couches minces optiques DOSSIER exigences très strictes et souvent contradictoires: un bon contraste optique, un contrôle des couches de l ' ordre de la dimension atomique, des interfaces stables avec une interdiffusion minimale, de faibles contraintes mécaniques, et une bonne résistance aux processus de dégradation.
Des optiques à haute efficacité, présentant une bande passante et une phase spectrale contrôlées ainsi qu’ une bonne stabilité temporelle sont des composants clés pour manipuler les impulsions ultracourtes générées par des sources cohérentes EUV / X, telles que les sources HHG ou les lasers à électrons libres [ 1 ]. Dans cet article, nous décrivons les principes fondamentaux ainsi que les principaux résultats que nous avons obtenus au cours de nos recherches sur le développement de miroirs interférentiels pour les impulsions ultrabrèves au cours de ces 20 dernières années.
PRINCIPE DES MIROIRS INTERFÉRENTIELS MULTICOUCHES POUR L’ EXTRÊME ULTRAVIOLET L’ idée d’ utiliser des revêtements interférentiels multicouches en incidence normale pour réfléchir efficacement le rayonnement EUV a été proposée en 1972 par Eberhard Spiller( IBM, USA). Du fait de l’ absence de matériaux transparents dans ce domaine
Figure 1. Principe de fonctionnement d’ une source HHG et exemple de spectre EUV produit.
spectral, l’ efficacité de ces revêtements reste limitée en comparaison au domaine visible / IR pour lequel les empilements multi diélectriques permettent de réfléchir plus de 99 % du rayonnement incident. Il faudra attendre 1985 pour la découverte de miroirs multicouches EUV qui réfléchissent plus de 50 % en incidence normale: c’ est la combinaison molybdène / silicium( Mo / Si) proposée pour la première fois par Troy W. Barbee Jr( LLNL, USA). Ce résultat a ouvert la voie à de nombreuses applications dans le domaine EUV: lithographie EUV, astrophysique, microscopie, etc.
Pour un empilement périodique, seules les longueurs d’ onde pour lesquels les ondes réfléchies à chaque période interfèrent constructivement sont réfléchies efficacement par le miroir. La loi de Bragg( modifiée pour tenir compte de la réfraction) permet de relier la période d de l’ empilement à la longueur d’ onde λ Bragg du pic de réflectivité( on parle de pic de Bragg) pour un angle d’ incidence donné. En incidence normale, on a d ≈ λ Bragg / 2. La largeur du pic de Bragg est déterminée par le nombre d’ ondes qui interfèrent, c’ est-à-dire par le nombre de périodes dans l’ empilement( c’ est l’ équivalent du facteur de qualité d’ un système résonnant). Ainsi, plus le nombre d’ interfaces est élevé, plus le pic de Bragg sera étroit. Nous verrons dans la section suivante qu’ il est nécessaire de disposer d’ une large bande spectrale pour pouvoir manipuler des impulsions attosecondes. Une première approche pourrait consister à utiliser un miroir multicouche périodique et à réduire suffisamment le nombre de périodes pour élargir le pic de Bragg. Cependant cela se fait au détriment de l’ efficacité du miroir et le flux de photons réfléchi par le miroir
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