Ecole d'Ete Systemes Optiques

Introduction a 1'etude de la diffusion de la lumiere par les rugosites des surfaces optiques
C. Amra

Laboratoire d'Optique des Surfaces et des Couches Minces, U.R-A. 1120, Ecole Nationale Superieure de Physique de Marseille, Av. Escadrille Normandie-Niemen, Domaine Universitaire de StJerdme, F-13397 Marseille cedex 13, France

I-Introduction On s'interesse a 1'etude de la diffusion de la lumiere par des surfaces planes ayant re9u un poli pour des applications optiques. II s'agit done d'une diffusion sans changement de longueur d'onde, simplement liee aux caracteristiques geome'triques de l'6chantillon eclaire. C'est par exemple ce que per^oit 1'oeil d'un observateur qui assiste a la reflexion d'un faisceau laser sur un dioptre plan (fig.l): si 1'experience se d6roule en salle "propre", il n'y a pratiquement pas de particules en suspension dans 1'air et on ne voit pas la "trace" des faisceaux sp6culaires (incident, reflechi ou transmis); par contre, on per9oit tres bien 1'impact du faisceau au niveau de la surface eclairee, ceci parce qu'une partie de 1'energie est perdue en dehors des directions speculates et est collectee par 1'oeil. Cette diffusion est due a la presence d'irregularites de surfaces (rugosit6s) sur 1'echantillon; le cas e"ch6ant, elle peut provenir d'inhomogeneit6s de structure dans le volume de l'6chantillon.

Fig.l: Diffusion

par la rugosite d'un

dioptre. (1), (R) et (T) sont relatifs aux faisceaux speculates.

1- Generalites - definitions En milieu homogene, la lumiere se propage en ligne droite (principe de Fermat). Si le milieu est a gradient d'indice, il y a deviation continue du faisceau lumineux et 1'energie se trouve concentred selon une courbe gauche dans 1'espace. Par contre, en milieu inhomogene ou ateatoire, il y a perte d'energie dans toutes les directions: c'est la diffusion de volume. On se limite dans ce cours aux pertes par diffusion a la surface de separation de deux milieux