couches minces optiques
DOSSIER
MÉTHODES DE DÉPÔT LIQUIDE DE MATÉRIAUX INORGANIQUES POUR LA PHOTONIQUE
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Arthur CLINI DE SOUZA 1, 2, Mahmoud ELSAWY 2, Stephane LANTERI 2, Badre KERZABI 2, David GROSSO 1, Marco ABBARCHI 1, *
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SOLNIL, Pépinière d ' entreprises Luminy Biotech, 163 avenue de Luminy, 13011 Marseille France
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Université Côte d’ Azur, Inria, CNRS, LJAD, 06902 Sophia Antipolis Cedex, France * marco. abbarchi @ solnil. com
https:// doi. org / 10.1051 / photon / 202513319
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La chimie sol-gel est une méthode éprouvée pour créer une grande variété de matériaux. Jusqu’ à récemment, elle ne satisfaisait pas les exigences de qualité nécessaires aux applications haute technologie telles que l’ optique et la photonique, ce qui en limitait l’ exploitation. Nous présentons ici des revêtements inorganiques de haute qualité obtenus par chimie sol-gel, affichant des indices de réfraction faibles ou élevés( respectivement 1,12 et 2,6 à 500 nm), et discutons de l’ importance d’ un fort contraste d’ indice dans les dispositifs photoniques.
Les composants optiques, les circuits photoniques intégrés( PIC) et les métasurfaces transforment des technologies allant de l’ imagerie et l’ affichage à la détection et la communication. En contrôlant la lumière à l’ échelle sub-longueur d’ onde, ces innovations offrent des alternatives compactes et économes en énergie à l’ optique traditionnelle. Les PICs ouvrent la voie à des avancées en imagerie, optique quantique et affichages réalité augmentée '( AR). Les métasurfaces, structures 2D ultrafines, fournissent des lentilles légères et efficaces, des couleurs structurelles et des revêtements antireflets. Avec l’ amélioration des matériaux et procédés, on s’ attend à voir se généraliser métalentilles, filtres de couleur miniaturisés, écrans transparents, capteurs bio-photonique et PIC visibles. Chaque segment adoptera des matériaux spécifiques et méthodes spécifiques( films 2D, structures 3D) selon les performances, les coûts et les volumes requis.
Le dépôt de couches minces, essentiel pour ces technologies, comprend des méthodes physiques, chimiques et en solution [ 1 ]. Les procédés physiques / chimiques offrent des films de haute qualité mais nécessitent des équipements sous vide coûteux, lents et utilisant des gaz dangereux. Les méthodes en solution( spin-, dip-, spray-coating) sont économiques et évolutives, mais offrent en général une moindre pureté et un contrôle plus limité.
Nous nous concentrons ici sur la chimie sol-gel, présentant les avancées récentes permettant de produire des films de SiO₂ et TiO₂ de haute pureté, avec des indices allant de 1,12 à 2,6, de faibles pertes optiques et offrant une excellente planéité. Ces matériaux permettent la réalisation de dispositifs optiques haute performance où un fort contraste d’ indice est indispensable.
Photoniques 133 I www. photoniques. com 19