DOSSIER couches minces optiques
COUCHES MINCES AUX PERFORMANCES ULTIMES POUR LES DÉTECTEURS D ' ONDES GRAVITATIONNELLES ET LES INSTRUMENTS DES TÉLESCOPES
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Laurent PINARD *
Laboratoire des Matériaux Avancés – IP2I- CNRS Nucléaire et Particules, Villeurbanne, France * pinard @ lma. in2p3. fr
https:// doi. org / 10.1051 / photon / 202513322
Les miroirs utilisés par les détecteurs d’ ondes gravitationnelles Virgo et LIGO sont synthétisés par une technique de dépôt bien particulière: la pulvérisation par faisceaux d’ ions. C’ est la seule capable de réaliser des empilements de couches minces exempts de pertes optiques, tout en ayant une uniformité remarquable sur des grands diamètres. Ces propriétés sont également recherchées pour d’ autres grands instruments, comme les spectrographes installés sur les grands télescopes terrestres.
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Les grands instruments scientifiques actuels ont besoin d’ optiques de grandes dimensions( 30-50 cm de diamètre) nécessitant des revêtements de couches minces ayant des performances ultimes dans le visible et proche infrarouge: pertes optiques( absorption, diffusion) et pertes mécaniques( bruit thermique) très basses, uniformité poussée. C’ est le cas de tous les interféromètres gravitationnels terrestres tels que Virgo, LIGO( USA) ou KAGRA( Japon), mais également des spectrographes de dernière génération ou Etalon Fabry-Perot installés sur les télescopes terrestres.
Pour réaliser ces composants, la technique de Pulvérisation par Faisceaux d’ ions( ou Ion Beam
Sputtering, IBS) [ 1 ] est utilisée car c’ est la seule capable réaliser des couches minces ayant les performances optiques ultimes nécessaires. Les matériaux utilisés sont des oxydes( SiO 2, Ta2O5, Ti: Ta2O5) pour leurs excellentes propriétés optiques dans le visible et proche infrarouge. Le LMA a développé en 2000 un bâti de dépôt IBS unique au monde par sa taille et ses performances capables de
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