antireflet

Une surface antireflet réduit la quantité de lumière réfléchie par un élément optique, permettant à plus de lumière de traverser jusqu'au détecteur ou à l'œil derrière. Cela se produit par interférence en couches minces, où plusieurs couches de matériau avec des indices de réfraction différents sont déposées sur du verre ou d'autres substrats transparents. Lorsque la lumière frappe ces couches, les ondes réfléchies de différentes profondeurs interfèrent de manière destructive, s'annulant mutuellement sur une plage de longueurs d'onde choisie.

Le revêtement antireflet le plus simple est une seule couche d'environ un quart de longueur d'onde d'épaisseur, faite d'un matériau avec un indice de réfraction entre l'air (1,0) et le verre (généralement 1,5). Le fluorure de magnésium est courant pour la lumière visible; pour le travail infrarouge, des matériaux comme le séléniure de zinc ou le fluorure de baryum sont utilisés. Le verre non revêtu réfléchit environ 4 % de la lumière incidente à chaque interface air-verre. Un revêtement monocouche réduit cela à environ 1 à 2 %. Les conceptions multicouches empilent quatre, cinq matériaux alternés ou plus pour atteindre des pertes par réflexion inférieures à 0,5 % sur des bandes de longueurs d'onde plus larges ou dans des applications plus exigeantes.

La longueur d'onde à laquelle le revêtement fonctionne le mieux détermine sa conception. Un revêtement optimisé pour 550 nanomètres (lumière verte, centre de la vision humaine) fonctionnera mal à 405 nanomètres (violet) ou 1 000 nanomètres (proche infrarouge). Les revêtements à large bande qui fonctionnent de manière acceptable sur la lumière visible (400 à 700 nanomètres) sacrifient une partie des performances à n'importe quelle longueur d'onde unique. Les revêtements à bande étroite pour les lasers ou les instruments spécifiques peuvent atteindre une réflexion inférieure à 0,1 % mais seulement dans une bande étroite, peut-être de 10 ou 20 nanomètres de large.

Où les revêtements antireflet sont importants

Dans les appareils photo, les jumelles et les objectifs de microscope, les revêtements antireflet sont essentiels. Chaque surface air-verre non revêtue perd 4 % de lumière; un microscope avec dix ou douze éléments optiques peut perdre 40 % ou plus sans revêtements, rendant l'image faible et peu contrastée. Les lasers et les systèmes optiques de haute puissance ont besoin de revêtements antireflet pour minimiser la réflexion parasite, ce qui peut endommager les composants ou dégrader la qualité du faisceau. Dans la fabrication de semi-conducteurs, des couches antireflet sont déposées sur la résine photosensible pendant la lithographie pour empêcher les ondes stationnaires dans la résine causées par la lumière réfléchie, ce qui déformerait le motif imprimé.

Les revêtements antireflet sont vulnérables à l'abrasion, aux rayures et à la dégradation environnementale. Le brouillard salin, l'humidité et les cycles thermiques peuvent entraîner une défaillance du revêtement au fil des ans. Les interfaces entre les couches de revêtement peuvent se délaminer sous contrainte. Le coût augmente fortement avec la complexité du revêtement; un simple revêtement monocouche ajoute peu aux dépenses de fabrication, mais les revêtements multicouches de précision à large bande ou à bande étroite pour l'optique haut de gamme peuvent ajouter 20 à 50 % au prix d'une lentille ou d'un miroir. La mesure des performances du revêtement nécessite une spectrophotométrie, car l'inspection visuelle seule ne peut pas déterminer de manière fiable l'épaisseur ou la qualité.