Couleurs interférentielles

1. Couleurs interférentielles Les couleurs observées dans la vie de tous les jours ont plusieurs origines physiques : les couleurs par diffusion (par exemple le bleu du ciel), les couleurs par réfraction (par exemple l’arc en ciel), les couleurs par absorption (par exemple une carotte est orange, une tomate est rouge). Les couleurs « structurales » concernent les couleurs obtenues grâce à des phénomènes interférentiels, ou mêlant interférence et diffraction. Des premiers exemples Des interférences se produisent dans les films minces (l’épaisseur des films est de l’ordre de grandeur de la longueur d’onde incidente). Les couleurs obtenues sont peu intenses. Dans des systèmes multicouches, qui se rencontrent couramment dans la nature, cette intensité est augmentée. La formation de bulles de savon, les taches d’huile sur le sol produisent des couleurs liées au phénomène d’interférences. Plus précisément il s’agit d’interférences localisées, examinées en lumière ordinaire – blanche le plus souvent -. • Quelques faits : • La longueur d’onde de l’onde réfléchie diminue quand l’angle d’incidence augmente (à épaisseur donnée). Inversement si on observe différentes couleurs selon l’angle d’observation, c’est qu’on est en présence de « couleurs interférentielles ». • Si elle est accessible, la couleur transmise est complémentaire de la couleur réfléchie. • Ce sont des structures multicouches qui sont utilisées pour fabriquer des verres « anti-reflets ». Cas des structures périodiques Les couleurs qui apparaissent, appelées dans ce cas «iridescences», sont dues à la structure lamellaire de la nacre. Les couleurs des plumes du paon sont liées à des pigments mais aussi à la présence dans les barbules de micro lamelles parallèles jouant le rôle d’un réseau; selon l’angle d’observation, ces couleurs varient. Plaquettes d’aragonite CaCO3 d’épaisseur environ 0,1 m Un concept unificateur : le cristal photonique Les cristaux photoniques sont des structures périodiques possédant une constante diélectrique périodique.. Une autre application des cristaux photoniques C. Luo, S. G. Johnson, J. D. Joannopoulos, and J. B. Pendry, Phys. Rev. B, 65, 201104 (2002). Une lentille parfaitement stigmatique ? La structure périodique offre la possibilité de contrôler la propagation de la lumière. Les réflexions lumineuses sur ces structures dépendent fortement de la longueur d’onde : c’est l’origine des iridescences observées dans la nature. Les cristaux photoniques sont susceptibles de nombreuses applications. L’une d’entre elles concerne la possibilité de fabriquer des “matériaux main gauche“ c’est à dire des matériaux pour lesquels l’indice de réfraction est négatif. La loi de Snell s’applique mais l’angle de réfraction est inversé Opale Souris de mer Résolution 0.67 . Applications Une publicité pour des pigments photochromiques ... Protection des billets de banque Le mélange des couleurs Pigments Cette bande est constituée par un filtre interférentielle en mica enrobé d’une couche de dioxyde de titane. mélanines brun-noir carotènes jaune-rouge Les teintes fines Rage Extrême Illusion™ sont basées sur les pigments révolutionnaires d’interférence lumineuse ChromaFlair® . Ceux-ci sont des pigments uniques qui changent de couleur en fonction de l’angle selon lequel ils sont regardés. Plus qu’une subtile variation,est engendrée une transformation de la couleur d’apparence quasi-magique: d’un rouge profond et chaud, à un or métallique étincelant par exemple ou d’un argenté tendre à un vert doux et satiné. Couleurs interférentielles bleu-vert Production Max Boltz