Le but ici est de fabriquer des éléments optiques diffractifs (EODs) performants, selon un procédé simple à mettre en œuvre et pour un coût raisonnable, sachant qu’un EOD est un dispositif capable de modifier par diffraction la distribution spatiale d’un faisceau lumineux. La lumière diffractée par l’élément forme plusieurs fronts d’ondes qui interfèrent et se recombinent pour donner naissance à la répartition lumineuse souhaitée, dans le plan de reconstruction. Ces composants optiques doivent en particulier répondre aux besoins actuels des industriels qui pourraient les utiliser. Dans notre cas, les EODs agissent sur la phase de l’onde. Pour cela, les différences de marche optique d’un point à un autre correspondent à des variations locales d’épaisseur générées dans le matériau support. Les motifs constituant ce relief sont calculés à partir des caractéristiques de l’onde incidente et de la figure de diffraction souhaitée à la sortie de l’EOD. A Télécom Bretagne, le matériau le plus utilisé dans ce domaine est une photorésine (PR), peu coûteuse et simple à mettre en œuvre par photolithographie. La fabrication de l’EOD en PR est effectuée par écriture directe grâce au phototraceur fonctionnant à 436 nm (longueur d’onde en accord avec le domaine d’absorption de la PR) et utilisant comme masque un micro-écran à cristaux liquides, qui a l’avantage d’être reconfigurable selon le motif à créer. Le motif à reproduire est imagé dans la couche photosensible grâce à une optique de réduction. Après développement, l’élément subit des post-traitements afin d’acquérir ses propriétés optimales. Cependant, ces EODs en photorésine ne donnant pas toujours entière satisfaction face aux nouvelles demandes, l’étude s’est tournée vers la fabrication d’EODs avec un matériau sol-gel hybride (SGH) commercialement disponible, l’Ormocomp de la famille des ORMOCER®s. Son intérêt par rapport à la PR réside dans le fait que c’est un matériau hybride où sont simultanément présentes des composantes inorganiques et des composantes organiques (propriétés mécaniques du matériau proches de celles du verre tout en ayant la possibilité de micro- ou nano-structuration par voie photochimique). Cette formulation absorbe jusque vers 400 nm et autorise l’utilisation de la raie à 365 nm des lampes à vapeur de mercure, mais pas de celle du phototraceur fonctionnant à 436 nm. Afin d’y remédier, la nouvelle génération d’EODs est créée par moulage dans le sol-gel hybride du relief initialement créé dans la photorésine. L’objectif étant alors de générer dans le SGH un relief inversé et semblable à celui de la PR, la caractérisation des reliefs correspondant aux EODs a initialement été effectuée à l’aide d’un microscope interférométrique. Les deux types de relief étant en concordance et présentant les mêmes hauteurs (de l’ordre de 500 nm), le procédé de transfert a principalement été validé par l’analyse des propriétés optiques correspondant aux différentes microstructures. Mais afin d’essayer d’aller plus loin, une étude complémentaire, située en amont de tout ce qui était précédemment réalisé, a été mise en place. Elle repose sur la caractérisation par microscopie à force atomique aux échelles submicroniques des reliefs induits dans les deux types de polymère. C’est alors par comparaison des caractéristiques des structures créées dans la photorésine avec celles des éléments obtenus par moulage dans le sol-gel hybride qu’il est possible d’accéder à de nouvelles informations devant permettre d’optimiser le procédé proposé, donc d’améliorer les performances des composants optiques considérés. De par ses meilleures propriétés optiques, mécaniques, thermiques et chimiques comparées à celles de la photorésine, le matériau sol-gel hybride ici proposé apparaît aujourd’hui comme un matériau de choix dans le contexte actuel de miniaturisation croissante des systèmes optiques. En particulier, il permet d’accéder à une gamme de micro-optiques diffractives répondant à de nouveaux besoins industriels. De plus, la technique de recopie proposée ouvre la voie à la fabrication de petites séries reproductibles d’EODs en sol-gel hybride, sur mesure, à partir d’un unique moule SGH.