I. — CoucHES MÉTALLIQUES SEMI-TRANSPARENTES

Nous allons sommairement rappeler les propriétés optiques des couches classiques d'argent et d'aluminium afin de permettre la comparaison avec les résultats qui seront donnés plus loin pour les couches simples ou multiples non métalliques.

$ 1. Argent. — Les résultats publiés sur les couches minces d’argent obtenues par évaporation dans le vide varient dans de très larges limites d’un auteur à l’autre. Nous avons tracé d’après Goos (10), Tolansky (11) et nos propres mesures, la courbe de la transparence G d'un étalon en fonction du facteur de réflexion (fig. 10). Ces valeurs de & ont été calculées d’après les valeurs expérimentales de R etT

pour la longueur d’onde À — 5 460 À.

Les mesures les plus optimistes sont celles de Tolansky (11) (12) qui attribue la faible absorption de ses couches à la pureté du métal déposé, grâce à une technique particulière d’évaporation : le grain d'argent à vaporiser est placé sur un petit ruban de molybdène replié en forme d’Q renversé ; le métal fond d'abord, mouille le molybdène

et, par capillarité, forme une sorte de lentille verticale liquide. La surface d’argent en contact avec le molybdène pendant l’évaporation

(qui s’effectue horizontalement) est ainsi minimum.

__ Goos (10) trouve pour des couches d’argent déposées sur quartz, par évaporation, des chiffres très différents de ceux de Tolansky. Notamment, la courbe & — f{R) présente un maximum très net qui ne dépasse pas & — 0,5 vers R — 0,80 alors que Tolansky indique un maximum moins accusé voisin de 6—0,8 vers R—0,70 (!). Nos propres mesures ont confirmé dans l’ensemble les résultats de Goos. Nous avons régulièrement observé le maximum au voisinage de R—0,80 à une exception près. Nous avons justement tracé sur la figure 10 la courbe correspondant à ce cas exceptionnel.

La comparaison des trois courbes permet de constater un accord à peu près parfait pour les couches épaisses (au-dessus de 30 millimicrons) de R—0,85 à Rmaxe Par contre, les couches plus minces peuvent avoir des propriétés très différentes suivant les conditions d’évaporation. Il est difficile de dire s’il faut en rechercher la cause

(‘) L’absorption des couches d’Ag sur quartz est très peu différente de celles déposées sur verre,

dans l'existence de différentes structures de film d'argent ou dans la présence d’impuretés et de gaz occlus. Une étude de diffraction électronique permettrait sans doute d’obtenir des renseignements sur ce point.

Dans le cas le plus fréquemment observé (courbe du type Goos), il n’y a pas intérêt à utiliser des couches d’argent à faible réflexion

(exceptionnel)

Fig. 10. — Transparence d’un étalon en fonction du facteur de réflexion des lames.

Résultats expérimentaux de différents auteurs pour des couches d’argent évaporé sous vide.

pour l’étude des raies faibles, et c’est là un fait peu connu. Il faut, au contraire, se placer au voisinage du maximum de &, c’est-à-dire

vers R—0,80 pour À—5 460 À. La position de ce maximum varie avec la longueur d'onde, comme l'indique la figure 11. Le tableau II donne les résultats numériques correspondants (mesures de Goos) et permet de se rendre compte de la variation du facteur de réflexion de l'argent avec la longueur d'onde pour une couche donnée,

l, | pa bo Le Ga COS 06 “077 08 09 Fig. 11. — Transparence d’un étalon en fonction du facteur de réflexion des lames. Résultats pour des couches d’argent évaporé sur quartz (Goos) pour différentes longueurs d’onde.

Tagceau Il. — Propriétés optiques de couches minces d'Ag sur quartz, d’après Goos.

Epaisseur my 69,6 H6;6%/%39; 40) F2r.9 17,5 12,0 8,4

À 4 353 10/0. /\Qbr, 4 750 | -29:3 .1136,8 h2,2 48,5 | 52,5 A o/o .| 5,8 6,4 7,9 11,7 16,7 20,2 24,2

À 5 780 T o/o ,| o,4 2,8 11,9 19,1 DRE 19, 19,5 A 0/0 , [A ARE) 5 12,1 20,4 31,5 40,0

GEAR OL OT 0,16 0,49 0,38 0,26 0,15 | o,11

R 0/0 .| 97,0 6,5 3,8 8,5 58,2 ho,o | 29,1

À 10 500 { T o/o . ls 6 933 ar Da 18,8 | 34,8 À o/o .| 2,9 DEC 2,9 14,2 30,5 41,2 36,1

Dans la pratique, les transparences des étalons argentés sont toujours plus faibles que celles indiquées ci-dessus à cause du vieillissement rapide des couches. A titre d'exemple, nous avons suivi l’altération des miroirs d’un étalon pendant deux mois et demi et illustré la perte de transparence & par la courbe AB(fig. 10). Du 8 septembre au 20 novembre, le facteur de réflexion est passé de 0,87 à 0,73, tandis que la transparence diminuait de © —0,25 à 0,06, rendant l’étalon inutilisable pour l'étude des raies faibles,

$ 2. Aluminium. — Si l'aluminium a sur l’argent des avantages certains au point de vue conservation, solidité et faible variation du

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Fig. 12. — Transparence d’un étalon en fonction du facteur de réflexion des lames.

Résultats expérimentaux pour des couches d'aluminium évaporé sous vide.

facteur de réflexion avec la longueur d'onde, on ne saurait utiliser les couches minces d'Al dans l’étude interférométrique des raies faibles à cause de leur absorption notable, toujours supérieure à 10 o/o. La courbe & — /{R) (fig. 12) ne possède pas de maximum et il est exact

de dire que les couches à faible facteur de réflexion donnent à un étalon interférentiel une transparence plus grande.

La courbe en trait plein traduit les meilleurs résultats que nous avons obtenus par évaporation d’alaminium pur. Ils sont voisins de ceux donnés par Strong (13). La courbe en pointillés concerne des couches obtenues par évaporation d'aluminium impur (conducteur destiné aux installations électriques).

$ 3. Chrome. — Les couches de chrome déposées par vaporisation dans le vide sont constituées par le métal pur et présentent une absorption considérable. Par exemple, la couche d'épaisseur telle que

R— 0,20 pour À— 5/60 Â aune absorption de 0,35.

Il n’en est pas de même des couches minces de chrome obtenues par voie cathodique qui sont très probablement constituées par l’oxyde de chrome Cr:0;.

Leur absorption est extrêmement faible mais, malheureusement, leur facteur de réflexion ne dépasse guère 0,20.

Nous donnons ci-dessous quelques résultats empruntés à Marcel Perrot (14).

Epaisseur À R T G& 48 my 4 358 À 0,°33 0,705 0,85 74 mu 5 460 À 0,207 0,752 0,90

On voit que les couches de chrome cathodique peuvent être utilisées pour l'étude des raies faibles mais on leur préférera des couches minces de sels ou oxydes non absorbants qui permettent d'atteindre sans perte de luminosité des facteurs de réflexion plus élevés. Ce sont de tels matériaux que nous allons étudier maintenant.