Etude de l'endommagement laser dans les composants optiques pour le domaine infrarouge

Study of laser induced damage in optical components for infrared range

• Auteur / Autrice : Hélène Krol
• Direction : Mireille Commandré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique, optronique et systèmes
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Dépôt par laser pulsé

Couches diélectriques

Polissage

Matériaux optiques

Silice

Résumé

Cette thèse traite des phénomènes d'endommagement induits sous fort flux laser en régime nanoseconde, dans les substrats optiques et composants multidiélectriques pour le proche et moyen infrarouge. Un banc de mesure de l'endommagement laser dans la bande 2-5 μm a été développé afin d'obtenir des mesures précises avec un contrôle strict des conditions de tir. Les modèles permettant l'ajustement des données expérimentales ont été améliorés. L'influence sur la tenue au flux laser à 1064 nm et 2 μm des procédés de préparation des substrats optiques ont été étudiés pour la silice et le ZnSe permettant la réalisation de composants à haute tenue au flux. Une étude comparative de différentes techniques de dépôt pour la tenue au flux de monocouches de silice a permis de montrer l'intérêt de la technique de pulvérisation par faisceau d'ions. Une analyse détaillée des conditions de réalisation des empilements multidiélectriques permet de mieux comprendre leur tenue au flux à 1064 nm et 2 μm.

This thesis deals with laser damage phenomena for nanosecond pulses in optical bare substrates and dielectric thin films used in the infrared range. A 2-5 μm laser damage facility and its associated metrology have been developed, in order to obtain accurate and reliable measurement of laser-induced damage probabilities vs. Fluence with a rigorous control of test parameters. Models which permit to fit experimental data have been improved. The influence on laser induced damage at 1064 nm and 2 μm of optical substrates fabrication steps (bulk material, polishing, cleaning) have been studied, in particular for silica and zinc selenide. Optical coatings with high LIDT at these wavelengths have been realized. LIDT measurement of SiO2 thin films deposited with different techniques showed the interest of ion beam sputtering technique. Detailed analysis of multidielectric thin films manufacturing steps allowed to understand their laser induced damage at 1064 nm and 2 μm.