Metal-Based Antireflective Coatings with Improved Durability for Ophthalmic Applications

Dans une ère de supraconducteurs et d'isolants topologiques, les matériaux typiques peuvent sembler comme il n'ont plus rien à nous offrir. Mais au contraire, la plasmonique a prouvé qu'avec de la physique classique et un concept ingénieux, les métaux peuvent produire des phénomènes optiques intéressants et inattendus, et a inspiré une multitude de nouveaux moyens d'utiliser les métaux en optique. Dans ce travail, nous avons tenté d'utiliser des couches métalliques pour améliorer la performance et la durabilité des lunettes. Plus précisément, le but était de produire un revêtement optique contenant une couche mince métallique permettant un effet antireflet important, et offrant une durabilité suffisante afin de résister à l'usage quotidien d'une paire de lunettes. Les revêtements antireflets (AR), ont été produits selon une architecture diélectrique-métaldiélectrique. L'argent (Ag) fût sélectionné pour la couche métallique en raison de ses propriétés optiques hautement désirables, même parmi les métaux nobles. Cela étant dit, l'utilisation de l'Ag apporte son lot de défis. Tout d'abord, les couches minces d'Ag tendent à former des îlots lorsque déposées sur un diélectrique; ces îlots mènent alors à une absorption indésirable par résonance plasmon localisée. De plus, l'Ag est susceptible chimiquement, pouvant être dégradé par le chlore dans les huiles naturelles de la peau ou l'oxygène de l'air ambiant. Ainsi ce travail traitait de deux aspects: la performance optique devait être contrôlée via la dynamique de croissance, sans introduire de susceptibilités à l'environnement et des mesures de protection devaient être implémentées tout en minimisant leur impact sur la transparence et la performance de l'AR. L'étude a été menée sur des échantillons produits par pulvérisation magnétron et par évaporation par faisceau d'électrons. La dynamique de croissance et les propriétés optiques des couches d'argent ont été étudiées par ellipsométrie spectroscopique in situ, ainsi que par des mesures de la résistance de feuille, par spectrophotométrie et par ellipsométrie ex situ. Les effets des différentes architectures et conditions de dépôt sur la nanostructure et la durabilité des revêtements ont été étudiés par diffraction de rayons-X et dans divers tests de durabilité standardisés conçus pour les lentilles ophthalmiques, tels que la résistance à l'abrasion, à la délamination, à l'humidité et à la corrosion dans une solution aqueuse de NaCl. Le recouvrement de l'Ag par un diélectrique et le dopage à l'aluminium se sont révélés être des mesures de protection insuffisantes.