Un miroir couche mince miroir ou transparent dans l'autre sens ?

[Lonepsi]

Bonjour,

Un miroir à couche(s) mince(s) a la propriété de renvoyer la lumière incidente par un phénomène d'interférences constructives. Le taux de réflexion dépend principalement du nombre de couches, épaisseurs, indices, etc.

Pour un miroir donné, à bande large et très efficace, que se passe-t-il si on envoie de la lumière sur l'autre face (non traitée) ? L'effet de miroir est-il le même, au moins sur le point du taux de réflexion ? Le substrat est supposé transparent bien sûr.

Il me semble que oui, mais j'aimerais avoir votre avis.

A contrario, est-il envisageable de faire en sorte que la lumière traverse le miroir par exemple en traitant la face arrière d'une façon particulière ?
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[Lonepsi]

Peut-être n'ai-je pas suffisamment détaillé ma question.

Voici un superbe démonstrateur de couche mince:
http://ressources.univ-lemans.fr/Acc.../antirefl.html
Il est prévu pour montrer un effet de couche antireflet, mais on peut obtenir un miroir en jouant avec les curseurs (indice 1.34, épaisseur 2092).
Admettons que nous avons un tel miroir couche mince.

Ma question est: si la lumière arrive par la droite au lieu de par la gauche, le miroir fonctionne-t-il toujours?
Je crois que oui parce que le taux de réflexion (en valeur complexe, incidence normale) à l'interface couche/substrat s'écrit
r2 = (N - n) / (N + n) (voir le texte qui accompagne le schéma).
Lorsque la lumière arrive par la droite, le taux de réflexion s'obtient alors en inversant N et n dans la formule.
Donc le taux change de signe et cela correspond à un changement de phase de 180 °.
Il en est de même pour le taux de l'autre interface. Les changements de phase annulent leurs effets et l'interférence constructive a lieu de la même façon dans les deux cas.

Et: il y a-t-il moyen d'avoir un effet de miroir par la gauche et un effet de transparence par la droite ?
Dans la pratique, je crois que non.

Me trompe-je ?

[invite0bbfd30c]

Pour un miroir donné, à bande large et très efficace, que se passe-t-il si on envoie de la lumière sur l'autre face (non traitée) ? L'effet de miroir est-il le même, au moins sur le point du taux de réflexion ? Le substrat est supposé transparent bien sûr.

Lorsque l'intensité lumineuse est telle que les matériaux considérés ont une réponse linéaire, et qu'il n'y a pas de champ magnétique appliqué, le principe de réciprocité entraîne que la transmission est la même quelle que soit la face sur laquelle la lumière est incidente. Mais pas nécessairement la réflexion.

A contrario, lorsque l'intensité lumineuse est suffisamment élevée pour que les matériaux en jeu aient une réponse non linéaire, ou pour des cas très particuliers (et "étudiés pour", c'est à dire en pratique des "isolateurs optiques") mettant en jeu un champ magnétique, la réciprocité n'est pas nécessairement valable et la transmission peut être différente dans les deux sens.

Pour revenir à ta question, en faisant des hypothèses raisonnables (linéarité, absence de champ magnétique appliqué), la réflexion peut elle aussi être identique pour les deux directions d'incidence, par exemple si le miroir a des pertes (par absorption et diffusion) négligeables, ou si le système est symétrique. Mais ce n'est pas le cas général.

Et: il y a-t-il moyen d'avoir un effet de miroir par la gauche et un effet de transparence par la droite ?
Dans la pratique, je crois que non.

On ne peut pas avoir une transmission dans un sens et pas dans l'autre (sauf dans les cas bien particuliers cités au-dessus: non linéarité ou isolateurs optiques). C'est valable y compris pour les miroirs à couches minces diélectriques, et pour les miroirs sans tain.

[Lonepsi]

Merci pour la réponse complète.

[A voir en vidéo sur Futura]