Mesures des constantes optiques de dépots évaporés de fluorure de magnésium dans l'ultraviolet de Schumann

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Submitted on 1 Jan 1961

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Mesures des constantes optiques de dépots évaporés de fluorure de magnésium dans l’ultraviolet de Schumann

D. Fabre, J. Romand

To cite this version:

D. Fabre, J. Romand. Mesures des constantes optiques de dépots évaporés de fluorure de magné-

sium dans l’ultraviolet de Schumann. J. Phys. Radium, 1961, 22 (5), pp.324-325. �10.1051/jphys-

rad:01961002205032401�. �jpa-00236454�

324

Le présent ^{travail a} été réalisé sous les auspices ^du

Centre National de la Recherche Scientifique, ^{et a béné-}

ficié également de l’aide du Commissariat à l’Énergie

Atomique.

Lettre _reçue le 2 mars 1961.

MESURES DES CONSTANTES OPTIQUES

DE DÉPOTS ÉVAPORÉS

DE FLUORURE DE MAGNÉSIUM

DANS L’ULTRAVIOLET DE SCHUMANN Par Mlle D. FABRE et J. ROMAND,

Laboratoire des Hautes Pressions, ^Bellevue.

L’objet ^{de la} présente ^{note est} d’illustrer par quel-

ques exemples pratiques la méthode de détermination des constantes optiques dans l’ultraviolet lointain,

dont nous avons exposé antérieurement les principes.

Rappelons que la méthode repose essentiellement sur

l’utilisation des phénomènes d’interférence par ré-

flexion, produits par ^une lame mince d’épaisseur ^va-

riable [1].

Les résultats présentés ^{sont relatifs à une couche de}

fluorure de magnésium déposée ^sur support ^{de verre} rectangulaire (100 ^{X 17} mm2) suivant une ^technique

permettant d’obtenir des dépôts d’épaisseur ^variable

selon une loi linéaire [2]. Effectivement l’épaisseur

varie linéairement de 0 à environ 2 500 A sur une

longueur ^{de 90 mm.}

La figure ¹ présente, ^{à titre} d’exemple, ^des enregis-

trements de l’intensité réfléchie par la lame, ^{sous inci-}

dence normale, ^{en fonction} de la distance à une extré-

mité, ^{donc en} fonction de l’épaisseur. ^{On a} choisi trois

longueurs ^d’onde auxquelles correspondent ^{des indices}

d’extinction assez différents, ^{comme on} peut ^{le voir à} l’amortissement variable des courbes. Les extrémités des enregistrements correspondent ^au pouvoir ^réflec-

teur du _{verre ;} on remarque du côté ^des grandes épais-

seurs une perturbation ^{due à la diffusion du} fluorure,

en cours d’évaporation, ^au delà du cache limitant le

dépôt. L’échelle des ordonnées est différente pour cha-

cune des trois longueurs d’onde, ^et arbitraire ; les

valeurs absolues du pouvoir réflecteur seront prises par

rapport ^{à celui du} support. L’exploration ^{de la} plaque

est faite par ^un faisceau lumineux suffisamment étroit pour ^ne pas modifier le profil ^du phénomène.

On appelle, ^{comme dans la note} précédente, d l’épais- seur, (v

jx) ^l’indice complexe ^{de la} couche, p le pou- voir. réflecteur air-couche, p’ ^le pouvoir ^réflecteur couche-support, R, ^{les ordonnées} de la courbe reliant les maxima de la courbe expérimentale, R2 celles de la courbe reliant les minima. Le dépouillement ^{des enre-} gistrements ^{consiste à mesurer les valeurs due} R1 ^et R2

pour ^une série de valeurs de d, ^{et à} calculer les quan- tités p et y qui ^leur correspondent ; ^{on a} montré que l’on avait :

et

Sur la figure 2, ^{on a} porté les valeurs calculées de

Log y ^en fonction de d. On voit qu’elles s’alignent :

(*) ^{En toute} rigueur, ^{le terme} (1- p) doit être affecté d’un coefficient _pL différent de 1, si l’on tient compte ^du

fait que le coefficient de réflexion de Fresnel air-couche ^est

imaginaire. Le coefficient intervient seulement pour le calcul de p’ ^à partir de l’ordonnée à l’origine de la droite

Log y

f (d). ^Le calcul donne :

{1. est d’autant plus ^{voisin de 1 que x est} plus petit. ^Dans

la plupart ^{des cas où} la méthode est applicable (dans

l’ultraviolet lointain), ^on peut ^le négliger. ^{Pour le cas} pré-

sent (7

^{1 160} A ; ^x

0,14) ^on a p.

1,005.

FIG. i.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01961002205032401

325 x, déduit de la pente p = 87cx/À, ^{est donc sensi-}

blement constant pour les épaisseurs considérées. Dans

ces mêmes conditions, ^on voit que les variations de p

en fonction de d sont faibles. p’ que l’on déduit de p et de l’ordonnée à l’origine de la droite Log y ⁼ f(d),

a été calculé pour la valeur moyenne de p.

FIG. 2.

Lé calcul des indices de réfraction v se fait de façon

un peu différente de celle préconisée ^{dans la note} pré-

cédènte [1] : ^{au lieu} de considérer les points ^{de la}

courbe pour lesquels les ondes lumineuses interfé-

rentes ^{sont en} quadrature, ^mais qui ^{ne sont} pas immédiatement repérables ^{sur les} enregistrements, ^on

utilise les extrêma de la courbe expérimentale ; ^on

admet que, d’un extrêmum ^au suivant de même nature, la variation d’épaisseur optique ^est égale à X12. ^Ceci

n’est pas exact, ^{mais on montre} que, dans le ^cas pré- sent, ^{on introduit ainsi} une erreur systématique ^infé-

rieure à 2 0/00’ alternativement positive ^et négative

suivant la nature des extrêma, ^et absolument négli- geable ^{devant le} gain ^de précision pratique qu’apporte

l’utilisation des extrêma en raison de leur facilité de

pointage.

La précision ^sur x, qui ^est celle de la mesure de la

pente de ^{la courbe} Log y

f(d), ^{est de} l’ordre de 7 %.

La précision ^{sur v se ramène à celle sur la mesure de la}

différence d’épaisseur ^entre deux extrêma de même

nature, Ad ; ^{or on a Ad =} g Ol, g gradient d’épaisseur

du dépot pour le AI considéré ; ^{Il distance entre les}

deux extrêma, ^{évaluée à} partir ^{de leur} pointage ^{sur les} enregistrements. Agig ^de l’ordre de 2 % pour les faibles

épaisseurs, ^est inférieure à 0,5 % au-dessus

de 900 A. La précision ^{sur la mesure de Al} peut ^n’être

pas meilleure que 2 ^ou 3 % ^{dans le cas} des ^courtes

longueurs d’onde pour lesquelles les extrêma sont plus resserrés, ^et d’intensité souvent plus, faible. L’erreur relative sur la valeur de v peut donc varier de 1 à 5 % ;

elle permet néanmoins, ^{dans cet} exemple, ^{de mettre en .}

évidence une variation de l’indice avec l’épaisseur ^du dépôt, que la reproductibilité ^{des mesures} autorise à considérer ^comme réelle.

La comparaison des valeurs obtenues expérimen-

talement pour p par ^cette méthode, à celles calculées suivant la formule classique ^à partir des valeurs expéri-

mentales de v et x montre ,que, si l’on obtient le même ordre de grandeur, la variation de p ^avec l’épaisseur ^de

la couche ne suit cependant pas celle de ^v. Ceci peut s’expliquer par la vraisemblable inhomogénéité ^du dépôt ^en profondeur [3], [4]. ^En effet, les valeurs

expérimentales ^{de v} correspondent ^{à un indice} moyen du dépôt pour ^une épaisseur donnée v = 1 ^{vx dx}

x étant la profondeur ; tandis que l’indice de réfraction à considérer pour calculer p ^est l’indice ^en surface. A cet égard, les éventuelles variations de x ont un rôle

négligeable devant celui de v.

On peut remarquer la très faible valeur du pouvoir

réflecteur couche-support, ^{dont il} n’y ^a pas lieu de

s’étonner, ^{étant donné les natures} voisines des deux matériaux. L’évaporation du fluorure sur un support

métallisé conduit à des p’ beaucoup plus importants ^et

renforce les contrastes dans les courbes expérimentales.

Cependant, ^{on retrouve} des valeurs comparables ^{de v}

et x quelque ^{soit le} support ; ^en particulier, les valeurs obtenues pour l’indice d’extinction x, sont toujours

anormalement grandes par rapport ^à, celles, connues, des fluorures à l’état massif cristallisé ; ceci avait déjà

été observé, lors de la mesure de x par ^une méthode

classique [5].

Lettre reçue le ^{7 mars 1961.}

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^FABRE (D.), ^ROMAND (J.) ^{et VODAR} (B.), ^J. Physique Rad., 1960, 21, 263.

[2] ^FABRE _sique (D.) Rad. ^et (Physique Appliquée). ^DAMANY (H.), ^A paraître dans ^{J. Phy-}

[3] BOUSQUET, Thèse. Ann. Physique, 1957, ^2.

[4] ^HALL (J. F.), ^{J. O. S.} A., 1957, 47, 662.

[5] ^FABRE (D.) ^{et ROMAND} (J.), C. R. Acad. Sc., 1960,

250, 1226.