4.3 - Applications pratiques des traitements
`semi-réfléchissants' et
`réfléchissants'
Ces traitements de surface du verre sont essentiellement
utilisés dans le domaine de l'instrumentation optique. Nous donnons ici
des exemples d'application.
Application 1 : le dépôt sur du
verre d'une couche transparente d'indice de réfraction
élevé, par exemple d'oxyde de titane, est utilisé pour
produire un effet décoratif par réflexion sélective. Ce
dépôt est obtenu en condition industrielle par
pulvérisation PVD magnétron.
Application 2 : La cavité
résonnante d'un LASER utilise un traitement réfléchissant
voisin de 1 pour une couleur (c'est-à-dire une longueur d'onde) bien
précise : celle du rayonnement émis par le LASER.
Application 3 : Les présentateurs de
journaux télévisés utilisent souvent un `prompteur'. Cet
appareil, qui met en oeuvre une glace semi-réfléchissante, permet
de lire un texte déroulant tout en fixant la caméra de prise de
vue.
Application 4 : il peut être
intéressant dans certains instruments d'optique scientifique de disposer
de deux faisceaux de même intensité lumineuse issus d'une seule
source. Ceci est obtenu en utilisant un `séparateur de faisceaux'
élaboré à partir d'un verre traité `semi
réfléchissant'.
4.4 - Applications pratiques des traitements
réfléchissants sélectifs
L'application la plus courante des miroirs sélectifs
est la réalisation de `miroirs froids'. Les miroirs `froids' permettent
un éclairage efficace et intense en lumière visible tout en
minimisant le chauffage indésirable par infrarouge et trouvent des
applications concrètes.
On peut citer comme exemples les spots d'éclairage de
vitrine de magasins, de vitrines d'exposition de musées, sans oublier
les miroirs utilisés en salles d'opérations chirurgicales etc.
... Ces dépôts sélectifs multicouches sont obtenus par
procédé PVD. (Voir aussi le chapitre verres à faible
émissivité et à contrôle solaire).
4.5 - Aspects théoriques : le coefficient de
réflexion d'une surface de verre
Un rayonnement lumineux incident sur la surface de
séparation air/verre subit d'une part une réflexion, alors que
d'autre part une partie de l'intensité lumineuse est transmise
(réfraction).
Figure 43.ondes incidente, réfléchie et transmise
à la surface du verre. Dans le cas qui nous
intéresse, le
milieu 1 est l'air et le milieu 2 est le verre.
Considérons les lois de Descartes de réflexion et
de réfraction figure (44) portant sur les angles des rayons incident i1,
réfléchi i'1 et réfracté i2 :
Le coefficient de réflexion dépend de l'angle
d'incidence i1 et de l'état de polarisation de l'onde incidente. Dans ce
qui suit, on s'intéressera essentiellement au cas de l'incidence normale
(i1=0), ce qui correspond à la situation la plus courante.
Dans le cas de l'incidence normale, en supposant que le milieu
1 est le vide ou l'air (n1=1 ou 1,00293, respectivement), et que le milieu 2
est un verre courant (n2 voisin de 1,5), le coefficient de réflexion R
est :
D'après cette équation, il en résulte que le
coefficient de réflexion R de la surface du verre est égal
à 0,04 et donc que le coefficient de transmission T est égal
à 1-R, soit 0,96.
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Figure 45. Les ondes multiples
(dépôt
monocouche)
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Dans certaines applications, il peut être
intéressant d'avoir R proche de 0 et dans d'autres applications R voisin
de 1, ou encore de l'ordre de 0,5. Pour ajuster le coefficient de
réflexion (et donc de transmission), pour un verre donné, il
convient de modifier sa surface. Ceci peut être obtenu par des
dépôts de couches minces diélectriques (c'est-à-dire
transparentes et non absorbantes).
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