Miroir Semi-réfléchissant

[invite52d2f307]

Bonjour,

Sur un Affichage tête haute, sont utilisés des miroirs semi réfléchissants pour voir l'extérieur et les informations projetés en même temps.

J'ai compris qu'avec le bon traitement métallique on peut choisir la longueur d'onde qui va être réfléchie. Qu'on est t'il lorsque l'affichage est en couleur au lieu d'être vert ? Comment fabrique t'on un tel miroir ? Est ce un miroir qui est utilisé déjà (j'ai lu quelque part qu'on pouvait utiliser des hologrammes, mais j'ai rien compris du tout) ?

Merci d'avance !
-----

[LPFR]

Bonjour.
Un revêtement métallique réfléchit toutes les fréquences pratiquement de la même manière.
Ce sont les revêtements diélectriques, qui, dans certaines conditions, peuvent être sélectifs en fréquence.
Au revoir.

[predigny]

Pour être vraiment sélectif il faut des dépôts multicouches de matériaux d'indices de réfraction différents. Si on veut réfléchir toutes les longueurs d'ondes c'est plus simple, il faut juste contrôler l'épaisseur d'aluminium (ou autre) déposé sous vide et protégé par une couche de d'alumine.

[invite52d2f307]

C'est vrai que ça existe aussi. Aurais tu des détails sur le fonctionnement ?

Pour l'hologramme, j'ai compris comment ça marche un hologramme (interférences), mais je ne comprends pas comment un hologramme peut remplir la fonction de réfléchir certaines longueurs d'ondes et pas d'autres.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

...mais je ne comprends pas comment un hologramme peut remplir la fonction de réfléchir certaines longueurs d'ondes et pas d'autres.

Re.
D'où tenez-vous cette information?
Je n'ai jamais entendu parler de ça.
A+

[predigny]

...mais je ne comprends pas comment un hologramme peut remplir la fonction de réfléchir certaines longueurs d'ondes et pas d'autres.

L'holographie en couleur est encore du domaine expérimental mais ça fait plus d'un siècle que Gabriel Lippmann faisait de la photographie couleur en enregistrant les motifs d'interférence entre la lumière incidente et celle réfléchie par un miroir (mercure ?) placé derrière l'émulsion. Ces motifs d'interférence créent dans l'émulsion photographique l'équivalent des multicouches qui réfléchissent une couleur de façon privilégiée ; plus y a de couche, plus le procédé est sélectif. Le principe de l'holographie n'était pas si loin.

[invite52d2f307]

Tiré d'un livre (How It Works) :

HUDs using holographic techniques in the manufacture of the combiner improve this situation [ca parlait de la perte de lumière qu'induisait l'utilisation d'un miroir semi réfléchissant]. Using laser light, a highly reflective hologram is produced. It is sandwiched between glass to form the combiner. The hologram is made so that it reflects only an extrem narrow of the vsible spectrum.

Un hologramme c'est bien une image non ? Comment on peut l'emprisonner entre deux verres, et en quoi mettre un hologramme entredeux verres fait réfléchir certaines longueurs d'ondes et pas d'autres ?

[predigny]

Tiré d'un livre (How It Works) :
Un hologramme c'est bien une image non ? Comment on peut l'emprisonner entre deux verres, et en quoi mettre un hologramme entredeux verres fait réfléchir certaines longueurs d'ondes et pas d'autres ?

Je ne connais pas le système dont il est question ici mais d'une façon générale, deux miroirs face à face, constituent un interféromètre 'Fabry-Pérot) et une lumière monochromatique (celle du laser) rentrant dans cette interféromètre crée un motif d'interférence. Si l'espace entre les deux miroirs est rempli d'une émulsion photographique (holographique, c'est pareil) ces motifs d'interférence seront enregistrés et si par la suite une lumière blanche éclaire cette émulsion, seule la longueur d'onde correspondant aux motifs d'interférence sera réfléchie (chaque couche réfléchit toutes les longueurs d'ondes mais seules celles qui sont en phases s'additionneront, au total, la réflexion sera très monochromatique) C'est le principe des filtres interférentiels.

[invite52d2f307]

Quand tu dis miroir, je suppose que c'est "miroir semi réfléchissant", c'est bien ça ?

En tout cas, ça semble compliqué mais dans mes cordes, cependant quelques détails et précisions seront des plus enchanteurs !

Je comprends pas vraiment le passage là
"et si par la suite une lumière blanche éclaire cette émulsion, seule la longueur d'onde correspondant aux motifs d'interférence sera réfléchie (chaque couche réfléchit toutes les longueurs d'ondes mais seules celles qui sont en phases s'additionneront, au total, la réflexion sera très monochromatique"

Encore une question, si à la place du laser, je met un écran LCD, j'en forme un hologramme, et j'éclaire à la lumière blanche, les informations réfléchies sont bien celles correspondant aux longueurs d'ondes émises par le LCD (donc un truc en couleur ?)

Tu parles de couches.. quelles couches ?

Donc le système en fait c'est une émulsion holographique (?? c'est quoi concrètement ? c'est la surface qui va être "imprimée" ?) comprise entre deux miroirs semi réfléchissants et le tout est éclairé par de la lumière blanche ?

[LPFR]

L'holographie en couleur est encore du domaine expérimental mais ça fait plus d'un siècle que Gabriel Lippmann faisait de la photographie couleur en enregistrant les motifs d'interférence entre la lumière incidente et celle réfléchie par un miroir (mercure ?) placé derrière l'émulsion. Ces motifs d'interférence créent dans l'émulsion photographique l'équivalent des multicouches qui réfléchissent une couleur de façon privilégiée ; plus y a de couche, plus le procédé est sélectif. Le principe de l'holographie n'était pas si loin.

Bonjour Predigny.
En fait, la vraie invention de Lippmann a été d'inventer une procédure pour créer une émulsion de grain suffisamment fin pour réussir à faire un miroir interférentiel. J'ai un ancien bouquin de physique qui décrit en détail toute la procédure. Oui: c'était bien du mercure.
Mais je n'appellerais ça en aucune façon un hologramme. C'est un miroir interférentiel. Un hologramme est le résultat de l'interférence entre la lumière provenant d'un objet ou une scène et un faisceau de référence. Ce n'est pas le cas dans la procédure de Lippmann.
Et pour ce qui est de la photo couleur, bien que l'on pressente Lippmann comme son inventeur, la procédure de Lippmann n'a jamais été vraiment utilisée, toujours en raison de la finesse du grain nécessaire. Les vrais inventeurs de la photo couleur furent les frères Lumière avec la procédure "Autochrome", qui fut utilisée pendant des décennies et dont on peut encore admirer les belles couleurs.
Cordialement,

[LPFR]

Re.

Donc le système en fait c'est une émulsion holographique (?? c'est quoi concrètement ? c'est la surface qui va être "imprimée" ?) comprise entre deux miroirs semi réfléchissants et le tout est éclairé par de la lumière blanche ?

Une émulsion holographique est une émulsion avec un grain très fin. Bien plus fin que la longueur d'onde de la lumière. Ce n'est pas courant. Ce sont des émulsion fabriquées spécialement pour cela.

Encore une question, si à la place du laser, je met un écran LCD, j'en forme un hologramme, et j'éclaire à la lumière blanche, les informations réfléchies sont bien celles correspondant aux longueurs d'ondes émises par le LCD (donc un truc en couleur ?)

Même si vous éclairiez votre écran LCD avec de la lumière monochromatique et avec une cohérence suffisante, vous n'obtiendriez pas le résultat d'un hologramme. Même une émulsion courante n'a pas la bonne résolution (alors que le grain peut être de l'ordre du micron). Alors un écran, avec ses 0,23 mm de résolution, n'en parlons pas.

A+

[predigny]

...Mais je n'appellerais ça en aucune façon un hologramme. ...

On est bien d'accord, ce n'est pas un hologramme, mais le principe de restituer des informations d'une image en enregistrant des motifs d'interférence, est dans la "même idée". Évidemment Lippmann ne disposait pas de laser et la longueur de cohérence de la lumière qu'il utilisait ne dépassait guère l'épaisseur de son émulsion, il n'était donc pas question d'enregistrer sur sa plaque des informations sur la "spacialité" des objets situés devant la plaque. Mais s'il avait eu un laser, peut-être aurait-il pensé à aller plus loin que le simple enregistrement des couleurs d'une image réelle.

[invite52d2f307]

Une émulsion holographique est une émulsion avec un grain très fin. Bien plus fin que la longueur d'onde de la lumière.

C'est tout l'ensemble "émulsion holographique" que je ne comprends pas. M'expliquer "émulsion holographique" par "émulsion qui" ne m'avance pas vraiment .


Puisque ça ne marche pas comme ça avec un LCD, comment je pourrais faire pour avoir un affichage tête haute en couleur ?

L'affichage tête haute c'est les infos vertes sur le pare brise dans les avions de chasse. C'est en train de s'étendre aux voitures, et c'est en couleur.

[invite2313209787891133]

Bonjour

L'affichage sur les pare brises ou les verrières (en fait une plaque située devant la verrière) n'est qu'une simple réflexion.
Techniquement tu prend un morceau de verre, tu le place à 45° avec un moniteur horizontal et tu peux voir les données du moniteur en même temps que ce qui se trouve derrière la vitre; ce n'est pas plus compliqué que ça.

[invite52d2f307]

Sauf que cette méthode présente des inconvénients, notemment en perte de lumière. C'est pour ça que je demande comment on pourrait faire avec un hologramme.

[invite2313209787891133]

Sauf que cette méthode présente des inconvénients, notemment en perte de lumière. C'est pour ça que je demande comment on pourrait faire avec un hologramme.

Je ne suis pas un expert en holographie, mais j'ai tendance à penser que c'est impossible; un hologramme est en quelque sorte une "photo"; il ne permet de voir que ce que l'on a photographié; donc un pare brise holographique ne serait capable de montrer qu'une seule image.
Par ailleurs la "perte de lumière" n'est pas significative, il faut se rappeler que la sensation de luminosité est logarithmique, et une diminution de 50% du flux lumineux est à peine perceptible.

[predigny]

Pour l'affichage "tête haute" il n'y a pas besoin d'avoir recours aux techniques holographiques. Même dans les avions les plus modernes, c'est uniquement un système de projection sur miroir semi-transparent. Mais il n'est pas à exclure que des technologies basées sur des panneaux LCD, aient leur mot à dire dans un future proche et pourquoi ne pas imaginer dans un future plus lointain, des panneaux capables de reproduire dans leur épaisseur, les motifs d'interférences des hologrammes, on aurait alors pas mal d'applications sympa en perspectives et pas seulement en affichage "tête haute".

[LPFR]

Bonjour.
Cela fait plus de 20 ans que j'entends parler de viseurs tête haute "holographiques". Et je n'ai toujours pas trouvé de quoi il s'agit.
On peut chercher sur Google de choses comme ["head-up display" holographic] ou [holographic combiner], et on trouve des entrées... qui finissent toutes en eau de boudin. Et on dirait que toutes les entrées répètent ce paragraphe tiré d'une thèse:

One of the advantages of a holographic HUD combiner is its ability to reflect only a very
narrow wavelength spectrum. This means that the reflectivity can be very high for the
wavelength for the display while still remaining very low for all other wavelengths in the field
of view.
By using a narrow band display source such as a phosphor cathode ray tube the HUD display
can be both very bright and very transparent, with minimum coloration of the see-through
scene.

Au revoir.

[predigny]

....One of the advantages of a holographic HUD combiner is its ability to reflect only a very
narrow wavelength spectrum. ...

C'est une utilisation très exagérée du terme "holographic" car si je comprends bien c'est juste un miroir à réflexion sélective en longueur d'onde basée sur des multicouches de matériaux d'indices de réfraction différents. Même si ça utilise les propriétés d'addition des ondes en phases, on est loin de l'holographie au sens où on l'entend habituellement.

[LPFR]

Re.
Oui. Totalement d'accord.
Et on appelle aussi "hologrammes" les "choses" des cartes bancaires ou des billets, alors qu'ils ne le sont pas non plus.
A+

[invite52d2f307]

Ah ben voilà, c'est un fake en fait !

Merci bien !

Donc en fait c'est juste un miroir qu'on rend semi-réfléchissant de manière très sélective en le traitant avec plein de couches de différents indices !

[predigny]

...
Donc en fait c'est juste un miroir qu'on rend semi-réfléchissant de manière très sélective en le traitant avec plein de couches de différents indices !

Il semble bien ! Mais faut admettre que le miroir holographique donne un petit coté Star-Trek qui n'est pas déplaisant.

[invite52d2f307]

J'essaie de comprendre comment fonctionne un tel miroir avec un gradient d'indices, mais je ne vois pas comment ne réfléchir que du vert, et pas toutes les longueurs d'ondes soit au dessu, soit au dessous.

Quelqu'un peut m'éclairer ?

Autre chose : pourquoi l'épaisseur est importante ? L'angle ne varie pas, donc je suppose que l'indice varie ?

[predigny]

On a déjà un peu expliqué le pourquoi : Le miroir est recouvert par une alternance de couches (de nombreuses couches, d'où l'épaisseur) de matériaux d'indice de réfraction différents (n1 et n2). A l'interface entre deux matériaux, la lumière est un peu réfléchie, très peu, car ces matériaux sont transparent, la réflexion est proportionnelle à la différence d'indice de réfraction. Un seule couche ne donnerait pas du tout un miroir mais si on met 100 paires couches (n1-n2) et que l'épaisseur de ces couches fait que les ondes de lumière réfléchies sont en phases, la réflexion atteindra 99% pour cette longueur d'onde.
Une autre épaisseur fera au contraire que les phases se soustrairont ; c'est le principe des multi-couches antireflets.

[invite52d2f307]

Dans ce cas c'est une alternance de couches, pas un gradient ?

Y aurait pas un schéma quelque part

[predigny]

Dans ce cas c'est une alternance de couches, pas un gradient ?...

Qui a parlé de gradient ? Au contraire, les couches doivent avoir entre elles une frontière la plus nette possible.
Sur le lien ci-joint, il y a un dessin de miroir multicouches. On voit la différence entre une réflexion monochromatique (couches identiques) et à large bande (couches plus irrégulières). Ici c'est pour les rayons X mais c'est pareil pour le visible, sauf qu'en X, il n'y a que ce moyen pour faire des miroirs.
http://www-dam.cea.fr/statique/vie_s..._dif/maury.pdf

[invite52d2f307]

J'ai cru lire gradient plus haut.

Donc, concrètement qu'est ce qui se passe ? Le rayon incident arrive sur la première couche, là, comment on détermine ce qui est réfléchi, et réfracté ? Ensuite, le réfracté arrivé sur la deuxième, et même question.

Je pensais que ça utilisait en fait le principe qu'en passsant d'une couche plus réfringente à moins réfringente, il existe un angle limite qui fait qu'il n'y a pas réfraction, mais ça n'a pas l'air d'être le cas, car sinon je ne vois pas comment isoler une seule (ou une "plage") de longueur d'ondes.

En fait est ce qu'on joue sur la variation de l'indice en fonction de la longueur d'onde, ou bien sur un phénomène d'interférence en sortie qui fait que seule la "bonne" longueur d'onde reste ?

[predigny]

...
Je pensais que ça utilisait en fait le principe qu'en passsant d'une couche plus réfringente à moins réfringente, il existe un angle limite qui fait qu'il n'y a pas réfraction, ...

Non, non et non ! Je crois qu'il faudrait réviser quelques principes de base de l'optique. Les réflexions dont il est question ici sont exactement les mêmes que la réflexion de la lumière sur une vitre : air=indice n=1, verre, indice=1,5 d'où réflexion. Idem entre verre et eau mais moins intense puisque n=1,3 ; une vitre plongée dans l'eau réfléchira aussi la lumière 1,3-1,5, ...etc et bien ici c'est la réflexion entre couches de n différents et en plus l'espacement soigneusement contrôlé entre couche fait qu'il y a des phénomènes d'interférences constructives ou destructives selon la longueur d'onde.

[invite52d2f307]

Merci c'est bien ce que je pensais.

Je vais voir un peu comment fonctionne ce cas d'intéférences.