ISO 11382-2010 Optics and photonics - Optical materials and components - Characterization of optical materials used in the infrared spectral range from 0 78 m t.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO 11382:2010(F) ISO 2010NORME INTERNATIONALE ISO 11382 Premire dition 2010-10-01Optique et photonique Matriaux et composants optiques Caractrisation des matriaux optiques utiliss dans la bande spectrale infrarouge de 0,78 m 25 m Optics and photonics Optical materials and componen

2、ts Characterization of optical materials used in the infrared spectral range from 0,78 m to 25 m ISO 11382:2010(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visuali

3、s, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de ces polices et que celles-ci y soient installes. Lors du tlchargement de ce fichier, les parties concernes acceptent de fait la responsabilit de ne pas enfreindre les conditions d

4、e licence dAdobe. Le Secrtariat central de lISO dcline toute responsabilit en la matire. Adobe est une marque dpose dAdobe Systems Incorporated. Les dtails relatifs aux produits logiciels utiliss pour la cration du prsent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info du fichier; les par

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6、MENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2010 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit

7、de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2010 Tous droits rservsISO 11382:2010(F) ISO 2010 Tous dro

8、its rservs iiiSommaire Page Avant-propos .iv Introduction.v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives.1 3 Termes et dfinitions 1 4 Symboles et units2 5 Nomenclature.2 5.1 Gnralits .2 5.2 Nom.3 5.3 Rfrence du fabricant3 5.4 Structure du matriau .3 5.5 Processus de fabrication3 5.6 Format de la n

9、omenclature.3 6 Proprits optiques.3 6.1 Gnralits .3 6.2 Transmittance 5 6.3 Coefficient dabsorption .6 6.4 Uniformit de transmittance.7 6.5 Indice de rfraction .7 6.6 Variation de lindice de rfraction8 6.7 Dpendance de lindice de rfraction vis-vis de la temprature .8 6.8 Homognit optique (homognit d

10、e lindice de rfraction) 9 6.9 Birfringence .9 6.10 Constante photo-lastique .9 6.11 Dispersion 10 7 Autres proprits.10 7.1 Gnralits .10 7.2 Densit10 7.3 Masse molculaire.10 7.4 Proprits thermiques 10 7.5 Duret .10 7.6 Module dlasticit.10 7.7 Dimensions maximales.11 Bibliographie.12 ISO 11382:2010(F)

11、 iv ISO 2010 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre int

12、ress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qu

13、i concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techni

14、ques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de

15、droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 11382 a t labore par le comit technique ISO/TC 172, Optique et photonique, sous-comit SC 3, Matriaux et composants optiques. ISO 11382:2010(F) ISO 2010 To

16、us droits rservs vIntroduction Il existe de nombreuses normes concernant le verre optique mais elles sont avant tout utilises pour le domaine visible. De plus, lapplication directe de ces normes aux matriaux pour infrarouge nest pas simple. Bien souvent, les proprits des matriaux pour infrarouge son

17、t beaucoup moins bien connues que celles utilises dans le domaine visible parce que les mthodes de mesure sont diffrentes, incompltes ou inexactes. NORME INTERNATIONALE ISO 11382:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 1Optique et photonique Matriaux et composants optiques Caractrisation des matriaux op

18、tiques utiliss dans la bande spectrale infrarouge de 0,78 m 25 m 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale fournit des lignes directrices pour la description de fiches techniques concernant les matriaux pour infrarouge. Elle spcifie la nomenclature et les proprits des matriaux consigns

19、dans de telles fiches techniques. Ces fiches techniques ne contiennent pas ncessairement des informations sur chaque proprit identifie dans la prsente Norme internationale. La prsente Norme internationale spcifie galement les paramtres ncessaires la caractrisation des matriaux optiques conus pour tr

20、e utiliss dans le domaine spectral infrarouge compris entre 0,78 m et 25 m, et donne galement certaines mthodes utiliser pour mesurer ces paramtres. La prsente Norme internationale sapplique uniquement aux matriaux utiliss dans la fabrication de composants optiques passifs. Les proprits des matriaux

21、 utiliss dans des applications actives (par exemple lopto-lectronique) ne sont pas prises en compte. Les matriaux traits dans la prsente Norme internationale peuvent aussi transmettre dans dautres domaines spectraux (micro-ondes, visible ou UV). 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivant

22、s sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 10110-3, Optique et instruments doptique Indications sur les de

23、ssins pour lments et systmes optiques Partie 3: Imperfections des matriaux Bulles et inclusions ISO 12123, Optique et photonique Spcification de verre doptique brut ISO 15368, Optique et instruments doptique Mthode de mesurage de la rflectance des surfaces planes et de la transmittance des lments pl

24、an parallle ISO 80000-7, Grandeurs et units Partie 7: Lumire 3 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions donns dans lISO 12123, lISO 80000-7, ainsi que les suivants sappliquent. 1)1) Ces termes et dfinitions correspondent ceux donns dans la CEI 60050-845 et d

25、ans lISO/CEI Guide 98-3. ISO 11382:2010(F) 2 ISO 2010 Tous droits rservs3.1 transmittance rgulire rapport de la partie du flux (global) transmise rgulirement au flux incident 3.2 rflectance rgulire rflectance spculaire rapport de la partie du flux (global) rflchie rgulirement au flux incident 3.3 fa

26、cteur dabsorption rapport du flux rayonnant absorb au flux incident 3.4 facteur de diffusion rayonnement rapport du flux rayonnant diffus au flux incident 3.5 incertitude-type incertitude du rsultat dun mesurage exprime sous la forme dun cart-type 3.6 incertitude largie grandeur dfinissant, autour d

27、u rsultat dun mesurage, un intervalle lintrieur duquel peut se trouver une large fraction de la distribution des valeurs qui pourraient tre raisonnablement attribues au mesurande 4 Symboles et units Pour les besoins du prsent document, les units et symboles suivants sappliquent. d paisseur de lchant

28、illon, exprime en millimtres facteur dabsorption facteur de diffusion longueur donde, exprime en micromtres rflectance transmittance 5 Nomenclature 5.1 Gnralits Les matriaux optiques traits dans la prsente Norme internationale doivent tre identifis comme suit: a) le nom (voir 5.2); b) la rfrence du

29、fabricant (voir 5.3); c) la structure du matriau (facultatif) (voir 5.4); ISO 11382:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 3d) le processus de fabrication (voir 5.5); e) une rfrence la prsente Norme internationale. 5.2 Nom Le nom commercial ou le nom gnrique (par exemple germanium ou saphir), suivi de

30、la rfrence de la mthode de fabrication, doivent tre indiqus dans la nomenclature. 5.3 Rfrence du fabricant Une rfrence au fabricant doit tre indique dans la nomenclature. 5.4 Structure du matriau Le cas chant, le type de la structure du matriau doit tre indiqu, cest-dire matriaux amorphes (par exemp

31、le le verre et certains plastiques); matriau polycristallin; cristaux (naturels ou synthtiques); cramiques, etc. 5.5 Processus de fabrication Le processus de fabrication doit tre indiqu dans la nomenclature; cette description peut tre simplifie (par exemple CVD au lieu de dpt chimique en phase vapeu

32、r). Si un changement dans le processus de fabrication modifie lune des proprits du matriau ou plusieurs dentre elles, une autre rfrence doit tre utilise. NOTE Un nombre important de matriaux qui transmettent dans le domaine spectral infrarouge existe ltat naturel. Cependant, tant donn leur raret, le

33、ur petite taille ou leur niveau dimpuret, les matriaux optiques sont gnralement fabriqus par des procds industriels. 5.6 Format de la nomenclature La nomenclature doit tre exprime en squences, spares par des traits dunion comme indiqu dans les exemples suivants. EXEMPLE 1 Germanium Fabricant A Type

34、n monocristallin Fusion de zone ISO 11382:2010 EXEMPLE 2 ZnS Fabricant B Polycristallin Press chaud ISO 11382:2010 6 Proprits optiques 6.1 Gnralits Il convient de consigner les mthodes dobtention des donnes. Si les donnes proviennent dune rfrence, les donnes relatives la rfrence du document ainsi qu

35、e sa date de publication doivent tre consignes. Le matriau est considr comme ayant la forme dun lment plan parallle, aux surfaces optiques 1 et 2 polies, comme reprsent la Figure 1. ISO 11382:2010(F) 4 ISO 2010 Tous droits rservs4 5 4 1 2 3 5 6 6 6 6 6Lgende 1, 2 surfaces optiques polies 3 faisceau

36、de lumire incident 4 partie rflchie 5 partie transmise 6 partie diffuse Figure 1 Reprsentation schmatique de la propagation de la lumire travers un lment Un faisceau de lumire incident sur cet lment se divise en une partie rflchie, une partie transmise, une partie diffuse, et une partie absorbe. Si

37、lindice m exprime un nombre de surfaces, le faisceau incident peut tre dcrit par les quations (1) (3), de la faon suivante: 1 mmmm + = (1) 1i2 t 2 i12 1 = ou 2 si t 22 is 1 = (2) (3) o test la transmittance de llment; mest la transmittance rgulire de la surface m; 1 est la transmittance rgulire de l

38、a surface 1; 2 est la transmittance rgulire de la surface 2; s est la transmittance rgulire de la surface m lorsque les surfaces 1 et 2 sont identiques; dmest la transmittance diffuse de la surface m; iest la transmittance interne de llment; ISO 11382:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 5 mest la rf

39、lectance rgulire de la surface m; 1 est la rflectance rgulire de la surface 1; 2 est la rflectance rgulire de la surface 2; s est la rflectance rgulire de la surface m lorsque les surfaces 1 et 2 sont identiques; dmest la rflectance diffuse de la surface m; mest le facteur dabsorption de la surface

40、m; dd mmm =+ est la diffusion totale de la surface m. 6.2 Transmittance 6.2.1 Spcifications fournir Le mesurage doit tre effectu conformment lISO 15368. La transmittance doit tre mesure 3 1 20 C . + Les paisseurs standard des prouvettes doivent tre de (2 0,1) mm ou de (5 0,1) mm ou de (10 0,2) mm. L

41、a transmittance doit tre reprsente sur un graphique, avec la longueur donde (ou le nombre dondes) sur laxe X et la transmittance sur laxe Y. Lincertitude par exemple lincertitude-type () ou lincertitude largie (k) avec k = 2 pour la transmittance doit tre indique par des barres derreur sur les courb

42、es ou exprime dans la description du graphique. Les informations suivantes doivent tre consignes: lpaisseur de lchantillon (dans le cas de courbes multiples, accompagne dannotations convenables, il convient dexprimer les diffrentes paisseurs sur le mme graphique); la temprature de llment pendant le

43、mesurage ainsi que lincertitude de mesure; la valeur des paramtres ayant une incidence sur la transmittance (par exemple la rsistivit dun semi-conducteur). Sauf indication contraire, le faisceau incident est considr comme normal la surface et non polaris. Un exemple est donn la Figure 2. ISO 11382:2

44、010(F) 6 ISO 2010 Tous droits rservs0,0 100 10 1 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Y XGermanium, paisseur 2 mm, temprature 20 C 0,5 C Lgende X longueur donde, en micromtres Y transmittance Figure 2 Exemple de transmittance 6.2.2 Dpendance vis-vis de la temprature La transmittance doit tre mesure dans une plage de

45、 tempratures approprie, choisie de manire pertinente afin de montrer clairement toute dpendance de la temprature. Des graphiques reprsentant ces donnes doivent tre prsents tels que dcrits en 6.2.1. La plage de tempratures habituelle est 40 C +70 C mais, pour des applications particulires, certains m

46、atriaux peuvent tre utiliss des tempratures cryogniques (50 K ou 77 K) ou des tempratures leves (u 500 C ou u 700 C). 6.3 Coefficient dabsorption 6.3.1 Gnralits La transmittance interne, i , est exprime sous la forme dun facteur dabsorption, : i d e = (4) 6.3.2 Spcifications fournir (pour correspondre 6.5.2) Les valeurs du coefficient dabsorption, , doivent tre consignes avec les valeurs dincertitude, sous forme de tableaux comprenant la longueur donde (lchantillonnage doit tre suffisant pour montrer toute structure spectrale significative), la temprature, la direction de propagation (pour