during which a jet of ionized particles 50 is emitted towards the bare parts of the external surface 38.
  • the plasma jet 50 comprises ions chosen to react with the material making up the protective coating 34, which allows more efficient etching of the protective coating 34 than a standard plasma.
  • the jet of ionized particles 50 is emitted with an intensity and for a duration both suitable for etching the outer surface 38 and creating the reliefs 40 having the desired axial dimensions a.
  • etching methods are possible, for example using a non-reactive plasma.
  • the method according to the invention makes it possible to reliably and efficiently obtain the optical element 30, with the desired axial dimensions a of the reliefs 40.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

Elément optique fonctionnalisé. L'invention concerne un élément optique (30) comprenant : • - un substrat (32) transparent, • - un revêtement de protection (34), comprenant au moins une couche d'un matériau résistant s'étendant sur au moins une surface principale (36) du substrat (32), le revêtement de protection (34) comprenant une surface externe (38) s'étendant à l'opposé du substrat (32). La surface externe (38) comprend des reliefs (40) gravés dans la couche de matériau résistant, chaque relief (40) présentant une dimension axiale (a), mesurée selon une direction perpendiculaire à la surface externe (38), inférieure à 500 nanomètres.

Description

DESCRIPTION
TITRE : ÉLÉMENT OPTIQUE DURCI FONCTIONNALISÉ ET PROCÉDÉ DE FABRICATION
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne un élément optique présentant au moins une surface de protection fonctionnalisée. L’invention concerne également un dispositif optronique comprenant au moins un tel élément optique, ainsi qu’un aéronef comprenant au moins un tel dispositif optronique. En outre, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un tel élément optique.
Etat de la technique antérieure
L’ajout d’un revêtement de protection sur le substrat d’un élément optique permet de le protéger des conditions environnementales agressives, notamment vis-à-vis de l’abrasion ou des attaques chimiques. La présence d’une couche de matériau dur permet de préserver les propriétés optiques dudit élément optique dans un environnement opérationnel, ce qui est particulièrement important pour les dispositifs optroniques embarqués, par exemple.
La figure 1 illustre un tel élément optique 10 classique, comprenant un substrat transparent 12 et un revêtement de protection 14.
L’élément optique 10 est par exemple une lentille ou un hublot, et présente un axe central A. Cependant, afin de protéger un tel élément optique des salissures, de la buée, des gouttes d’eau ou du givre, il est nécessaire de faire appel à des systèmes externes, tels qu’un ensemble de résistances chauffantes ou un ensemble de soufflage, pour en débarrasser l’élément optique.
Ces systèmes externes sont énergivores, et leur utilisation est de nature à perturber l’utilisation du dispositif optronique en conditions opérationnelles.
Il est également connu dans l’état de la technique de modifier l’état de surface du substrat d’un élément optique par gravure afin d’y ajouter des objets nano ou micrométrique, cylindriques ou coniques, améliorant les propriétés optiques et jouant sur la mouillabilité de la surface, ce qui empêche le dépôt de buée, de gel, ou de gouttelettes d’eau.
La figure 2 illustre un tel élément optique 20, comprenant un substrat transparent 22 et une surface 24 fonctionnalisée par l’ajout d’objets 26 coniques.
Cependant, de tels éléments optiques 20 sont fragiles et peu résistants aux conditions environnementales agressives, à cause de la fragilité des objets 26 en surface, et présentent de plus un aspect visuel peu satisfaisant. En effet, obtenir un aspect uniforme de la surface n nécessite d’avoir une répartition parfaite des objets, ce qui est extrêmement complexe à atteindre.
Présentation de l’invention
L’invention vise à remédier à ces inconvénients, en fournissant un élément optique durci, présentant une bonne résistance aux conditions environnementales, et comprenant une surface fonctionnalisée bénéficiant d’une mouillabilité contrôlée.
A cet effet, l’invention a pour objet un élément optique comprenant :
- un substrat transparent,
- un revêtement de protection, comprenant au moins une couche d’un matériau résistant s’étendant sur au moins une surface principale du substrat, le revêtement de protection comprenant une surface externe, caractérisé en ce que la surface externe comprend des reliefs gravés dans la couche de matériau résistant, chaque motif présentant une dimension axiale, mesurée selon une direction perpendiculaire à la surface externe, inférieure à 500 nanomètres.
L’élément optique peut être, par exemple, une lentille ou un hublot.
Les reliefs peuvent conférer à la surface externe des propriétés de faible ou forte mouillabilité, antigel ou antibuée, tout en maintenant une résistance satisfaisante de l’élément optique aux conditions extérieures et un aspect visuel satisfaisant.
Le matériau résistant peut être, par exemple, du carbone amorphe type diamant (diamond-like carbon en anglais), du phosphure de bore, ou bien un matériau durci tel AI2O3, MgF2 ou encore SiO.
La dimension axiale de chaque relief peut être inférieure à 300 nanomètres, et en particulier inférieure à 200 nm.
Les reliefs peuvent présenter des formes sensiblement cylindriques, coniques ou pyramidales, en saillie depuis la surface externe.
Les reliefs peuvent être des orifices sensiblement cylindriques, coniques ou pyramidaux, qui s’ouvrent dans la surface externe.
Chaque relief peut présenter des dimensions transverses (latérales) inférieures ou égales à 100 micromètres.
Les dimensions transverses sont mesurées dans un plan parallèle à la surface externe localement.
Si les reliefs sont de forme cylindrique, alors la dimension transverse est le diamètre de la base du cylindre.
Si les reliefs sont de forme conique, alors la dimension transverse est le diamètre d’une base du cône. Si les reliefs sont de forme pyramidale, alors les dimensions transverses sont les longueurs des côtés d’une base de la pyramide.
Les dimensions transverses peuvent être inférieures ou égales à 50 micromètres, notamment inférieures à 20 micromètres, en particulier inférieures à 10 micromètres et plus particulièrement inférieures à 5 micromètres.
Les reliefs peuvent être répartis sur la surface externe suivant un réseau à maille carrée, à maille hexagonale ou aléatoire.
L’invention concerne également un dispositif optronique comprenant au moins un élément optique tel que précédemment.
L’invention concerne aussi un aéronef comprenant un dispositif optronique tel que précédemment.
L’invention concerne enfin un procédé de fabrication d’un élément optique tel que précédemment, comprenant des étapes de :
- fourniture d’un substrat,
- dépôt d’une couche de matériau résistant sur au moins une surface principale du substrat, pour former le revêtement de protection,
- dépôt d’une couche de résine photosensible sur une surface externe du revêtement de protection et mise en place d’un masque ajouré sur la couche de résine,
- illumination de la couche de résine au moyen d’un rayonnement UV pour dégrader la résine à travers le masque, puis retrait du masque et de la résine dégradée,
- gravure des reliefs dans la surface externe du revêtement de protection à travers la couche de résine, et
- retrait de la couche de résine au moyen d’un solvant.
La gravure des reliefs dans la couche de protection peut être faite suivant une méthode de gravure par plasma réactif.
Une telle méthode de gravure permet une meilleure précision de gravure que les méthodes par voie humide.
Brève description des figures
[Fig. 1] la figure 1 est une vue en coupe schématique d’un élément optique de l’état de la technique, comprenant un revêtement de protection,
[Fig. 2] la figure 2 est une vue en coupe schématique d’un second élément optique de l’état de la technique, comprenant un revêtement fonctionnalisé à haute performances, et
[Fig. 3] la figure 3 est une vue en coupe schématique d’un élément optique selon l’invention, et [Fig. 4] La figure 4 est une vue en coupe schématique d’une étape d’un procédé de fabrication d’un élément optique selon l’invention, et
[Fig. 5] la figure 5 est une vue en coupe schématique d’une autre étape du procédé de la figure 4.
Description détaillée de l’invention
Un élément optique 30 selon l’invention est représenté sur la figure 3. L’élément optique 30 comprend un substrat 32 transparent et un revêtement de protection 34 s’étendant sur au moins une surface principale 36 du substrat 32.
L’élément optique 30 est par exemple une lentille ou un hublot, et présente un axe principal A, perpendiculaire à la surface principale 36. L’axe principal A est par exemple l’axe optique de l’élément 30, si celui-ci est une lentille.
Le dispositif optique 30 est destiné à faire partie, par exemple, d’un dispositif optronique, notamment d’un dispositif optronique embarqué sur un aéronef.
Le dispositif optique 30 a vocation à être exposé aux conditions extérieures de l’environnement, et à maintenir de bonnes caractéristiques optiques malgré cette exposition.
Le substrat 32 est constitué d’un matériau transparent, organique ou minéral.
Le substrat 32 définit la ou les surfaces principales 36, qui sont par exemple la ou les surfaces de l’élément optique 30 destinées à être exposées à l’environnement extérieur.
Le revêtement de protection 34 est une couche mince déposée sur chaque surface principale 36, présentant une dureté et une résistance améliorées par rapport au substrat.
Alternativement, le revêtement de protection 34 comprend plusieurs couches superposées.
Le revêtement de protection 34 est composé d’un matériau dur, par exemple du carbone amorphe type diamant (diamond-like carbon en anglais), du phosphure de bore, ou bien un matériau durci tel que AI2O3, MgF2 ou SiO.
Le revêtement de protection 34 présente une épaisseur, mesurée selon l’axe principal A, généralement de l’ordre de quelques centaines de nanomètres à quelques micromètres.
Le revêtement de protection 34 comprend une surface externe 38 s’étendant à l’opposé du substrat 32.
La surface externe 38 comprend des reliefs 40 répartis sur son étendue, qui lui confèrent des fonctions antibuée, antigel, ou de forte ou faible mouillabilité.
Les reliefs 40 peuvent notamment être répartis sur la surface externe 38 selon un réseau carré, hexagonal ou aléatoire.
Les reliefs 40 sont gravés sur la surface externe 38, et sont donc venus de matière avec le revêtement de protection 34. Les reliefs 40 peuvent être en saillie depuis la surface externe 38, comme représenté sur la figure 3, et présentent notamment des formes cylindriques, coniques ou pyramidales. Alternativement, les reliefs 40 peuvent être des orifices s’ouvrant dans la surface externe 38, notamment des orifices cylindriques, coniques ou pyramidaux.
Chaque relief 40 présente une dimension axiale a, mesurée perpendiculairement à la surface externe 38, inférieure à 500 nanomètres.
Dans le cas d’un relief 40 en saillie, la dimension axiale a est une hauteur du relief 40 mesurée depuis la surface externe 38.
Dans le cas d’un relief 40 en orifice, la dimension axiale a est une profondeur du relief 40 mesurée depuis la surface externe 40.
La dimension axiale a des reliefs 40 est choisie inférieure à la longueur d’onde des ondes lumineuses destinées à traverser l’élément optique 30, afin de réduire très fortement les phénomènes de diffusion lumineuse provoqués par les reliefs 40.
Ainsi, la présence des reliefs 40 ne perturbe pas de manière significative le fonctionnement optique de l’élément optique 30.
Des dimensions axiales a des reliefs 40 inférieures à 500 nanomètres sont satisfaisantes pour un élément optique 30 utilisés dans un dispositif fonctionnant dans l’infrarouge.
Pour des dispositifs fonctionnant dans le visible, il est souhaitable de réduire encore les dimensions axiales a des reliefs 40, notamment inférieures à 300 nanomètres et en particulier inférieures à 200 nanomètres.
Chaque relief 40 présente des dimensions transverses t inférieures à 100 micromètres, et par exemple inférieures ou égales à 50 micromètres, notamment inférieures à 20 micromètres, en particulier inférieures à 10 micromètres et plus particulièrement inférieures à 5 micromètres. Les dimensions transverses t sont toutes les dimensions du relief 40 mesurées dans un plan parallèle localement à la surface externe 38.
Dans le cas d’un relief 40 de forme cylindrique, un exemple de dimension transverse t est le diamètre de la base dudit cylindre.
Dans le cas d’un relief 40 de forme conique, un exemple de dimension transverse t est le diamètre de la base dudit cône.
Dans le cas d’un relief 40 de forme pyramidale, un exemple de dimension transverse t est la longueur d’un côté de la base de ladite pyramide, ou d’une diagonale de la base de ladite pyramide.
L’élément optique 30 décrit comprend donc au moins une surface externe 38 fonctionnalisée par la présence des reliefs 40, ce qui lui confère des propriétés avantageuses de faible ou forte mouillabilité, antigel et/ou antibuée, sans nécessiter de dispositifs externes et tout en préservant une bonne résistance aux conditions environnementales. Un procédé de fabrication de l’élément optique 30 va maintenant être décrit, en référence aux figures 4 et 5.
Le procédé comprend une étape préliminaire de fourniture du substrat 32 et d’application du revêtement de protection 34 sur la ou chaque surface principale 36 du substrat 32.
Le procédé comprend ensuite une étape de préparation, au cours de laquelle une couche de résine photosensible 42 est appliquée sur la surface externe 38 du revêtement de protection 34, à l’opposé du substrat.
La couche de résine 42 est ensuite recouverte d’un masque 44 opaque.
Le masque 44 est ajouré, et les ajours correspondent à la répartition des reliefs 40 désirée sur la surface principale 38, dans le cas où les reliefs 40 sont des orifices, ou bien au négatif de ladite répartition, dans le cas où les reliefs 40 sont en saillie. C’est ce deuxième cas qui est représenté sur les figures 4 et 5.
Un rayonnement ultraviolet 48 est ensuite dirigé vers le masque 44 et atteint la couche de résine 42 à travers les ajours 46.
Le rayonnement ultraviolet 48 est émis pendant une durée et avec une intensité adaptées pour dégrader la résine photosensible. Ainsi, les parties de la couche de résine 42 non-protégées par le masque 44 perdent leur intégrité, sur toute l’épaisseur de la couche de résine 44.
Le procédé comprend alors une étape de retrait du masque et de la résine dégradée, notamment par voie liquide, au cours de laquelle des parties de la surface externe 38 sont mises à nu, comme représenté sur la figure 5
Le procédé comprend ensuite une étape de gravure par plasma réactif, au cours de laquelle un jet de particules ionisées 50 est émis vers les parties mises à nu de la surface externe 38. Dans une méthode par plasma réactif, le jet de plasma 50 comprend des ions choisis pour réagir avec le matériau composant le revêtement de protection 34, ce qui permet une gravure plus efficace du revêtement de protection 34 qu’un plasma standard.
Le jet de particules ionisées 50 est émis avec une intensité et pendant une durée toute deux adaptées pour graver la surface externe 38 et créer les reliefs 40 présentant les dimensions axiales a désirées.
D’autres méthodes de gravure sont envisageables, par exemple en utilisant un plasma non- réactif.
Enfin, les parties restantes de la couche de résine 42 sont retirées avec un solvant, pour obtenir l’élément optique 30 représenté sur la figure 3.
Le procédé selon l’invention permet d’obtenir de manière fiable et efficace l’élément optique 30, avec les dimensions axiales a désirées des reliefs 40.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Elément optique (30) comprenant :
- un substrat (32) transparent,
- un revêtement de protection (34), comprenant au moins une couche d’un matériau résistant s’étendant sur au moins une surface principale (36) du substrat (32), le revêtement de protection (34) comprenant une surface externe (38) s’étendant à l’opposé du substrat (32), caractérisé en ce que la surface externe (38) comprend des reliefs (40) gravés dans la couche de matériau résistant, chaque relief (40) présentant une dimension axiale (a), mesurée selon une direction perpendiculaire à la surface externe (38), inférieure à 500 nanomètres.
2. Elément optique (30) selon la revendication précédente, dans lequel les reliefs (40) présentent des formes sensiblement cylindriques, coniques ou pyramidales, en saillie depuis la surface externe (38).
3. Elément optique (30) selon la revendication 1 , dans lequel les reliefs (40) sont des orifices sensiblement cylindriques, coniques ou pyramidaux, qui s’ouvrent dans la surface externe (38).
4. Elément optique (30) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque relief (30) présente des dimensions transverses (t) inférieures ou égales à 100 micromètres.
5. Elément optique (30) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les reliefs (40) sont répartis sur la surface externe (38) suivant un réseau à maille carrée, à maille hexagonale ou aléatoire.
6. Dispositif optronique comprenant au moins un élément optique (30) selon l’une des revendications précédentes.
7. Aéronef comprenant un dispositif optronique selon la revendication précédente.
8. Procédé de fabrication d’un élément optique (30) selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant des étapes de :
- fourniture d’un substrat (32), - dépôt d’au moins une couche de matériau résistant sur au moins une surface principale du substrat, pour former le revêtement de protection (34),
- dépôt d’une couche de résine (42) photosensible sur une surface externe (38) du revêtement de protection (34) et mise en place d’un masque (44) ajouré sur la couche de résine (42),
- illumination de la couche de résine (42) au moyen d’un rayonnement ultraviolet pour dégrader la résine à travers le masque (44), puis retrait du masque (44) et de la résine dégradée,
- gravure des reliefs (40 dans la surface externe (38) du revêtement de protection (34) à travers la couche de résine (42), et
- retrait de la couche de résine (42) au moyen d’un solvant. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la gravure des reliefs (40) dans le revêtement de protection (34) est faite suivant une méthode de gravure par plasma réactif.
PCT/FR2022/051891 2021-10-08 2022-10-06 Élément optique durci fonctionnalisé et procédé de fabrication WO2023057725A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2110670 2021-10-08
FR2110670A FR3128033A1 (fr) 2021-10-08 2021-10-08 Elément optique durci fonctionnalisé

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023057725A1 true WO2023057725A1 (fr) 2023-04-13

Family

ID=81851617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2022/051891 WO2023057725A1 (fr) 2021-10-08 2022-10-06 Élément optique durci fonctionnalisé et procédé de fabrication

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3128033A1 (fr)
WO (1) WO2023057725A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2696221A1 (fr) * 2012-08-09 2014-02-12 Canon Kabushiki Kaisha Élément optique et procédé de fabrication d'élément optique
US20160370505A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Nam-il KOO Anti-reflective film, electronic device including the same, and apparatus for and method of manufacturing the same
WO2018050448A1 (fr) * 2016-09-13 2018-03-22 Koninklijke Philips N.V. Stratifié comprenant une couche résistante à l'abrasion, dispositif le comprenant et son procédé de fabrication
CN112458429A (zh) * 2020-11-12 2021-03-09 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种耐砂蚀雨蚀金刚石红外窗口及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2696221A1 (fr) * 2012-08-09 2014-02-12 Canon Kabushiki Kaisha Élément optique et procédé de fabrication d'élément optique
US20160370505A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Nam-il KOO Anti-reflective film, electronic device including the same, and apparatus for and method of manufacturing the same
WO2018050448A1 (fr) * 2016-09-13 2018-03-22 Koninklijke Philips N.V. Stratifié comprenant une couche résistante à l'abrasion, dispositif le comprenant et son procédé de fabrication
CN112458429A (zh) * 2020-11-12 2021-03-09 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种耐砂蚀雨蚀金刚石红外窗口及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR3128033A1 (fr) 2023-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5999318A (en) Reflective overcoat for replicated diffraction gratings
EP1982217B1 (fr) Réalisation de cavités pouvant être remplies par un matériau fluidique dans un composé microtechnologique optique
FR2913972A1 (fr) Procede de fabrication d'un masque pour la realisation d'une grille
FR2846788A1 (fr) Procede de fabrication de substrats demontables
EP1041408A1 (fr) Filtre polarisant et son procédé de fabrication
WO2019129954A1 (fr) Cavite multi passage d'un dispositif optique de manipulation spatiale d'un rayonnement lumineux
Hobbs et al. Contamination resistant antireflection nano-textures in fused silica for laser optics
WO2023057725A1 (fr) Élément optique durci fonctionnalisé et procédé de fabrication
EP2191306B1 (fr) Dispositif optique dispersif à cristal photonique tridimensionnel
FR2925222A1 (fr) Procede de realisation d'une inerconnexion electrique entre deux couches conductrices
EP3935421B1 (fr) Elément optique en transmission, présentant une surface nanostructurée super-hydrophobe possédant une propriété antireflet et recouverte d'un dépôt conforme en couche mince à grande dureté
US20030038033A1 (en) Process for fabricating high aspect ratio embossing tool and microstructures
FR3019374A1 (fr) Procede de separation et de transfert de couches
EP3772381A1 (fr) Procédé de fabrication d'une pièce de véhicule transparente
EP2456625B1 (fr) Procede de realisation d'un dispositif a element graphique
WO2003007026A1 (fr) Procede de fabrication de pieces microscopiques
FR3123499A1 (fr) Procédé de fabrication d’un dispositif électronique comprenant une phase de liaison
EP2092380B1 (fr) Filtre optique commutable a cristaux photoniques
FR3122502A1 (fr) Lame d’onde en transmission
FR2978688A1 (fr) Procede et dispositif de structuration optique d'un substrat
FR3090680A1 (fr) Procédé de préparation d’une surface pour ajuster, de manière reproductible, sa capacité d’adhésion
FR2796388A1 (fr) Procede et systeme de preparation de surfaces avant depot d'un produit adhesif ou decoratif
EP4119528A1 (fr) Composant optique resistant a la pluvio-erosion
EP0463906A1 (fr) Corps optiquement absorbant dans le domaine du visible et des infrarouges, et un procédé de fabrication
EP2139305B1 (fr) Procédé d'élimination de défaut de gravure d'une couche métallique déposée sur un support souple

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22814477

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1