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EODs : Fabrication d’éléments optiques diffractifs par microstructuration de matériaux polymères

janvier 2007 – décembre 2014

EODs : Fabrication d'éléments optiques diffractifs par microstructuration de matériaux polymères

Transfert direct du relief inscrit dans une photorésine (MICROPOSIT™ S1800™ G2, anciennement SHIPLEY™) dans un matériau sol-gel hybride (l’Ormocomp de la famille des ORMOCER®s) par nano-impression assistée par UV, procédé ne nécessitant pas le passage par un masque en métal

Contexte

L’optique diffractive est un domaine de recherche important, sachant que les éléments optiques diffractifs (EODs) sont des transformateurs de fronts d’onde, capables de générer des faisceaux lumineux ayant des profils complexes et arbitraires, non accessibles avec les optiques traditionnelles. De plus, le passage par un EOD permet souvent de réduire l’encombrement stérique des montages. Chaque matériau et chaque technique mis en oeuvre pour fabriquer un EOD précis présentent des avantages et des inconvénients, ce quyi imposent la définition de compromis. Ceux-ci doivent prendre en compte le cahier des charges imposé par l’application, les moyens mis à disposition pour le fabriquer et donc des paramètres tels que le temps de fabrication maximal autorisé, la résolution à obtenir et les propriétés du composant final à atteindre.

Objectifs

L’objectif était la fabrication d’EODs performants dans des matériaux adéquats, selon un procédé simple, rapide et bas coût, pour la production de prototypes et de petites séries, sachant que les technologies actuelles proposées en milieu industriel ne permettent pas d’accéder à un ou quelques dizaines d’EODS pour un coût peu élevé.

Résultats majeurs


- Performances de l’Ormocomp démontrées en termes de propriétés optiques (transmission de 92% dans le visible), chimiques (composant final pouvant être nettoyé à l’acétone ou l’isopropanol), mécaniques (meilleures résistance et dureté), thermiques (résistance et stabilité plus élevées) et une tenue satisfaisante aux flux laser puissants (jusqu’à 5 kW/cm2 en continu, à 514 nm) ;
- Procédé de fabrication par moulage validé au travers de nombreux tests expérimentaux ;
- La copie en Ormocomp peut être utilisée comme moule pour faire de multiples copies en Ormocomp ;
- Possibilité de mettre à profit cette technique de recopie d’EODs en Ormocomp sur différents types de substrat (verre, silice, silicium…).

Retombées

thèse de Aurélie CHAN YONG

Production scientifique

Voir dans la collection Foton sur HAL

Partenaires

Département d’Optique de Télécom Bretagne
(groupe(s) Foton impliqué(s) : OGC)

Coordinateur

Foton (responsable Christiane CARRÉ)

Financements

IMT