CA2489581A1 - Supports anti-reflechissants et supports amplificateurs de contraste pour la lumiere polarisee en reflexion - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un support destiné à l'observation entre polariseurs croisés d'un objet placé à son voisinage dans un milieu (3) d'indice n0 avec un éclairage incohérent convergent incident sous un angle .theta.0 à une longueur d'onde .lambda.. Ledit support comprend un substrat (1) d'indice de réfraction complexe n2 et une couche (2) d'indice de réfraction complexe n1 et d'épaisseur e1. Selon l'invention, la valeur de l'épaisseur e1 de la couche (2) est à 2% près telle que (I) avec (II). L'invention concerne aussi des dispositifs d'observation incorporant un tel support.

Description

S~JPPORTS ANTI-REFLECHISSANTS ET SUPPORTS AMPLIFICATEURS DE
CONTRASTE POUR LA LUMIERE POLARISEE EN REFLEXION
La présente invention concerne des supports porte-objet destinés à
améliorer les mesures ou l'observation en réflexion de films minces ou d'objets très petits sous microscope optique ou sous tout autre instrument d'imagerie optique: viseur, lunette, macroscope, loupe, loupe binoculaire, caméra, appareil photo, microscope à champ proche, endoscope, microscope confocal, microscope à champ proche optique (SNOM), lecteur de biopuces, lecteur magnéto-optique, microscope confocal. Ces supports sont en particulier destinés à être utilisés dans les techniques de visualisation et de mesure en contraste interférentiel différentiel (DIC) par réflexion. Ils sont également destinés à ëtre utilisés dans tôutes les techniques d'observation et de mesure par réflexion en lumière polarisée.
Ces supports sont définis soit par un ensemble de caractéristiques qui peuvent concerner leur nature (exemple: une couche diélectrique sur un substrat de silicium) ou leur fonction (exemple: support amplificateur de contraste pour les observations entre polariseurs croisés), et qui si elles sont communes à un certain nombre de ces supports les classent dans des familles de supports, soit par un ensemble de paramètres ajustables qui permettent de reconnaître individuellement les membres d'une famille donnée.
L'objectif de la présente invention est donc de proposer un support, présentant en fonction de l'épaisseur e~ et de l'indice n~ de la couche formée sur un substrat d'indice de réfraction complexe n2, dans un milieu ambiant d'indice no, soit une fonction amplificatrice de contraste pour une observation en lumière polarisée, soit une fonction anti-réfléchissante pour la lumière polarisée.
A cet effet, l'invention concerne un support destiné à l'observation entre polariseurs croisés d'un objet placé sur le support ou à son voisinage dans un milieu d'indice no avec un éclairage spatialement incohérent convergent incident sous un angle 9o à une longueur d'onde a, comportant - un substrat d'indice de. réfraction complexe n2, - une couche d'indice de réfraction complexe n~ et d'épaisseur e~~
La valeur de l'épaisseur e~ de la couche est à 2% près telle que FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

2 dz dez InI~Iz = 0 avec ~oW'6iz(1+?toi~e~ Z~PO ..~..6oiW zen øW) a- _ (1+t~o,~n) +y~Zcn)e~ zJa~))(1+roi~s)Ylz~s)e~-zia~)) formule dans laquelle ~;~ et ~;~ représentent respectivement la somme et le produit des coefficients de Fresnel des différents interfaces [(i,j)=(0,1) ou (1,2)]:
n~ cos 9; - n; cos 9~
r~ilpJ =
n~ COS 8~ + ni COS 8~
et ni cos B; - n~ cos ~~
n; cos B; + rai cos 9~
et dans laquelle ~i~ = 2~1e1 °°s B, , a avec cosB~ = 1-~h~ n ~ sinz eo .
L'invention concerne également un support destiné à l'observation entre polariseurs croisés d'un objet placé sur le support ou à son voisinage dans un milieu d'indice no .avec un éclairage incohérent convergent incident sous un angle 8o à une longueur d'onde a, comportant - un substrat d'indice de réfraction complexe n2, - une couche d'indice de réfraction complexe n~ et d'épaisseur e~.
La valeur de l'épaisseur e~ de la couche est à 2% près telle que de 16z~ = 0 avec ~oi'~'~iz(1+?io~~e~ zW>...E.p~oiyae~ 4W>
6=
(1+~'ol~n)'+Ylz~n)e~ z~a~)~(1+t'ol~s)tî2~s)e~-ZiR~)) FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

3 formule dans laquelle ~;~ et ~;~ représentent respectivement la somme et le produit des coefficients de Fresnel des différents interfaces [(i,j)=(0,1 ) ou (1 ~2)l~
h; cos 9; - h; cos e;
r~i~a~
n~ cos B~ + n; cos B~
et n; cos6; -~~ cos8~
r%ils) n; cos 8, + n~ cos B~
et dans laquelle ,(3~ _ ~'~le, cosBl , Z
avec cos~~ = 1-~~~ j2 ~ sinz Bo .
I
L'invention concerne également un support destiné à l'optimisation du coefficient d'extinction utile d'un microscope polarisant pour l'observation d'un objet placé sur le support ou au-dessus du support dans un milieu d'indice no avec un ëclairage incohérent convergent incident sous un angle 9o à une longueur d'onde a, comportant - un substrat d'indice de réfraction complexe n2, - une couche d'indice de réfraction complexe n~ et d'épaisseur e~~
La valeur de l'épaisseur e~ de la couche est à 2% près telle que d ~6~z - 0 del RNp avec RIVP - 4 h'p + ~'S I 2 + 4 I >"p _ y~s I Z
et ('2.%/~t ) (-Z %/jt ) r - Yol(p) +~12(n)e et C - Y°1(s) +ti2(S)e p 1+~' ~' e(-zia~) S 1+~' Y e(-Zia~) Ol(p) 12(p) 01(s) 12(s) et _ _ 601 +61x(1+?L'ol)e( ZiR~> +6ol~lze( 4W) a rp+rs (-Z~a~) (-Zu~) (1 + rol(p) + ~"~z(p)e )(1 + rol(S)Y12(S)e ) FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

4 formule dans laquelle o;~ et ~;~ représentent respectivement la somme et le produit des coefficients de Fresnel des différents interfaces [(i,j)=(0,1) ou (1,2)]:
n; cOS B; - n; cos e~
r~ilpl =
7Z~ COS B~ + it~ COS B~
et ~l ~os B; - fZ; ~os e;
r~i~SJ =
121 COS B~ -~- ï2~ COS B~
et dans laquelle ~3~ = 2'~'te~ os B, ~ avec cos~~ = 1-~'~° ~I~Z sine 8° .
La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles - les valeurs de l'indice de réfraction n~ et de l'épaisseur e~ de la couche sont à 2°lo près tels que a= 0 - le substrat et la couche sont diélectriques ou faiblement absorbants, le module de la partie imaginaire de leur indice complexe étant inférieur à
0.01, les conditions générales se réduisant aux conditions n~e~cos~~ = 4 + k 2 et z _ ~2 +.~rtz cos2 ~o(nz -no sin2 ~°) n1 _ n2 +>zâ cosz B°
avec k entier et avec une incertitude de 2 % sur les valeurs de n~ et e~ ;
- 9o est inférieur à 5°, les conditions générales se réduisant à
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) et _2 _ 1 1 --+
yai raô n2 n~e~cosB~ _ ~' + k ~' avec k entier et avec une incertitude de 2 % sur les valeurs de n~ et e~ ;

5 - le support est destiné à un usage en éclairage incident annulaire avec un angle d'incidence 6o qui est unique à ~ 2.5° près ;
- le support est destiné à un usage en éclairage incident et axial convergent avec un angle d'incidence moyen 90 lié à son ouverture angulaire totale ~9o par la relation cos8o = cosy ~e°
- l'éclairage est monochromatique ou quasi-monochromatique à la longueur d'onde a ;
- l'éclairage est à spectre large continu ou polychromatique d'étendue maximale ~ 0.3 a autour de sa longueur d'onde moyenne a ;
- le support étant destiné à un usage dans l'air comme milieu ambiant, avec Bo = 30° et ~,= 589,3 nm, le substrat est en cadmium avec n2 =
1.13-5.01 j, la couche ayant pour indice n~ - 1.42 et e~= 1084 Angstr~ms ;
- le substrat et la couche ont les spécificités du tableau suivant dans lequel n~ et e~ sont l'indice et l'épaisseur de la couche, n2 l'indice de réfraction complexe du substrat, pour l'air comme milieu ambiant, 60 = 5° et 7~=
540 nm substrat n2 n~ e~
A

or 0.40 - 1.70 694 2.6j ar ent 0.13 - 1.59 795 3.44j aluminium 0.92 - 2.01 346 0.95j nickel 1.76 - 1.51 847 3.2j FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

6 - 6o est un angle d'incidence moyen valant 20° et le substrat et la couche ont les spécificités du tableau suivant dans lequel n~ et e~ sont l'indice et l'épaisseur de la couche, n2 l'indice de réfraction complexe du substrat, pour l'air çomme milieu ambiant (3) et ~,= 540 nm substrat n2 n~ e~
~

Or 0.40 - 1.64 739 2.6j Ar ent 0.13 - 1.55 838 3.44j aluminium0.92 - 1.89 399 0.95j Nickel 1.76 - 1.48 890 3.2' - 8o vaut 5° et le substrat et la couche ont les spécificités du tableau suivant dans lequel n~ et e~ sont l'indice et l'épaisseur de la couche à 2%
près, n2 l'indice de réfraction complexe du substrat, no l'indice du milieu ambiant, 7~= 589,3 nm quand la couche est en cadmium et ~,= 540 nm dans les autres cas substrat n2 no n~ e~

or 0.40 - 2.6j 1.33 2.42 490 or 0.40 - 2.6' 1.5 1.79 755 ar ent 0.13 - 3.44j 1.33 2.28 512 ar ent 0.13 - 3.44j 1.5 2.7 412 aluminium 0.92 - 0.95' 1 1.89 399 nickel 1.76 - 3.2' 1.33 2.11 572 nickel 1.76 - 3.2j 1.5 2.45 473 cadmium 1.13-5.01' 1 1.49 970 cadmium 1.13-5.01' 1.33 2.05 684 cadmium 1.13-5.01' 1.5 2.36 582 tain 1.48-5.25' ~ 1 1.48 899 tain 1.48-5.25' 1.33 2.02 640 tain 1.48-5.25' 1.5 2.33 548 cuivre 1.04-2.59' 1 1.62 746 cu ivre 1.04-2.59' 1.33 2.23 423 cuivre 1.04-2.59' 1.5 2.83 351 FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

7 Fer va or 1.51-1.63' 1 1.54 737 1.51-1.63' 1.33 2.23 423 1.51-1.63' 1.5 2.72 305 - les paramètres définis par les revendications 10 à 14 sont conservés à l'exception de la longueur d'onde ~, et de l'épaisseur e~ de la couche 2 qui sont modifiés proportionnellement, ~ n'étant pas modifié.
L'invention concerne également .un accessoire destiné à l'observation d'un échantillon préférentiellement liquide constitué d'une boîte de Petri et d'un support destiné à recevoir ledit échantillon, le support étant le fond de cette boïte.
L'invention concerne également les dispositifs ayant les caractéristiques suivantes - dispositif d'observation d'un échantillon çomprenant un microscope optique, un support destiné à recevoir ledit échantillon et deux polariseurs croisés ;
- dispositif d'observation d'un échantillon comprenant un microscope optique, un accessoire destiné à recevoir ledit échantillon et deux polariseurs croisés ;
- dispositif d'observation d'un échantillon comprenant un microscope optique, un support destiné à recevoir ledit échantillon, un polariseur et une lame quart-d'onde ;
- dispositif d'observation d'un échantillon comprenant un microscope optique, un accessoire destiné à recevoir ledit échantillon, un polariseur et une lame quart-d'onde ;
- dispositif d'observation d'un échantillon dont le microscope optique est muni d'un dispositif de contraste interférentiel différentiel.
Dans différents modes de réalisation possibles, l'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

8 - la figure 1 est une représentation schématique de la transmission et de la réflexion obliques d'une onde plane à l'interface plane entre deux milieux semi-infinis 0 et 1 ;
- la figure 2 est une représentation schématique d'un support, , selon l'invention.
Pour décrire complètement l'invention, le support qu'elle concerne est présenté, ci-après, dans son contexte en reprenant à la fois les définitions des éléments impliqués et des dispositifs proches par rapport auxquels il est utile de le situer.
I. Conventions:
Les convenfiions de signe adoptées sont celles représentées à la figure 1 et décrites également dans le livre de Azzam et Bashara intitulé
"ellipsometry and polarised light", North-Holland, p 271.
Cette figure représente la transmission et la réflexion obliques d'une onde plane à l'interface plan entre deux milieux semi-infinis 0 et 1. 9o et 0~ sont respectivement les angles d'incidence et de réfraction. p et s sont respectivement les polarisations parallèle et perpendiculaire au plan d'incidence. Le vecteur produit p x s des vecteurs unités le long de ces axes est parallèle à la direction de propagation et orienté dans le sens de la propagation.
ILDéfinitions:
~ Par "support", on entend l'association d'un substrat 1 solide d'indice complexe de réfraction n2 et d'un revétement comportant au moins une couche 2 d'épaisseur e~ et d'indice de réfraction complexe n~. Ce support est placé dans un milieu ambiant 3 d'indice no.
~ Par "échantillon", on entend l'association du support porte-objet et de l'objet qu'il porte, ledit support étant l'objet de l'invention.
~ Par "observation", on entend une observation oculaire directe à travers un instrument ou l'acquisition d'une image ou d'un signal par des moyens de détection comprenant un dispositif d'enregistrement tel qu'appareil photo analogique ou numérique, caméra CCD, ou un dispositif de mesure tel qu'un détecteur (cellule photovoltaïque, photomultiplicateur) ou une matrice de détecteurs (barrette de photodiodes, CCD, ....) placés dans un plan où
se forme l'image de l'échantillon.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

9 PCT/FR2003/001895 ~ Un support parfaitement réfléchissant est défini par les relations ~~n~ = fs~ = 1 (E1 ) sur ses coefficients de Fresnel rp et rS.
~ "L'intensité normalisée" de l'image d'un support ou d'un échantillon obtenue au moyen d'un dispositif d'imagerie fonctionnant en réflexion et incluant éventuellement un ou plusieurs éléments polarisants et/ou modifiant la polarisation de la lumière et recueillie par des moyens de détection ou d'observation est définie par le rapport R = ~ où l = I(x, y) désigne l'intensité recueillie en un point (x, y) de l'image et où lo = lo(x, y) désigne l'intensité recueillie en un point (x, y) de l'image par les mémes moyens de détection ou d'observation réglés de la même façon en l'absence de tout polariseur et en utilisant un support parfaitement réfléchissant.
~ Un support "anti-réfléchissant" (AR) est défini comme ayant un coefficient de réflexion minimal sur l'ensemble de ses paramètres ajustables. II est relatif aux conditions de l'observation ou de la mesure. Un support anti réfléchissant idéal est tel que son coefficient de réflexion soit nul.
~ Un support "amplificateur de contraste" est défini tel que l'objet qu'il porte soit observé avec un contraste rendu maximal ou qu'une grandeur physique de l'objet soit mesurée avec une sensibilité rendue maximale sur l'ensemble de ses paramètres ajustables. II est également relatif aux conditions de l'observation ou de la mesure. II est de plus relatif à la nature de l'objet observé. Lorsque la nature de l'objet n'est pas précisée, l'objet sera défini par défaut comme un film mince d'épaisseur 1 Angstr6m (A) et d'indice n identique à celui de la surface du support, c'est à dire du matériau constituant la couche 2 en contact avec l'objet.
IILConditions d'éclairage:
"L'éclairage axial convergent" est convergent et à symétrie radiale autour de la normale à la surface, défini comme "l'axe" dans la suite de la description, avec un angle d'ouverture Bma,~. Les angles d'incidence participant au cône d'éclairage sont donc tous les angles compris entre O et ~max~
« L'éclairage annulaire » possède aussi une symétrie radiale autour de la normale à la surface, i.e. l'axe, mais il est défini par un angle d'incidence 8 unique à mieux que 5 degrés près. L'éclairage "anisotrope" est défini par le fait que a symétrie radiale des azimuts ~p est brisée mais la symétrie par FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) rapport à l'axe conservée, et enfin "l'éclairage oblique" est défini par un seul angle, d'incidence B et un seul azimut ~p.
Excepté lorsque spécifié, l'éclairage sera considéré comme annulaire dans le reste de la description. Cependant, les supports décrits pour un usage 5 sous éclairage annulaire avec un angle d'incidence 9o sont également destinés à âtre utilisés avec un éclairage axial convergent avec un angle d'incidence moyen 60 .
Lorsque l'éclairage est axial convergent, on appelle "angle moyen" 60 l'angle défini par le cercle séparant le cône d'éclairage en deux angles solides

10 de méme valeur. Le support est donc destiné à être utilisé sous un éclairage convergent d'ouverture angulaire ~6o et centré sur 60, où 9o est l'angle d'incidence moyen compris entre 0 et ~Ao défini pâr la relation cos9o =
cos2 ~~° (Figure 2).
Par défaut, la collection de la lumière par les moyens de détection ou d'observation est supposée à symétrie radiale autour de la normale à la surface, avec le même angle unique de collection ou le méme angle d'ouverture que l'éclairage, dans le reste de la description.
L'éclairage est spatialement incohérent, ce qui signifie qu'un rayon lumineux contribuant à l'éclairage ne peut interférer qu'avec lui-méme. Dans ces conditions, les contributions à la formation de l'image doivent être ajoutées en amplitude le long d'un faisceau et en intensité sur l'ensemble des faisceaux, c'est à dire sur l'ensemble des angles d'incidence B et des azimuts ~p contribuant à l'éclairage. Les coefficients de Fresnel rp et rS sont des fonctions complexes de B. Dans le cas de supports anisotropes, ce sont de plus des fonctions de ~p. Mais le support est supposé isotrope dans le reste de la description excepté lorsque spécifié.
De méme, l'éclairage est supposé monochromatique ou quasi-monochromatique, le faisceau lumineux étant centré sur une longueur d'onde ~,. Cependant, les supports décrits pour un usage sous éclairage quasi-monochromatique à la longueur d'onde ~, sont également destinés à être utilisés avec un éclairage en lumière blanche ou poly-chromatique, le spectre de l'éclairage étant alors centré sur ~,.
IV. Conditions de polarisation IV.1) Lumière non polarisée:
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

11 L'intensité normalisée RNP s'écrit:
RNP = 2 ~ra~z +~~'s a ~ (E2) Elle vaut 1 pour un support parfaitement réfléchissant.
Le coefficient de réflexion du support est défini par cette intensité
normalisée en lumière non polarisée. II dépend des conditions d'éclairage.
IV.2) Lumière polarisée:
L'échantillon est placé entre un premier et un deuxième polariseurs.
Dans un mode de réalisation préférentielle et pour le reste de la description lesdits polariseurs seront considérés comme linéaires. Lorsque ledit échantillon est éclairé par un faisceau lumineux, le faisceau traverse sur son trajet optique le premier polariseur qui définit sa polarisation, puis après interaction avec l'échantillon, le faisceau lumineux traverse le deuxième polariseur. Le premier polariseur est appelé "polariseur d'éclairage". Le deuxième polariseur est le polariseur d'analyse ou "analyseur". Le premier et le deuxième polariseurs forment entre eux un angle ~ modulo ~:
L'intensité normalisée R(~) s'écrit 4 R(~) = COS2~ (h"pIz +h"SIZ) - cos2~ IYP ,+rS~2 (E3) ou, de façon équivalente 4 R(~) = 2 (h'p I2 + I YS ~2 ) + °°42~ h'~ - ~'S Iz = RNP +
co42~ ~y.~_y~~2 (E4) Dans le cas particulier où le premier et deuxième polariseurs sont parallèles, elle s'écrit 4 R(0) _ (Ifplz +I~SIZ) - 4 Irp +rSI2 = 2RNP- 4 (~P +rsl2 (E5) ou, de façon équivalente 4 R(0) _ ~ (I7"pl2 +Irslz) + 4 IYp -rSI2 = RNP + 4 h'p -rSI2 (E6) Dans le cas particulier où les premier et deuxième polariseurs sont perpendiculaires, c'est à dire croisés, elle s'écrit 4R(2)= 4lrp+rsla (E7) FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

12 ou, de façon équivalente:
4R(2)= ~(~Y'p~2+IïsI2)- ~~YP-iSl2 =RNP- 4 YP-7"SIz E8 Dans' le cas particulier où les deux polariseurs font entre eux un angle 4 , elle s'écrit:
4 R(4) _ ~ (j-pl2+Irslz) = RNP (E9) Ainsi, l'intensité normalisée peut être modulée autour de sa valeur moyenne R'''P~ avec une amplitude 16 I j~P -YS Iz par rotation relative de l'analyseur et du polariseur d'éclairage.
Si on pose R+ _--4 Irp +j~slz et R- --_4 Ij~p -rSI2.
Alors:
4R(~) = 2RNPCOS2~ - R+cos2~ = RNP + R-cos2~ = R+ + 2R-cos2~ (E3-E4 bis) 4R(0) = 2RNP - R+ = RNP + R' (E5-E6 bis) 4 R( 2 ) = R+ = RNP - R- (E7-E8 bis) Le support de l'invention est destiné à être utilisé entre un premier et un deuxième polariseurs croisés. Le faisceau lumineux incident sur le support est donc polarisé.
V. Supports et revétements anti-réfléchissants V.1) lumière non polarisée.
II est connu qu'en lumière non polarisée, un support anti-réfléchissant (AR) placé dans un milieu ambiant d'indice no présente un coefficient RNP qui est minimum. Le support anti-réfléchissant idéal, qui vérifie RNP = 0 ne peut être obtenu que pour un seul angle d'incidence Bo = 0 et ne peut être réalisé
sur un substrat 1 d'indice n~ différent de no où n2 est l'indice de réfraction complexe du substrat 1, qu'en déposant une seule couche 2 d'épaisseur optique 4 et d'indice optique n~ tel que:
n~ = jao>zz (E10) FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

13 no étant l'indice optique du milieu incident.
L'épaisseur optique 4 signifie que l'épaisseur physique e~ de la couche 2 est liée à la longueur d'onde ~, du faisceau lumineux permettant l'éclairage et à la direction B~ dudit faisceau par rapport à la normale à la surface après réfraction dans la couche 2, ou angle d'incidence réfracté, par la relation:
n~e~cosB~ = 4 +k ~ (E11 ) avec k entier et cos9~ = 1-~'~~ ~ ~ sin2 90 .
Dans, le cas considéré, cette relation se réduit donc à:
n~e~ = 4 +k ~ (E11 bis) Rappelons que l'angle réfracté 9~ est lié à l'angle incident Bo sur le support par la relation de Snell: n~sinB~ = nosin8o où no est l'indice optique du milieu incident. De méme, nous avons n2sinB2 = nosin9o. Rappelons enfin que sin2B;
+ cos2B; = 1 dans tous les milieux.
En pratique, il est souvent préférable d'utiliser des supports AR non idéaux mais peu sensibles à la longueur d'onde a ou à l'angle d'incidence Bo du faisceau lumineux incident. Ces supports sont obtenus par des empilements multicouches appelés traitements anti-reflets. Dans un mode de réalisation, ces traitements sont utilisés pour éliminer les reflets sur les verres de lunettes ou pour éliminer la lumière parasite générée par les réflexions sur les dioptres des systèmes optiques.
II existe cependant d'autres cas où les supports AR plus sélectifs et plus efficaces sont recherchés, par exemple pour l'élaboration de filtres interférentiels passe-bande étroits en transmission.
V.2) supports et revêtements "AR-Pol"en lumière polarisée.
L'invention concerne des supports similaires aux supports anti réfléchissants, mais destinés à ëtre utilisés en lumière polarisée. Ils se différencient des supports anti-réfléchissants par leur composition et par leurs propriétés optiques. Nous les désignons par l'appellation "AR-Pol".
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

14 Ces nouveaux supports forment un ensemble encore plus vaste et plus diversifié que les supports anti-réfléchissants classiques, et peuvent intervenir comme accessoires ou comme composants dans de nombreux procédés ou dispositifs. Cet ensemble est le premier objet de la présente invention. II se subdivise en familles correspondant à des regroupements par nature ou par fonction dont nous donnons ici quelques exemples. Chaque famille est désignée par une appellation "AR-( )-Pol-( )-( )... ", où les parenthèses successives représentent les précisions supplémentaires permettant de la définir.
Des équations E2 à E9 découlent les relations d'ordre suivantes:
R(2)~R(~) (11) pour tout ~ ,et:
4R(2)<_4R(4)=RNpS4R(O) (12) Ainsi que le montrent les inégalités 11 et 12, l'intensité normalisée de l'image d'un support ou d'un échantillon isotrope est toujours plus faible entre deux polariseurs croisés que pour toute autre orientation relative des polariseurs et qu'en l'absence de polariseur.
V.3) Microscope polarisant:
Comme il est bien connu, le coefficient d'extinction Ce d'un microscope polarisant, est l'une de ses caractéristiques techniques importantes. II doit étre aussi faible que possible. Dans le cas d'un microscope fonctionnant en réflexion, il est défini comme le rapport des intensités réfléchies par un support parfaitement réfléchissant placé d'une part entre un premier et un deuxième polariseurs croisés et d'autre part, entre un premier et un deuxième polariseurs parallèles, soit:
Ce = I°~~~ ~ (E14) jo (o) L'examen des équations E5 et E7 montre que la définition du support parfaitement réfléchissant donnée par les équations E1 n'est pas suffisante car l'intensité recueillie I(~) dépend des phases relatives des deux coefficients de Fresnel rp et rs à travers leur somme. Comme le but du coefficient FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) d'extinction est de caractériser le microscope lui-même, il est nécessaire d'introduire davantage de précision dans la définition du support parfaitement réfléchissant en considérant soit la condition virtuelle rp = rs = 1, soit la condition rp = -rs =1. La première condition n'étant par physiquement réaliste, 5 elle est donc éliminée pour ne retenir que la seconde. De plus, on a toujours rp = - rS pour un angle d'incidence du faisceau lumineux sur le support tel que Bo = 0, ce qui permet d'associer le coefficient Ce = 0 au microscope idéal.
Nous définissons le Coefficient d'extinction utile de l'ensemble formé par le microscope et l'échantillon comme le rapport:
10 C" _ ~~ (E15) 1(0) l'échantillon étant au minimum constitué d'un support.
Pour un microscope polarisant fonctionnant en réflexion, la valeur de C" découle directement des équations E6 et E8:
RNP 4 ~~P js IZ RNP R
CU = - (E16) RNP + 4 13 P - Ys l 2 R NP + R +
qui s'écrit encore:
4I~p+YSIZ R+
Cu = - + (E16 bis), ~RNP - 1 Yp +lslz RNP -R

puisque:
RNP = 4 Irp +rslz + 4 rp -~SIZ = R++ R- (E16 ter) Maximisation du coefficient d'extinction:
Le support anti-réfléchissant idéal correspond à RNP = 0. D'après l'équation E2, cela implique à la fois rp = 0 et rs = 0, et donc R(~) = 0 quel que soit ~. Le coefficient d'extinction utile n'est plus défini. On peut alors par prolongement le définir comme:
Cu = lim Cu (E17), Rlyp->0 ce qui permet d'englober le cas limite du support anti-réfléchissant idéal dans la discussion qui suit.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) D'après l'équation E16 bis, le coefficient d'extinction utile C" est une Ir +y Iz fonction croissante du rapport p S . Pour améliorer le coefficient RNP
d'extinction, et donc l'abaisser, c'est ce rapport qu'il faut minimiser.
VI. supports anti-réfléchissants entre polariseurs croisés AR-X-Pol Nous définissons la famille des supports AR-X-Pol comme la famille Y +y 12 des supports pour lesquels le rapport p S est rendu minimal, ce qui RNP
représente une règle de conception dudit support. De façon équivalente, nous en donnons la définition fonctionnelle suivante: c'est la famille des supports qui optimisent le coefficient d'extinction utile de l'ensemble [microscope +
support] pour un microscope polarisant idéal.
Les supports AR-X-Pol idéaux s'obtiennent lorsque ce minimum est nul.
Ils sont donc donnés par la condition ~= 0.
Nous définissons le revêtement AR-X-Pol comme la couche 2 qui permet de transformer un substrat 1 donné en un support AR-X-Pol.
VL1 ) supports AR-X-Pol-SD-1 D ' Ces supports correspondent au cas où les matériaux utilisés pour le substrat 1 et la couche 2 sont non absorbants, ce qui signifie que le module de la partie imaginaire de leur indice est inférieur à 0,01.
L'expression de rp et rs pour un solide d'indice optique n2 recouvert d'une seule couche 2 d'indice n~ et d'ëpaisseur e~ dans un milieu ambiant d'indice no est classiquement donnée par (-Z~a~) r = y01(nt) +Y12(m)e (E17) m 1+Y Y g(-Z~R~) Ol(m) 12(m) [ Azzam et Bashara, "ellipsometry and polarised light", North-Holland, 1987], avec: soit m = s, soit m = p, selon la polarisation considérée et avec:
~' = 2~cn,e, cos8, (E18) z où cose, = 1-~~~ ~ ~ sinz 90 .
Cette équation nous permet d'écrire FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) ~o~ + riz (1 + 7L'oi )e~ z.rR~) + a-o~T~ize~ 4W ) 6=r+r = ( ) S (1+ro~~n) '+ ~lzc~)e~ z~a~))(1+Yol~s)fîz~S)e~-zia~)) E19 où ~;i et ~;i représentent respectivement la somme et le produit des coefficients de Fresnel:
fZ . cos 8. - n. cos 9 .
_ , r°~pJ n~ cos 9; + n; cos B~ (E20) et n; cos e~ - ra; cos 6~

r~i(SJ = ( ) h; cos Bi + h~ cos B~
VL1-1 ) Les supports AR- X-Pol- SD-1 D idéaux Ces supports sont obtenus lorsque a= 0 (E19 bis) Contrairement à la condition [RNP = 0] qui définit les supports antiréfléchissants classiques idéaux, la condition ~-= 0 est toujours vérifiée en incidence normale. Les cas dans lesquels cette condition est également vérifiée pour un angle d'incidence non nul, seront examinés ci-dessous.
Les matériaux considërés étant diélectriques ou quasi-diélectriques, ri~pJ
et ri~SJ sont réels, et donc ~;i et ici sont réels. La situation recherchée correspond donc au cas où ~ 2'~~ est réel, ce qui entraîne, soit 2,a~ _ (2k + 1 )~ (E22) soit:
2~3~ = 2k~c (E23) avec k entier, c'est à dire soit:
n~e~cosB~ = 4 + k 2 (E24) soit:
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) n~e~cos~~ = k 2 (E25) La condition E24 est identique à la condition E11 qui est l'une des relations définissant les supports anti-réfléchissants classiques. On a donc ~2'~~ _ ~1. La recherche des solutions de l'équation (E19 bis) se réduit à la résolution des équations:
a'o~(1 + ~~2) - ~'~2(1 + ~'o~) = 0 (E26) et:
60(1 + ~~2) + ~~2(1 + ~'o~) = 0 (E27) On note ck = cos2Bk et sk = sin2Bk pour tous les milieux.
Rappelons la relation de Snell: nksin6k = nosin9o II est facile d'établir:
_ 2n.h.(c2 -c2) _ 1 J l J
YEli2~ (C? + C~ ) + CtC~ (Yl2 + yl~ ) (E28) et:
2n.h.(c? +cz) J
1 ~~= h~h~(cz+cj)+c~e~(fz2+ra~) (E29) d'où:
6' (cz c' ) (E30) 1+~t;~ (c2 +c~ ) L'équation E26 se réduit ainsi à:
coc2 = ci (E31 ) qui s'écrit encore:
2 nfl nz - hi ( ~ô + ~a ) _ ( nô n2 - ni )sin2B, (E32) Cette équation peut étre résolue sans difficulté par rapport à chacun de ses paramètres.
Elle n'est jamais satisfaite avec un support anti-réfléchissant classique.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) Dans le cas où l'angle d'incidence est très petit, cette condition se réduit à:
_2 _ 1 1 (E33) -+-rt; no nz Le couple d'équations E25 et E27 n'a pas de solution pour no ~n2.
Les deux formules E24 et E32 (ou de façon équivalente E35 bis) définissent la famille de supports AR-X-Pol-SD-1 D idéaux pour un angle d'incidence arbitraire défini indifféremment par sa valeur Bo dans le milieu ambiant (3) ou par sa valeur réfractée 8~ dans la couche (2) et également pour un éclairage axial convergent défini par un angle réfracté moyen <8~>.
Les deux formules E24 et E33 définissent la sous-famille de supports AR-X-Pol-SD-1 D idéaux pour un instrument d'optique avec un éclairage annulaire défini par un angle d'incidence réfracté e~ ou avec un éclairage axial convergent d'ouverture faible et définie par un angle réfracté moyen <e,>.
Propriétés des équations E32 et E33 et conséquences:
Les 4 variables no, n2, n~ et sin9~ - ~'° sin~o ne sont pas y indépendantes. II suffit de considérer les variables réduites x = h' et y =
~o pour décrire toutes les situations.
fZ°
L'équation E32 devient alors:
x2 (y + cô ) - 2 xy +ys ô = 0 (E34) dont les solutions sont données par i) les solutions en x x = y+~° y(y - Sô ) (E35) y+cô
que nous pouvons aussi écrire:
rZ2 + hz cos2~°(nz -nô sine B°) z__ ( ) n' fat +no cos2 8° E35bis ü) les solutions en y:
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) czxz y = ° (E36) cô -(x-1)z iii) les solutions en ~o z _ Y(x-1)z ~z (~i -no )z c° - - (E37) Y-x2 ~o (hoytz -lZ1 ) iv) la variation de x avec l'angle d'incidence 90 - sin2Bo 2y(x 1)(Y-x) _ _ sin2eo 2~ô~2 (n; -hô )(jzz -'~ô ) (E38) C~e° (Y-.x2)z 122722 -T24)z qui montre que l'indice optimal n~ de la couche 2 décroït quand l'angle d'incidence augmente.
10 Pour des incidences faibles, l'évolution de n~ avec 9o est décrite par l'approximation:
z z 2y 1- (Y -1) ~2 _ 2h2 (E39) (1 ~' Y) 4Y(Y + 1) ° (nô + hz ) soit:

15 n z ~ 2t2° nz - n z ~z - h° eo (E40) I
~ (na + h2 ) ° h2 + hô 2 qui montre à nouveau que l'indice optimal décroît quand l'angle d'incidence augmente.
Cette dépendance est d'autant plus faible que y est proche de 1.
Or, pour un microscope parfait (Ce = 0), le coefficient d'extinction utile 20 est toujours nul en incidence normale (C" = 0).
Un support AR-X-POL optimisé pour un angle non nul, par exemple de l'ordre de 20 degrés, est optimal pour travailler avec un éclairage annulaire correspondant. Mais de plus, puisqu'il permet d'obtenir C" = 0 à la fois pour une incidence nulle et pour une incidence non nulle, il permet de conserver un excellent coefficient d'extinction utile sur l'ensemble du cône d'ouverture d'un éclairage axial convergent, de 0 à 30 degrés par exemple. Cela constitue un avantage considérable des revêtements AR-X-POL sur les revêtements anti-réfléchissants classiques pour toutes les applications des supports anti-réfléchissants compatibles avec l'utilisation d'une lumière polarisée.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) Cette flexibilité sur l'angle d'incidence se traduit par une flexibilité
analogue sur la longueur d'onde de l'éclairage à faible incidence. En effet, par différenciation logarithmique de l'équation E24 par exemple, nous obtenons:
- tan (Bl ) D8, _ ~'1' qui montre qu'une variation de longueur d'onde aussi grande que 30% avec un éclairage annulaire est équivalente à une ouverture de 30 degrés sur un éclairage convergent avec une longueur d'onde fixe. Cette variation de longueur d'onde couvre l'ensemble du spectre visible autour de ~, = 0.55pm.
Si l'on veut au contraire exploiter les effets de couleur à des fins de détection, l'utilisation d'un éclairage annulaire avec un angle d'incidence élevé
permet d'apporter une grande sensibilité à la longueur d'onde.
Les supports et revëtements AR-X-Pol sont donc particulièrement avantageux pour des utilisations en lumière blanche.
L'indice n~ de la couche 2 est intermédiaire entre l'indice n2 du substrat 1 sur lequel elle est formée et l'indice n0 du milieu ambiant. Les équations E32 et E33 sont symétriques en no et n2.
Cela montre que ladite couche 2 possède les mëmes propriétés que la lumière se réflëchisse du milieu de faible indice vers le milieu de fort indice ou du milieu de fort indice vers le milieu de faible indice.
Ainsi, on peut éteindre la réflexion d'une lumière polarisée lorsque le substrat 1 est l'extrémité d'une fibre optique, ou bien une lame ou le fond d'une boite de Petri lorsqu'on les observe par en-dessous sur un microscope inversé.
VL1-2) supports AR-Pol-X-SD-1D approchés Lorsque les trois indices (no, n~ et n2) sont imposés ou contraints, le minimum de ICI par rapport à e~ n'est plus nul si la condition E32 ne se trouve pas vérifiée, mais ce minimum existe néanmoins et correspond à la meilleure extinction possible compte tenu des contraintes.
La meilleure extinction possible entre polariseurs croisés s'obtient alors en recherchant le minimum de I~) (ou de façon équivalente celui de I~IZ ) par rapport à e~. Avec B~ et n~ fixés, cela revient à les chercher par rapport à
~i~.
Posons z = ~ z'~~ = cos2~i~ - jsin2,li~. L'expression de -donnée par l'équation E19 est le rapport de 2 polynômes de degré 2 en z. Puisque Iz = 1, le carré
du module de chacun de ces polynômes ne contient que des termes FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) constants, des termes en cos2~i~, et des termes en cos4,~~ . La dérivée de leur rapport est donc proportionnelle à sin2~3~. Les solutions de sin2~i~ = 0 sont d~~ z donc des solutions de l'équation d~ = 0. On retrouve donc les solutions données par les équations E24 et E25. Ainsi, même lorsque les conditions E32 ou E33 ne sont pas satisfaites, on peut optimiser l'épaisseur de la couche 2 pour optimiser le coefficient d'extinction utile sous un microscope polarisant, - et cet optimum correspond soit à une couche 2 "à 4 ", soit à une couche 2 "à
2' V1.2) supports AR-X-Pol-1 Nous décrivons ici les règles de construction des supports AR-X-Pol constitués d'un substrat 1 solide recouvert d'une seule couche 2 dans le cas général où le support, la couche 2, et le milieu incident 3 ont des indices optiques complexes quelconques (milieux éventuellement absorbants).
VI.2-1 ) supports AR-X-Pol-1 idéaux Parmi ceux-ci, les supports idéaux pour l'angle Bo sont obtenus lorsque 6 = 0, où la quantité a est donnée par l'équation E19, où ,Q~ est lié à
l'angle B~
par la relation E18, B2, B~ et Bo étant toujours liés par la relation de Snell étendue aux fonctions complexes.
L'équation:
~'o~ + ~'~~(1 + ~'o~)Z + ~'0~~'~2~ = 0 (E19 ter) a toujours 2 solutions z~ et z2 ordonnées selon leur module, Iz,l<Izzl, qui s'expriment en fonction des coefficients 60~, ~~2, ~o~ et ~~2 eux mêmes fonctions des trois indices no, n~, n2 et de l'angle 90.
Le milieu 1 n'étant pas amplificateur, la solution z~ est la seule acceptable.
Son expression se traduit par une relation qui définit numériquement la famille des supports AR-X-POL-1 idéaux. Cette famille est bornée par la condition z,l__<1.
VI.2-2) supports AR-X-Pol-1 approchés.
Lorsque les trois indices sont imposés ou contraints et que l'un d'entre eux au moins est complexe, le minimum de ICI par rapport à e~ n'est plus nul si la condition E42 n'est pas vérifiée par la solution de plus petit module de l'équation E19ter, mais il existe néanmoins puisque ICI est une fonction quasi-FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) périodique de e~. On entend ici par "quasi-périodique" que n~ étant complexe, le module de e 4~~~ s'amortit quand e~ augmente.
Le meilleur coefficient d'extinction possible compte tenu des contraintes est obtenu en recherchant le minimum de ICI (ou de façon équivalente celui de le-I2) par rapport à e~. A 9~ et n~ fixés, cela revient à le chercher par rapport à la quantité complexe ~t~, ce qui peut être fait numériquement.
L'épaisseur e~ est ensuite donnée par l'équation:
e~ _ ~~' (E43) 2~ n, cos 9, qui est une généralisation de l'équation E18.
VL2- 3) revétement diélectrique idéal sur support absorbant.
Un cas particulier utile est celui où seul le support est absorbant, les indices des autres milieux restant réels. Alors /3~ est réel, et Ia-) est une fonction périodique de /3~.
Mais comme o-~2 et ~~2 sont complexes, e 2~~~ n'est plus réel. L'épaisseur optimale qui annulel~I est donc donnée par:
n~e~cosB~ = e~ + k 2 (E44) où la plus petite des solutions e~ n'est plus égale ni à ~ ni à ~ .
Cette équation généralise les équations E24 et E25.
Ainsi, dans le cas d'un substrat 1 absorbant, le revêtement AR-X-POL se différencie d'un revêtement asti-réfléchissant classique non seulement par son indice, mais aussi par son épaisseur.
VII. Supports amplificateurs de contraste idéaux Pour la visualisation du bord d'un objet d'étude ayant la forme d'un film mince posé sur la surface du support, il convient d'exploiter d'une part la différence entre les intensités recueillies en observant le film et d'autre part la surface du substrat 1 nue qui sont notées IF et IS (ou de façon équivalente I(F) et I(S)). Ces intensités sont proportionnelles aux intensités normalisées correspondantes.
Le contraste du bord du film est donné par la relation suivante:
Cf = I F I S (E50) IF -Is FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) IF et IS étant positifs, Cf est une fonction strictement croissante du rapport jF
Is Pour bien visualiser le film, il faut maximiser ICfI et donc rendre le rapport ~F maximal (IS -~ 0, pour tendre vers un contraste de 1 ) ou minimal s (IF -~ 0, pour tendre vers un contraste de -1 ). II faut donc éteindre soit la surface, soit le film.
Une méthode de visualisation sensible repose d'une part sur une bonne extinction, et d'autre part sur une extinction critique, c'est à dire très sensible à l'épaisseur de la dernière couche 2 de l'empilement. Les supports anti-réfléchissants AR-X-Pol présentent ces qualités et sont donc également des supports amplificateurs de contraste.
Les peri ormances d'une méthode de visualisation peuvent être quantifiées par le contraste obtenu lorsque le film observé devient extrêmement mince. Dans ce cas, IF et /S deviennent voisins et dl = IF - IS
s'apparente à un élément différentiel.
Pour un film d'épaisseur très mince De posé sur le support, on peut écrire au premier ordre en De Is 1 + IS de ~e ~1 + De ~ In I (E51 ) où on a supposé que l'indice optique du film est identique à celui de la couche 2 supérieure, c'est à dire de la dernière couche 2 de l'empilement, et où dl de est la dérivée de l'intensité réfléchie par le substrat 1 nu par rapport à
l'épaisseur e de cette couche 2.
Dans le cas où le substrat 1 est composé d'un support solide recouvert d'une seule couche 2 diélectrique, e est donc l'épaisseur de la couche 2 unique. Le film apparaît donc comme une simple fluctuation d'épaisseur de la couche 2 supérieure.
Un contraste optimal est donc obtenu pour les deux situations:
i) de In I ~ +oo(extinction du support, Cf= +1 ) ü) d In I = -1 (extinction du film, Cf = -1 ) de Le contraste optimal ne peut être atteint qu'avec une extinction totale.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) La sensibilité de la visualisation est, en Angstrdms ~
~'f = 1 d 1nI (E52) ~e 2 de Elle n'a de sens que lorsque le contraste est faible (quand dd I 0e est très petit devant 1 ) et permet de comparer des seuils de détection.
5 VI1.1) en lumière non polarisëe Dans l'équation E51, I F = RNP (F) ~1 + De d In RNP~
Is RNP (S) de Puisque l'extinction totale n'est possible qu'avec un support anti-réfléchissant parfait et puisque ce support n'existe que pour une incidence normale, les performances de ce support pour la visualisation en lumière 10 convergente, c'est à dire pour l'imagerie, sont limitées.
VI1.2) entre polariseur et analyseur croisës L'équation E51 devient RF (~) ~1 + De d In ICI 2 (E52) Rs (~) de 15 Un contraste optimal est donc obtenu pour les deux situations:
i) d In (~I 2 -~ +oo (extinction du support, Cf = +1 ) ü) ~ In Ia-I 2 = -1 (extinction du film, Cf= -1 ) Chacune de ces situations correspond à a~ = 0 c'est à dire à un support AR-X-Pol idéal. Dans la première, l'épaisseur optimale e est celle du revêtement 20 seul. Dans la seconde, c'est la somme des épaisseurs du revétement et de l'objet.
La sensibilité de la visualisation est donnée par, en [Angstr~ms ~]
eF - d In Irp+rs~
~e de II résulte des considérations précédentes que 1 ) Les meilleurs supports amplificateurs de contraste sont les supports anti-réfléchissants idéaux.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) 2) Les supports AR-X-Pol sont les seuls supports capables de fournir une extinction totale en éclairage annulaire et une extinction quasi-parfaite en éclairage faiblement convergent. L'utilisation de ces supports entre polariseurs croisés permet d'obtenir des contrastes nettement meilleurs que tous les autres supports dans tous les modes d'imagerie sans marquage en lumière incohérente.
VIII. supports amplificateurs de contraste non idéaux en lumière polarisée:
VI11.1) entre polariseurs croisés Lorsque le support n'est plus idéal, l'équation E19 bis n'est plus satisfaite. C'est en particulier le cas quand l'indice de la couche 2 est imposé
et qu'elle n'a plus de solution parce que la relation E26 n'est plus vérifiée.
Alors, l'extinction totale n'est plus possible et la condition Cf= + 1 ne peut plus être atteinte (la condition Cf= - 1 peut encore l'étre pour un objet très particulier). Nous montrons que le contraste n'est plus optimisé lorsque le minimum de l'intensité réfléchie est atteint mais pour des épaisseurs de couche 2 situées de part et d'autre de ce minimum, le minimum correspondant à l'inversion de signe du contraste.
Dans ce cas le contraste est optimisé quand:
i) delr~ala maximum (extinction partielle du support, Cf maximum) ü) d ln~a2minimum (extinction partielle du film, Cf minimum) C'est à dire quand dé21~aI2-~ (E57) Nous nous limitons maintenant au cas de matériaux diélectriques et nous cherchons l'épaisseur optimale de la couche 2 diélectrique pour l'optimisation du contraste avec un revêtement amplificateur à une couche 2.
L'épaisseur d'inversion de contraste e~ est donnée par l'équation E24 qui correspond à la condition que e-2'~~ soit réel. Afin d'explorer les épaisseurs situées de part et d'autre de e~, nous posons ~3, _ '~ + ~ .

La relation E26 n'étant plus complètement vérifiée, nous posons W 2 ~1 + Boy- 6ou1 + Tclz ~ (E58) ~o~
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) Le développement en e de l6lz donne A+4B~2 (E59) °' C+4Ds2 expression dans laquelle:
A=Oz (E60) B = (1- nia ~2 + 0(1 + ~1z ) C = ~l - P + ~'°i nia ~ D = P +
P~'°iTCua - 4~°1y2 et où
P = ~°I~p)Yl2~p) + ~ol(S)Yiz(S) (E61 ) II s'ensuit:
d ~~62~ - 8Bs - 8Ds (E61 ) d~ A+Bsz C+D~Z
L'équation E57 a pour solution:
4s2 - '~C (E62) BC+AD
Si le revétement reste performant, D est petit, et dans ce cas ~ est proche de 2 .
La relation de définition E18 nous donne finalement les deux épaisseurs e~' et e~" qui optimisent le contraste:
e~' = 4 ~1 + ~~ ~ + k ~ (E63) e1»= ~ Cl- ~~ ~ + k ~
Les formules E63 généralisent la formule E24 aux supports amplificateurs de contraste non idéaux.
Nous désignons la famille des supports amplificateurs de contraste par l'appellation supports.Ampli-Pol lorsqu'il y a lieu de les distinguer des supports AR-Pol. Entre polariseurs croisés, ils deviennent les supports Ampli-X-Pol, etc..
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) IX. Supports AR-X-Pol et Ampli-X-Pol anisotropes Dans toute utilisation d'un support AR-Pol ou d'un support Ampli-Pol, il est essentiel d'optimiser ses performances (taux d'extinction utile Cu ou contraste Cf). Pour cela, il faut satisfaire aux relations qui le définissent avec précision, ce qui engendre des difficultés de fabrication (tolérance sévère sur l'épaisseur e par exemple) et des difficultés de mise en oeuvre (réglage des paramètres du microscope pour une visualisation par exemple).
Afin de diminuer ces difficultés, il est avantageux d'introduire dans les supports un élément de réglage. Cet élément est apporté par l'utilisation de matériaux aux propriétés optiques anisotropes dans la réalisation des supports.
Par défaut, le matériau anisotrope est le substrat 1, la couche 2 et le milieu incident restant isotropes. Les axes principaux (x, y, et z) du matériau anisotrope sont parallèles et perpendiculaire à la surface du support. Les coefficients de Fresnel du support sont remplacés par une matrice de réflexion:
(E70) ~sp ~ss dans laquelle compte tenu des orientations des axes principaux rps = rsp = 0, ce qui permet d'exprimer l'amplitude réfléchie en fonction de l'amplitude incidente comme:
Ern - ~'px 0 Ea (E71 ) Er, O ~sx Eis quand l'axe x est dans le plan d'incidence, et comme:
E
y y 0 Etp (E71 ) Er, 0 ~'sy Ers quand l'axe y est dans le plan d'incidence. A l'interface entre le milieu isotrope i et le milieu anisotrope j, les coefficients r;~~p,~~ , r;~~sX) , r;~~py~ et r;~~sy~ sont donnés par FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) _I
Y2~xïl~ZCi - ni (32~ - n2si Jz jï(nx) I (E72) n~xYl~ZGi + ni (n~Z - nzS2)2 ni Gi - ~n ~ - n¿ S? )i rï (sx) = I
ni Ci + \n.%Y - n2Sz l2 si le plan d'incidence est parallèle à x, et:
I
n~YniZci _ ni ln.iz - n2sz~z ~i.%(PY) - I (E73) n~yn~Zci + ni ~n~Z - n2sz )2 _I
ni Gi - (n~x - n2S2 )z ~J (SY) _I
ni Ci -I- (yl~ - yLzS2 )2 La formule E17 restant toujours valide pour r(mx) et r(my) à la fois (avec m = p ou m = s) s'il est parallèle à y.
_ Les équations E72 montrent que, selon l'orientation relative ~ _ (P,x) de l'échantillon et du polariseur P en azimut, obtenue en effectuant une rotation de l'un par rapport à l'autre autour de la normale, on obtient des coefficients de Fresnel effectifs r;~~p~ et r;~~s) variables, donnés par les combinaisons linéaires suivantes:
~'~(p) = r~(px) cos ~p + Y~(py) sin ~p (E74) '"ï(S) - '",(sx) cos cp + Y~(sY) sin ep Un raisonnement analogue s'applique au cas où le substrat 1 est isotrope et la couche 2 anisotrope.
Ainsi, un support optimal pour une visualisation sous microscope en lumière polarisée est anisotrope et tel que tel que la valeur optimale de ses coefficients de réflexion rp et rs soit obtenue pour un angle ~ intermédiaire entre 0 et ~ et de préférence égal à 4 pour donner la latitude de réglage maximale.
X . Polarisation circulaire L'invention ne saurait étre limitée à la description qui précède. Le faisceau lumineux utilisé a ainsi dans un autre mode de réalisation une FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) polarisation circulaire et les supports AR-Pol et Ampli-Pol présentent avantageusement une méme efficacïté. Comme il est bien connu, les observations et mesures entre polariseur et analyseur croisés sont alors remplacées par des observations et mesures équivalentes entre [polariseur 5 suivi d'une lame 4 d'onde] et [lame 4 d'onde identique suivie d'un polariseur (ou analyseur) parallèle au premier, préférentiellement identique]. Ceci vaut aussi pour toutes les techniques de visualisation et de mesure en contraste interférentiel différentiel (DIC).
10 Le support de l'invention a fait l'objet de plusieurs mises en oeuvre présentées dans les exemples suivants pour lesquels la longueur d'onde arbitraire d'éclairage est, sauf spécification contraire, a = 540 nm.
On a constaté que lorsqu'un support conforme à l'invention a été
déterminé, il est possible d'en déduire d'autres qui, du point de vue de 15 l'invention, ont des propriétés comparables en modifiant l'épaisseur e~ de la couche 2 et la longueur ~, d'utilisation tout en maintenant leur rapport constant. Cela ouvre de très larges possibilités.
Exemple 1 Les supports AR-Pol, bien qu'obéissant à des règles de construction très pointues, se déclinent à l'infini. Quatre exemples (indice ~cl et épaisseur de couche e~(ä)) de supports AR-Pol-1 idéaux pour une incidence proche de la normale (60=5°) sont présentés ci dessous. Ces exemples sont destinés à
être utilisés comme supports porte-objet pour des observations et des mesures effectuées dans un milieu ambiant tel que l'air (le milieu incident étant l'air ou le substrat).
substrat n2 n~ e~ A

or 0.40 - 1.70 694 2.6j ar ent 0.13 - 1.59 795 3.44j aluminium 0.92 - 2.01 346 0.95j nicleel 1.76 - 1.51 847 3.2j FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) Nous donnons aussi pour ces substrats 1 les indices n~ et les épaisseurs e~ des revétements à une couche 2 qui optimisent le contraste Cf de toute observation entre polariseurs croisés avec un éclairage axial convergent sous une incidence de 0,2° (par convention ~o = 0) et nous donnons la valeur n~ et la valeur absolue du contraste Cf obtenu avec un éclairage convergent d'ouverture 30° au bord d'un film de 1 nanomètre d'épaisseur ainsi que les épaisseurs e~' efi e~" telles que définies par les équations 63.
L'indice n2 est l'indice du matériau constitutif du support. II est extrait de Hand Book of Optics, Mc Graw Hill Professional Publishing New York 2000 » dans lequel une longueur d'onde particulière est définie pour chaque matériau.
90-0 Bo-0 0<Bo< 0<60< 0<Bo<

substrat22 121 el(1-1)C 21 el ~ el C
~~~ ~~
~~

Or 0.47 - 1.65 800 1 1.58 870 880 0.17 2.83' Ar ent 0.2 - 3.44'1.60 850 1 1.53 930 940 0.17 aluminium1.44 + 1.50 953 1 1.44 1 040 1 050 0.07 5.23' Nickel 1.58 - 1.52 920 1 1.46 1 000 1 010 0.06 3.42' Par ailleurs, nous donnons aussi, pour ces substrats 1, les indices n~, épaisseurs e~ des revétements à une couche 2 qui optimise le contraste Cfde toute observation entre polariseurs croisés avec un éclairage annulaire sous une incidence de 20°. Nous donnons la valeur absolue du contraste Cfobtenu dans ces conditions, avec un éclairage convergent d'ouverture 30° (~/6) au bord d'un film de 1 nanomètre d'épaisseur. Les épaisseurs el' et e~" sont celles données par les équations E63.
Bo=20 Bo=20 Oceo~ 0~~0~ O~eo~

substratn2 n~ e~ C n~ e~' e~" Cf A A A

Or 0.40 - 1.64 739 1 1.64 730 740 0.65 2.6' FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) Ar ent 0.13 - 1.55 838 1 1.55 832 842 0.85 3.44' aluminium0.92 - 1.89 399 1 1.89 395 415 0.25 0.95' Nickel 1.76 - 1.48 890 1 1.48 880 905 0.50 3.2' Les indices n~ sont très courants et les couches 2 peuvent être réalisées par toutes les techniques de dépôt classiques, par exemple dépôts d'oxydes réalisés par PECVD (Phase evaporation chemical vapor deposition).
Exemple 2 Des exemples (indice n~) de supports AR-Pol-1 sont présentés ci-dessous pour un substrat 1 de silicium et pour des utilisations soit dans un milieu ambiant tel que l'air, soit en immersion.
Des supports AR-Pol idéaux anisotropes peuvent être obtenus en déposant sur un substrat 1 de silicium (n2 = 4.12 - 0.05~~ dopé ou non, clivé
selon un plan 100 une couche 2 d'épaisseur optique 4 au sens de la relation E24 et d'indice n~ égal à:
1.37 quand le milieu incident est l'air (d'indice 1 ) 1.79 quand le milieu incident est l'eau (d'indice 1.33) 1.99 quand le milieu incident est une huile d'indice 1.5.
Les couches 2 ont alors des indices moins courants qui s'obtiennent préférentiellement:
- soit par des procédés sol-gel et aérogels conduisant à des silices poreuses (indice 1.37), l'indice étant également bien approché par une couche de MgF2 (indice 1.38).
- soit par des techniques d'oxydation avec des mélanges de gaz conduisant à des mélanges de matériaux Si02 - Si0 (indice 1.79), ou à
des couches d'oxynitrures SiOxNy (indices 1.79 et 1.99) avec les proportions suivantes: x= 0.4 et y= 0.6 pour obtenir n~ = 1.79 ; x=0 et y= 1 pour obtenir n~ = 1.99.
L'indice n~ = 1.37 peut aussi s'obtenir par dépôt de polymères fluorés (tels que des trifluoroalkyl-alkylsiloxanes ou des copolymères de trifluoroalkyl alkylsiloxanes et de dimethylsiloxanes), le dépôt pouvant s'effectuer par spin coating à partir d'une solution.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) Les indices 1.79 et 1.99 peuvent aussi s'obtenir par toutes les techniques de dépôt, en particulier par dépôt PECVD de mélanges d'oxydes tels que Hf02 et Y~03 ou de. tous les matériaux listés dans les dictionnaires de propriétés physiques des matériaux (par exemple: Handbook of Optical constants of solids, Vol. 1-5, Academic Press, Ed. Palik and Ghosh (1997)) ou dans les dictionnaires d'optique (par exemple: Handbook of optics, McGraw-Hill Professional Publishing, New-York, (2000)).
L'indice de certains matériaux change fortement avec la longueur d'onde de la lumière, et l'ajustement d'indice peut être remplacé par un ajustement de longueur d'onde; C'est par exemple le cas d'une couche 2 de Si0 qui présente un indice utile de 1.95 pour a = 490 nm et de 1.99 pour ~I = 540 nm.
Exemale 3 Nous donnons ci-dessous quelques autres exemples de supports AR-Pol idéaux (qui sont donc aussi Ampli-Pol idéaux) pour différents milieux incidents et pour un éclairage annulaire de très faible incidence (0o = 5 degrés). L'épaisseur e~ est en Angstr~ms.
Un premier tableau est donné pour un angle d'incidence de 0,2°.
L'indice n2 est l'indice du matériau constitutif du support. II est extrait de Hand Book of Optics, Mc Graw Hill Professional Publishing New York 2000 dans lequel une longueur d'onde particulière est définie pour chaque matériau.
substrat n2 no n~ e~

or 0.47-2.83' 1.33 2.42 490 or 1.5 2.95 368 ar ent 2.0-3.44' 1.33 2.35 526 ar ent ~ 1.5 2.8 417 aluminium 1.44+5.23' 1.33 2.05 684 aluminium 1.5 2.33 587 nickel 1.58-3.42' 1.33 2.13 620 nickel 1.5 2.5 505 cadmium 1.13-5.01' 1 1.47 968 FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) cadmium 1.33 2.08 667 ~

cadmium 1.5 2.38 575 tain 1.43-5.25' 1 1.48 975 tain 1.48-5.25' 1 1.48 975 1.33 2.03 693 1.5 2.34 600 cuivre 0.52-2.57' 1 1.68 768 cu ivre 1.33 2.52 448 cuivre 1.5 3.05 338 Fer va or 1.51-1.63' 1 1.545 802 1.33 2.24 459 1.5 2.72 332 Un deuxiéme tableau est donné pour un angle d'incidence de 5°.
La longueur d'onde est ~I = 540 nm excepté pour le Cadmium où elle vaut 589,3 nm.
substrat n2 no n~ e~

or 0.40 - 2.6' 1.33 2.42 490 or 0.40 - 2.6j 1.5 1.79 755 ar ent 0.13 - 3.44 1.33 2.28 512 ~

ar ent 0.13 - 3.44j 1.5 2.7 412 aluminium 0.92 - 0.95j 1 1.89 399 nickel 1.76 - 3.2' 1.33 2.11 572 ~

nickel 1.76 - 3.2' 1.5 2.45 473 cadmium 1.13-5.01' 1 1.49 970 cadmium 1.13-5.01' 1.33 2.05 684 cadmium 1.13-5.01' 1.5 2.36 582 tain 1.48-5.25' 1 1.48 899 tain 1.48-5.25' 1.33 2.02 640 tain 1.48-5.25' 1.5 2.33 548 cuivre 1.04-2.59' 1 1.62 746 cuivre 1.04-2.59' 1.33 2.23 423 cuivre 1.04-2.59' 1.5 2.83 351 FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) Fer va or 1.51-1.63' 1 1.54 737 Fer va or 1.51-1.63' 1.33 2.23 423 Fer va or 1.51-1.63' 1.5 2.72 305 Exemple 4 Nous donnons enfin un exemple avec un éclairage annulaire à une 5 longueur d'onde a = 589,3 nm et un angle d'incidence important. Pour un support de cadmium et une observation dans un milieu ambiant tel que l'air sous un angle d'incidence unique de 30 degrés, la couche 2 idéale est obtenue pour n~ = 1.42 et e~= 1084 Angstr~ms.
Les valeurs des indices sont tirées du livre de Born and Wolfi, intitulé
10 "Principles of Optics : Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and diffraction of Light", Cambridge University Press (1999) et du livre de E.D.
Palik, intitulé « handbook of optical constants of solids », vol. 1 à 5, Academic Press (1985).
Applications possibles dans les industries de l'optique, dans 15 l'amélioration des mesures ou l'observation en réflexion de films minces ou d'objets très petits sous microscope optique ou sous tout autre instrument d'imagerie optique tel que viseur, lunette, microscope, loupe, loupe binoculaire, caméra, appareil photo, microscope à champ proche, endoscope, microscope confocal, microscope à champ proche optique (SNOM), lecteur de 20 biopuces, lecteur magnéto-optique, microscope confocal.
Les supports AR-X-Pol et Ampli-Pol sont utilisables à la fois comme fond anti-réfléchissant et comme support porte objet pour tous les travaux de microscopie en lumière polarisée en réflexion, que l'observation se fasse à
l'air libre, en immersion, ou à travers le support.
25 Ils permettent une visualisation optimale non seulement d'objets posés à
la surface du support, mais aussi de l'intertace entre le substrat 1 et la couche 2.
Ils permettent une visualisation et une mesure optimales de tous les effets de dichroïsme et de biréfringence à l'intérieur de la couche 2 elle 30 même.
Cela est particulièrement avantageux pour l'imagerie et la lecture parallèle de domaines magnétiques situés dans la couche lorsqu'elle possède une FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) susceptibilité magnéto-optique à chacun des effets suivants: effet Faraday, effet Voigt, biréfringence magnétique linéaire.
Ils permettent une visualisation et une mesure optimales de tous les effets d'anisotropie de réflexion à l'interface entre le substrat 1 et la couche 2, ce qui est particulièrement avantageux pour la mise en oeuvre de la technique de microscopie de réflexion anisotrope (RAM).
Cela est aussi particulièrement avantageux si le substrat 1 présente une susceptibilité magnéto-optique (effet Kerr longitudinal ou transverse, effet Kerr polaire), les revêtements AR-Pol apportant une amélioration considérable en contraste et en sensibilité des procédés de lecture magnéto-optiques.
Les supports AR-Pol sont particulièrement efficaces pour les observations en contraste interférentiel différentiel en réflexion, quel que soit la variante de la technique utilisée, et quel que soit le type de polarisation utilisé (linéaire ou circulaire) et permettent la combinaison de toutes ces techniques de contraste interférentiel avec toutes les autres techniques de visualisation, de détection, ou de mesure mentionnées.
Les revêtements AR-Pol à une couche 2 existent pour tous les types de substrats 1. Ils permettent une détection plus sensible qu'avec toutes les autres techniques des modifications qui se produisent à l'extrémité d'une fibre optique, et notamment la détection d'une espèce capturée par une couche 2 sensible installée à l'extrémité d'une telle fibre.
Ce sont des supports porte-objet idéaux pour les techniques de microscopie à champ proche (AFM, STM, SNOM, et autres SPM) car ils permettent la détection, le repérage, et la visualisation de films ou objets invisibles par les techniques optiques conventionnelles.
Ce sont aussi des supports idéaux pour effectuer le suivi optique in situ ou le contrôlè de la qualité a posteriori de dépôts de couches 2 ultra-minces effectués par toutes les techniques de dépôt disponibles, par exemple par les techniques de Langmuir-Blodgett, par les techniques de plasmas, de dépôt ionique, de spin-coating, de dip-coating, par MBE, etc...
Utilisés comme supports porte-objets, ils augmentent aussi l'efficacité
des techniques des techniques magnéto-optiques, des techniques de microscopie confocale en lumière polarisée, des techniques SNOM (Scanning Near-field Optical Microscopy) en lumière polarisée, et de toutes les FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) techniques de visualisation spectroscopiques (absorption infra-rouge, Raman, Fluorescence, Absorption ultra-violette, Microscopie à 2 photons.
Utilisés comme supports porte-objets, ils permettent d'accroïtre considérablement la qualité des mesures de réflectivité en lumière polarisée et d'ellipsomètrie sous microscope optique.
Les supports AR-Pol sont aussi avantageusement utilisés comme supports porte-objet dans tous les dispositifs de micro-manipulation sous microscope optique: pinces optiques, pinces magnétiques, pinces piézo-électriques.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

Claims (21)

1. Support destiné à l'observation entre polariseurs croisés d'un objet placé
sur le support ou à son voisinage dans un milieu (3) d'indice n0 avec un éclairage spatialement incohérent convergent incident sous un angle .theta.0 à
une longueur d'onde .lambda., comportant - un substrat (1) d'indice de réfraction complexe n2, - une couche (2) d'indice de réfraction complexe n1 et d'épaisseur e1 caractérisé en ce que, la valeur de l'épaisseur e1 de la couche (2) est à 2% près telle que:

formule dans laquelle .sigma.ij et .pi.ij représentent respectivement la somme et le produit des coefficients de Fresnel des différents interfaces [(i,j)=(0,1) ou (1,2)]:

et dans laquelle

2. Support destiné à l'observation entre polariseurs croisés d'un objet placé
sur le support ou à son voisinage dans un milieu (3) d'indice n0 avec un éclairage incohérent convergent incident sous un angle .theta.0 à une longueur d'onde .lambda., comportant - un substrat (1) d'indice de réfraction complexe n2, - une couche (2) d'indice de réfraction complexe n1 et d'épaisseur e1 caractérisé en ce que, la valeur de l'épaisseur e1 de la couche (2) est à 2% près telle que:

formule dans laquelle .sigma.ij et .pi.ij représentent respectivement la somme et le produit des coefficients de Fresnel des différents interfaces [(i,j)=(0,1) ou (1,2)]:

et dans laquelle

3. Support destiné à l'optimisation du coefficient d'extinction utile d'un microscope polarisant pour l'observation d'un objet placé sur le support ou au-dessus du support dans un milieu (3) d'indice no avec un éclairage incohérent convergent incident sous un angle .theta.0 à une longueur d'onde .lambda., comportant - un substrat (1) d'indice de réfraction complexe n2, - une couche (2) d'indice de réfraction complexe n1 et d'épaisseur e1 caractérisé en ce que, la valeur de l'épaisseur e1 de la couche (2) est à 2% près telle que:

formule dans laquelle .sigma.ij et .pi.ij représentent respectivement la somme et le produit des coefficients de Fresnel des différents interfaces [(i,j)=(0,1) ou (1,2)]:

et dans laquelle

4. Support selon la revendication 1 ou 2 ou 3, caractérisé en ce que les valeurs de l'indice de réfraction n1 et de l'épaisseur e1 de la couche (2) sont à
2% près tels que:

.sigma. = 0

5. Support selon la revendication 4, caractérisé en ce que le substrat (1) et la couche (2) sont diélectriques ou faiblement absorbants, le module de la partie imaginaire de leur indice complexe étant inférieur à 0.01, les conditions générales de la revendication 4 se réduisant aux conditions:

avec k entier et avec une incertitude de 2 % sur les valeurs de n1 et e1

6. Support selon la revendication 5, caractérisé en ce que .theta.0 est inférieur à 5°, les conditions générales de la revendication 4 se réduisant à

avec k entier et avec une incertitude de 2 % sur les valeurs de n1 et e1.

7. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ou 5 à 6, caractérisé en ce qu'il est destiné à un usage en éclairage incident annulaire avec un angle d'incidence .theta.0 qui est unique à ~ 2.5° près.

8. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ou 5 à 6, caractérisé en ce qu'il est destiné à un usage en éclairage incident et axial convergent avec un angle d'incidence moyen .theta.0 lié à son ouverture angulaire totale .DELTA..theta.0 par la relation

9. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'éclairage est monochromatique ou quasi-monochromatique à la longueur d'onde .lambda..

10. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'éclairage est à spectre large continu ou polychromatique d'étendue maximale ~ 0.3 .lambda. autour de sa longueur d'onde moyenne .lambda..

11. Support selon l'une quelconque des, revendications 1 à 4 et 7 à 10, destiné à un usage dans l'air comme milieu ambiant (3), avec .theta.0 =
30° et .lambda. = 589,3 nm, caractérisé en ce que le substrat (1) est en cadmium avec n2 = 1.13-5.01j, la couche (2) ayant pour indice n1 = 1.42 et e1 = 1084 Angströms.

12. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et 7 à 10, caractérisé en ce que le substrat (1) et la (2) ont les spécificités du tableau suivant dans lequel n1 et e1 sont l'indice et l'épaisseur de la couche, n2 l'indice de réfraction complexe du substrat (1), pour l'air comme milieu ambiant (3), .theta.0 = 5° et .lambda.= 540 nm

13. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et 7 à 10, caractérisé en ce que 9o est un angle d'incidence moyen valant 20° et en ce que le substrat (1) et la couche (2) ont les spécificités du tableau suivant dans lequel n1 et e1 sont l'indice et l'épaisseur de la couche (2), n2 l'indice de réfraction complexe du substrat (1), pour l'air comme milieu ambiant (3) et .lambda. = 540 nm.

14. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et 7 à 10, caractérisé en ce que 9o vaut 5° et en ce que le substrat (1) et la couche (2) ont les spécificités du tableau suivant dans lequel n1 et e1 sont l'indice et l'épaisseur de la couche (2) à 2% près, n2 l'indice de réfraction complexe du substrat (1), n0 l'indice du milieu ambiant (3) ,.lambda.= 589,3 nm quand la couche (2) est en cadmium et .lambda.= 540 nm dans les autres cas.

15. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les paramètres définis par les revendications 11 à 14 sont conservés à
l'exception de la longueur d'onde .lambda. et de l'épaisseur e1 de la couche 2 qui sont modifiés proportionnellement, n'étant pas modifié.

16. Accessoire destiné à l'observation d'un échantillon préférentiellement liquide constitué d'une boîte de Petri et d'un support destiné à recevoir ledit échantillon, caractérisé en ce que:
- le support est conforme â l'une quelconque des revendications 1 à 15, - le support est le fond de cette boîte.

17. Dispositif d'observation d'un échantillon comprenant un microscope optique, un support destiné à recevoir ledit échantillon et deux polariseurs croisés, caractérisé en ce que le support est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 15.

18. Dispositif d'observation d'un échantillon comprenant un microscope optique, un accessoire destiné à recevoir ledit échantillon et deux polariseurs croisés, caractérisé en ce que l'accessoire est conforme à la revendication 16.

19. Dispositif d'observation d'un échantillon comprenant un microscope optique, un support destiné à recevoir ledit échantillon, un polariseur et une lame quart-d'onde, caractérisé en ce que le support est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 15.

20. Dispositif d'observation d'un échantillon comprenant un microscope optique, un accessoire destiné à recevoir ledit échantillon, un polariseur et une lame quart-d'onde, caractérisé en ce que l'accessoire est conforme à la revendication 16.

21. Dispositif d'observation d'un échantillon selon la revendication 16 ou 17 ou 17 ou 18, caractérisé en ce que le microscope optique est muni d'un dispositif de contraste interférentiel différentiel.