How does it work?

Mode de fonctionnement d'une couche antireflets

Principe d'élimination de la lumière réfléchie avec une couche antireflets

Principe d'élimination de la lumière réfléchie avec une couche antireflets

La lumière est réfléchie sur les deux interfaces d'une couche antireflets. Les deux trains d'onde réfléchis d'une certaine longueur d'onde peuvent s'annuler complètement l'un l'autre suite à des interférences si les conditions liées à la phase et à l'amplitude sont réunies.


Condition liée à la phase

Condition liée à la phase et à l'amplitude

Condition liée à la phase
Les crêtes et les creux des deux trains d’ondes réfléchis doivent coïncider, c’est-à-dire qu'ils doivent évoluer selon un trajet décalé d’une demi-longueur d'onde l’un par rapport à l’autre, afin que l’extinction puisse se dérouler par interférence sur cette longueur d’onde.
Le choix approprié des épaisseurs et des types de couche permet de satisfaire cette condition relative à la phase de la longueur d’onde de référence (longueur d’onde pour laquelle la couche antireflets est optimisée). L’interférence tend ensuite à minimiser le reflet résiduel. L’épaisseur de la couche (d) doit alors s’élever au quart de la longueur d’onde de référence.

 

Condition liée à l'amplitude
Les amplitudes des deux trains d’ondes réfléchis doivent être égales afin que la longueur d’onde de référence puisse être annulée intégralement.
Le choix approprié des indices de réfraction des couches antireflets permet de minimiser les reflets résiduels par interférence. La judicieuse combinaison des matériaux constitutifs du verre et du revêtement antiréfléchissant détermine grandement le mode d’action optimal de la couche antireflets.

Les facteurs qui incident sur le bon fonctionnement d’une couche antireflets sont :

  • l’épaisseur de la couche et
  • l’indice de réfraction du matériau antiréfléchissant
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1. Couches simples et multiples

Réduction des reflets par des couches simples et multiples

Courbes de transmission pour les verres unifocaux minéraux sphériques d'indice 1,6 ET de ZEISS et les verres unifocaux minéraux sphériques d'indice 1,6 Super ET de ZEISS

Réduction des reflets par des couches simples et multiples

Des monocouches permettent de minimiser plus ou moins la longueur d'onde de référence suivant l’indice de réfraction du matériau constitutif du revêtement antiréfléchissant. La réduction des reflets n’est optimisée que pour une petite gamme de longueurs d’onde.
Pour atténuer les reflets dans une plus grande plage spectrale, il convient de recouvrir le verre de plusieurs couches antireflets. Un traitement à multicouches antireflets se traduit ainsi par une transmission lumineuse qui culmine à près de 99%.

Structure d'un revêtement monocouche

Structure de Super ET sur un verre minéral
avec n = 1.6

Structure d'un revêtement monocouche
Une monocouche antireflets déposée sur un verre de lunettes minéral présente toujours un indice de réfraction inférieur à celui du matériau constitutif du verre. Le matériau de revêtement se compose de fluorure de magnésium. Le traitement antireflets simple appliqué aux verres organiques consiste systématiquement en une couche de faible indice et en une couche plus réfringente. Il emploie notamment du dioxyde de silicium (SiO2).

 

Structure de Super ET de ZEISS
Tout traitement à multicouches appliqué à des verres de lunettes tant organiques que minéraux implique des matériaux fortement et faiblement réfringents de différentes épaisseurs qui sont vaporisés en alternance sous vide. L’épaisseur des couches antireflets peut ainsi varier entre environ 100 et 250 nm. Comparaison : Cent couches multiples représentent environ l’épaisseur d’un cheveu.

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2. Traitements antireflet et très réfringents

Un traitement antireflet est particulièrement important pour les verres très réfringents

Indice de réfraction et coefficient de réflexion par face de verre

Un traitement antireflet est particulièrement important pour les verres très réfringents

La part des reflets gênants passe d’environ 8 % sur des verres en crown (n=1,5) à près de 20 % sur des verres très réfringents d’indice de réflexion n = 1,9. Cela signifie que que les réflexions sont deux fois plus gênantes dans des lunettes avec un indice de réfraction élevé. Un revêtement antireflets est donc un must absolu pour les verres moyennement et très réfringents.
Seulement environ 80 % de la lumière incidente parvient encore à l’œil du porteur de lunettes dont les verres d’indice n = 1,9 ne sont pas traités contre les reflets, contre quelque 92 % toutefois si leur indice est n = 1,5.

La représentation du coefficient de réflexion en fonction de l’indice de réfraction n met bien en évidence qu’un traitement antireflets est d’autant plus indispensable que l’indice de réfraction du matériau constitutif sélectionné est élevé.

Verres à revêtement antireflets pour mieux voir

  • Forte réduction de la buée et des reflets perturbants ce qui permet de réduire la gêne du porteur.
  • Visibilité non entravée des yeux du porteur de lunettes. Plus grand esthétisme des lunettes.
  • Augmentation de la transmission du verre. Vision plus claire de l'environnement du porteur.

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3. Traitements antireflets filtrants

Traitements antireflet filtrants

Des verres de lunettes teintés dans la masse étaient utilisés jadis exclusivement pour obtenir des verres filtrants minéraux légèrement colorés. Il est possible de nos jours de vaporiser une couche d’absorption et une couche antireflets sous un vide poussé.

L’avantage d’une couche filtrante déposée sous vide, comparée à des verres de lunettes teintés dans la masse, tient à la coloration uniformément répartie sur toute la surface du verre, indépendamment de la puissance dioptrique. C’est pourquoi les verres teintés dans la masse ne sont plus guère utilisés actuellement.

Tout comme sur ces derniers, le contraste des couleurs peut être amplifié par un traitement antireflets filtrant.

4. Couleurs de réflexion

Couleurs de réflexion des couches antireflets de ZEISS

Courbe de réflexion identique d’un type de traitement antireflet sur des matériaux différents

Couleurs de réflexion des couches antireflets de ZEISS

La réflexion qui subsiste à l’issue des divers traitements antireflets est un trait distinctif facilement reconnaissable. Chaque couche antireflets de ZEISS présente une réflexion résiduelle d’une couleur caractéristique, indépendante du matériau constitutif du verre.

Un traitement Super ET de ZEISS se traduit ainsi toujours par un reflet résiduel doux vert-bleu typique, qu’il s’agisse d’un verre de lunettes organique ou minéral, peu ou très réfringent. Pour garantir ce très haut niveau technique, ZEISS met en œuvre jusqu’à 50 procédés de fabrication différents.

Les avantages

  • Le traitement antireflet est facilement identifiable par l’opticien indépendamment du matériau constitutif des verres.
  • Le porteur de lunettes est assuré de retrouver la couleur de reflet habituelle sur ses verres même à base d’un autre matériau, s’ils sont soumis à un traitement antireflets identique.

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