Etude de l'endommagement laser dans les couches minces optiques

Laser damage in optical thin film

• Auteur / Autrice : Patricia Volto
• Direction : Claude Amra
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique, électronique, optronique et systèmes
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lasers

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Filtres optiques

Matériaux

Couches minces

Résumé

La tenue au flux des couches minces utilisees dans la fabrication de filtres optiques et miroirs multicouches constitue aujourd'hui un probleme crucial pour un certain nombre de programmes nationaux et internationaux. La plupart des etudes effectuees sur l'endommagement laser sont realisees avec des faisceaux de plusieurs, et qui excitent par consequent de nombreux micro-defauts contenus dans le composants teste. Ces tailles de faisceaux ne permettent pas d'apprehender la nature intrinseque et extrinseque du processus de degradation. Le dispositif mis en place au laboratoire permet de realiser et d'observer l'endommagement laser a petite echelle (25 m). Une analyse de l'endommagement hors des defauts et sur des defauts specifiques est ainsi rendue possible. Des seuils de tenue au flux surfacique et volumique sont egalement etudies pour la silice massive grace a la focalisation du faisceau. Cette etude est realisee dans le proche infrarouge (1. 064 m) et pour un duree d'impulsion de 7 nanosecondes. Differents materiaux sont etudies en couche unique et sous forme de miroirs multicouches : zns, cryolithe, ta#2o#5, hfo#2 et sio#2. On etudie ensuite la definition d'une procedure de test pour mesurer avec precision le seuil de tenue au flux. Ceci nous conduit a mesurer des courbes de seuil decrivant la probabilite d'endommagement en fonction du logarithme de la densite d'energie. On montre que les droites ainsi obtenues nous donne acces, via la mesure des seuils haut et bas du materiau, a la densite des sites precurseurs de l'endommagement laser. L'analyse de la morphologie d'endommagement est effectuee a l'aide d'un microscope a force atomique. Differents types de morphologies d'endommagement ont ete identifie. On montre que la matiere s'endommage de facon inhomogene, a certains endroits de tailles microniques.