Contexte :

Les lasers de puissance tels que le Laser Mégajoule (LMJ) requièrent des composants optiques de grandes dimensions avec des fonctions optiques spécifiques (antireflet, miroir, polariseur, …). Ces fonctions optiques sont généralement obtenues grâce à la mise en oeuvre d’un traitement en couche mince. Dans le cas des traitements antireflets, ces revêtements sont réalisés par voie sol-gel. Les fonctions optiques recherchées étant de plus en plus complexes (antireflet large bande, rotation de polarisation,…) il est nécessaire d’apporter une structuration à l’échelle micronique ou submicronique à ces couches. Pour ce faire, deux voies sont envisageables : la voie Top-Down qui consiste à graver ou imprimer les motifs désirés directement sur le matériau en couche mince et la voie Bottom-Up qui, à l’inverse, consiste en un assemblage d’éléments élémentaires afin d’aboutir à la structure recherchée.

Objectif de la thèse :

L’objectif de cette thèse est d’évaluer les deux voies Top-Down et Bottom up pour la structuration des couches d’oxydes réalisées par voie sol-gel en fonction de l’accessibilité de la technologie pour des structurations souhaitées et pour le traitement de grandes surface.

Déroulement de la thèse :

Au cours de la thèse, le candidat travaillera sur la synthèse sol-gel et la mise en oeuvre des matériaux envisagés (SiO₂, Ta₂O₅, …). La mise en oeuvre des couches passera par des techniques de structuration de surface par impression ou gravure disponibles au CEA ou dans des laboratoires partenaires.

Ces travaux s’appuieront sur :

1. Des données de modélisation réalisées en collaboration avec une équipe du laboratoire et le CEA/CESTA afin de définir les motifs à réaliser pour atteindre la fonction optique souhaitée (AR large bande, rotateur de polarisation, ..)
2. Des caractérisations structurales (MEB, …) afin de vérifier l’adéquation des motifs réalisés avec les profils théoriques issus de la modélisation
3. Des caractérisations optiques et de tenue au flux laser afin d’estimer les propriétés de ces revêtements.

Directeur de thèse et école doctorale :

Philippe BELLEVILLE – Ecole Doctorale  » Energie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l’Univers » (Université de TOURS)

Contact :

Joffrey URVOIS – CEA/Le Ripault – BP 16 – 37260 Monts – 02 47 34 46 90