Brevet FR2719909A1 — publié le 19951117

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne de façon générale les éléments optiques et, plus particulièrement, les revêtements qui protègent et renforcent les éléments optiques IR. Comme il est connu dans la technique, les systèmes d'imagerie optique comprennent en général un élément optique qui protège le reste du système d'image- rie d'un environnement hostile. Par exemple, avec les systèmes d'imagerie infra-rouge (IR) embarqués à bord d'engins volants, un élément optique transparent aux IR, tel qu'une fenêtre ou un dôme, est monté sur le système embarqué pour isoler le reste du système d'imagerie IR de l'exposition à des environnements humides, corrosifs, abrasifs, et à haute température. L'exposition prolongée à ces environnements dégrade en général les caractéristi- ques optiques et physiques du matériau de l'élément optique. Pour de nombreuses applications faisant appel à des missiles à faible vitesse, l'impact des gouttelet- tes d'eau à faible vitesse constitue généralement l'exposition à l'environnement le plus sévère. Cependant, pour des applications plus récentes relatives aux missiles supersoniques, l'échauffement d'origine thermi- que de l'élément optique constitue également une exposi- tion à un environnement sévère. Avec des missiles se déplaçant à des vitesses supersoniques (par exemple MACH 1+ à MACH 4 ou plus), l'élément optique chauffe très vite, et des éléments optiques constitués de matériaux ayant une faible résistance aux chocs thermiques sont particulièrement susceptibles d'être détériorés du fait des phénomènes d'origine thermique. Une seconde application de tels éléments réside dans une fenêtre d'observation d'un four, afin de surveiller un processus de combustion. De nouveau, ces éléments protègent un système IR d'un environnement à haute température, et éventuellement corrosif. De façon typique, les matériaux qui offrent la meilleure durabilité thermique et les meilleures performances optiques pour les systèmes d'imagerie infra- rouge, particulièrement dans la bande infrarouge allant de 8 pm à 12 pm, sont en nombre relativement petit. Les matériaux convenables comprennent le sulfure de zinc, le séléniure de zinc, le germanium, l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le tellurure de mercure et de cadmium et le tellurure de cadmium. Les sulfures ternaires tels que le sulfure de calcium et de lanthane sont également développés actuellement pour les applica- tions IR, particulièrement dans la bande 8 à 12 pm. Ces sulfures ternaires peuvent apporter une certaine amélio- ration dans la durabilité, mais même ces matériaux sont susceptibles visà-vis de 1 'exposition aux environnements précités. De façon générale, tous les matériaux précités sont relativement fragiles, ont une faible résistance aux chocs thermiques, et ont une résistance relativement faible à l'endommagement, en particulier à l'endommage- ment éprouvé lors de l'impact de gouttelettes d'eau à vitesse élevée. En tenant compte de divers facteurs, les matériaux les plus largement acceptés dans la bande 8 à 12 pm, particulièrement dans les applications concernant les dômes et les fenêtres embarqués, sont des éléments contenant du sulfure de zinc, du séléniure de zinc, ou du germanium. En général, on utilise le sulfure de zinc lorsque la durabilité est une considération principale, tandis que l'on utilise du séléniure de zinc lorsque la transparence optique constitue une considération princi- pale. De plus, ces matériaux présentent également une tendance relativement élevée à former des oxydes lorsqu'ils sont exposés à des environnements à haute température contenant de l'oxygène, comme on en rencontre au cours du vol d'un missile supersonique, ou comme dans le cas d'une fenêtre d'observation d'un four. Ces oxydes réduisent généralement de façon significative la trans- mittance IR de l'élément optique, augmentent la disper- sion IR et, de façon générale, dégradent les caractéris- tiques optiques. En particulier, de nombreux matériaux forment des oxydes qui présentent des bandes d'absorption significatives dans la fourchette 8 à 12 pm. Il est également connu dans la technique que l'énergie optique incidente sur une surface d'un élément optique a pour résultat une réflexion d'énergie sur cette surface si l'indice de réfraction du matériau constituant l'élément optique est nettement différent de l'indice de réfraction du milieu d'o provient l'énergie. En général, pour les systèmes embarqués, le milieu d'origine est l'air, qui possède un indice de réfraction d'environ 1,0. Par conséquent, il est de pratique classique dans l'industrie optique de prévoir des revêtements constitués de matériaux ayant un indice de réfraction approprié sur la surface incidente de l'élément optique afin de réduire ces pertes par réflexion. Pour les épaisseurs déposées, qui correspondent généralement à une fraction d'une longueur d'onde optique, ces revêtements sont transpa- rents dans la bande IR. Cependant, jusqu'à présent, ces revêtements optiques ont servi uniquement à réduire les pertes par réflexion provoquées par un défaut d'adapta- tion mutuelle des indices de réfraction. Ces revêtements optiques n'ont pas augmenté la résistance aux chocs thermiques de l'élément optique, et ils n'ont pas réduit ni éliminé les problèmes précités d'oxydation du matériau constituant ces éléments optiques. Ainsi, pour les applications précitées, un revêtement approprié pour protéger de tels éléments devrait augmenter la résistance aux chocs thermiques du matériau, tout en réduisant l'oxydation d'origine thermique du matériau. Un tel revêtement devrait égale- ment fournir une correction anti-réflexion appropriée et maintenir une transmittance IR élevée. De plus, dans les applications o l'on rencontre des cycles thermiques rapides, le revêtement devrait posséder, vis-à-vis du coefficient de dilatation thermique, des caractéristiques qui sont à peu près les mêmes que celles du matériau de base. Ceci retarderait le décollement du revêtement par rapport à la base pendant l'exposition à des environnements à haute température. Comme il est également connu dans la techni- que, de tels éléments optiques, en particulier les éléments optiques infrarouges, tels que les fenêtres, les dômes, les lentilles destinés à être utilisés dans les applications embarquées à bord d'engins volants, sont généralement constitués de matériaux qui sont fabriqués à partir d'un procédé connu sous le nom de dépôt chimique en phase vapeur. Le procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) comprend généralement des étapes consistant à envoyer des gaz réactifs dans un réacteur maintenu à une température élevée et à faire réagir chimiquement ces gaz pour former le matériau. Le matériau est déposé sur un substrat approprié pour réaliser l'élément particu- lier. Le procédé CVD est généralement un procédé continu dans lequel de nouveaux gaz réactifs sont introduits dans le réacteur, et des gaz sous-produits ainsi que les vapeurs du matériau non déposées sont évacués. En général, la combinaison des gaz réactifs et sous-pro- duits, ainsi que les températures élevées, forment un environnement extrêmement corrosif et, éventuellement, chimiquement réducteur ou oxydant. Il est souhaitable, dans de nombreuses applications, d'avoir des éléments optiques comportant soit des couches, soit des grilles noyées dans l'élément. En particulier, ces couches ou ces grilles peuvent être utilisées pour réaliser un chauffage d'un élément optique en vue de son dégivrage, pour réaliser une protection électromagnétique, ou pour conférer des caractéristiques particulières d'absorption électromagnétique. Ces couches peuvent être utilisées pour constituer une surface réfléchissante vis-à-vis d'une ou plusieurs bandes incidentes d'énergie électromagnétique. On pourrait fabriquer des éléments optiques, tels que des filtres à bande passante, des diviseurs de faisceau dichroïques, etc..., nécessitant une paire de surfaces réfléchissantes vis-à-vis de différentes longueurs d'onde électromagnéti- ques, ayant une ou plusieurs couches réfléchissantes. Néanmoins, comme mentionné plus haut, avec les éléments optiques généralement utilisés, fabriqués par dépôt chimique en phase vapeur, il est difficile de réaliser une surface réfléchissante et/ou conductrice dans l'élément optique du fait des environnements précités à haute température et chimiquement réducteurs ou corrosifs. C'est-à-dire que ces environnements dégradent en général la morphologie superficielle des matériaux les plus réfléchissants et/ou conducteurs. De plus, lorsque l'on prévoit des couches de métaux très réfléchissants, tels que l'or ou l'argent, l'environne- ment à haute température et corrosif du procédé de dépôt chimique en phase vapeur provoque généralement l'agglomé- ration des couches et, pour certains matériaux tels que l'argent, l'environnement de dépôt a pour conséquence que la couche est retirée de la surface. Une technique destinée à surmonter les problèmes indiqués ci-dessus pour réaliser des éléments optiques ayant des couches noyées, est décrite dans le brevet US 4 794 053 du 27 décembre 1988, au nom de RANDALL W.TUSTISON, cédé à la Demanderesse. Dans le brevet précité, une couche conductrice/réfléchissante est disposée entre une couche de base en matériau déposé chimiquement en phase vapeur, tel que du sulfure de zinc, du séléniure de zinc, et une surcouche de ce matériau, par exemple en réalisant une région intermédiaire en un matériau réfractaire entre la base et la surcouche. Des régions intermédiaires appropriées comprennent un métal réfractaire ou un diélectrique réfractaire, qui, éven- tuellement, prend en sandwich une couche à haute conduc- tivité telle que du platine. Le brevet ci-dessus fournit des éléments qui conviennent pour de nombreuses applications, mais le procédé utilisé pour fabriquer cet élément est relative- ment long. Par exemple, il faut réaliser et fabriquer un élément optique constitué du matériau de base, puis appliquer une grille ou un revêtement conducteur sur une surface extérieure de l'élément optique. Le composant est ensuite placé dans le four de dépôt chimique en phase vapeur, et une seconde épaisseur du matériau de base est ajoutée à l'élément pour constituer la surcouche. Après la réalisation de la surcouche, de façon typique, la fenêtre est repolie. Dans certaines circonstances, des contraintes thermiques différentielles peuvent se développer pendant la réalisation de la surcouche, ce qui conduit à un défaut d'adhérence de la fenêtre stratifiée non revêtue, soit pendant le polissage, soit pendant l'utilisation. Comme conséquence de ce dépôt chimique en phase vapeur supplémentaire de la surcouche et de l'étape de polissage, il résulte des problèmes potentiels de productivité, et, ainsi, de tels éléments sont souvent relativement coûteux. En outre, comme la réalisation de la surcouche, fait intervenir un procédé de dépôt chimique en phase vapeur dépendant du matériau et des vitesses de croissance, la température, au cours de la réalisation de la surcouche,peut parfois excéder 650 à 750 C. Dans ces circonstances, seuls certains métaux ou revêtements conducteurs conviennent. Par ailleurs, on peut souhaiter réaliser des matériaux autres que ceux qui sont déposés chimiquement en phase vapeur, mais avec l'approche ci-dessus, les grilles ne sont pas facilement noyées. Résumé de l'invention Suivant la présente invention, un élément optique comprend une couche de base constituée d'un premier matériau choisi parmi l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le germanium, le tellurure de cadmium, le tellurure de mercure et de cadmium, le sulfure de zinc et le séléniure de zinc, et une couche de revêtement constituée du matériau choisi de la couche de base et d'un second matériau différent qui présente une certaine transparence optique sous l'épaisseur à déposer, dans la gamme de longueurs d'onde du matériau. Avec un tel agencement, la couche de revêtement adhère bien au matériau de base de l'élément optique puisqu'elle comporte un constituant qui comprend le matériau de la base. Ainsi, le revêtement possède un degré élevé de résistance au décollement provoqué par une soudaine exposition de l'élément à un fort impact ou à un environnement à température élevée. De plus, le second matériau, en combinaison avec le matériau de la base, peut tendre à constituer une couche composite ayant un grain ou une microstructure relativement petit ou fin. Cet agencement tend à rendre de tels revêtements plus durs et plus durables par rapport à un matériau unique comparable. Suivant un autre aspect de la présente invention, un élément optique comprend une couche de base constituée d'un premier matériau choisi parmi l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le germanium, le tellurure de cadmium, le tellurure de mercure et de cadmium, le sulfure de zinc et le séléniure de zinc, et une couche de revêtement constituée du matériau choisi de la couche de base et d'un second matériau différent qui présente une certaine transparence optique sous l'épaisseur à déposer, dans la gamme de longueurs d'onde du matériau. La couche de revêtement comporte une première partie ayant une composition graduellement variable du matériau sélectionné de la base et du matériau sélectionné ayant une certaine transparence optique, disposée adjacente à la couche de base. Cette première partie a une composition qui, initialement, est constituée par le matériau de la couche de base. La composition de cette première partie augmente graduelle- ment vis-à-vis de la proportion du second matériau différent, au fur et à mesure de l'augmentation de l'épaisseur de cette première partie. De façon concomit- tante, la première partie a une composition qui décroit de façon correspondante vis-à-vis de la proportion du matériau de base, au fur et à mesure de l'augmentation de l'épaisseur de la première partie du revêtement. Le revêtement comporte également une seconde partie disposée sur la première partie, cette seconde partie étant constituée par un mélange sélectionné du matériau de la base et du second matériau. Avec un tel agencement, la première partie à composition graduellement variable de la couche de revêtement adhère bien au matériau de base de l'élément optique et présente un degré élevé de résistance au décollement provoqué par une exposition soudaine de l'élément à un environnement à température élevée ou à un impact de gouttelettes. De plus, la seconde partie de la couche de revêtement adhère bien à la première partie à composition graduellement variable, protège le matériau de base de l'oxydation lors de l'exposition à des environnements à température élevée et oxydants, et est relativement dure et durable du fait des microstructures relativement fines qui tendent à être réalisées par les fines couches de la composition composite de la seconde partie de la couche de revête- ment. De plus, si le revêtement présente un module d'1élasticité plus élevé que celui du matériau de la base, le revêtement protégera encore plus la base des dommages causés par les impacts, et en particulier par des impacts de gouttelettes à vitesse élevée. De plus, le matériau de revêtement, présentant une résistance élevée au décollement provoqué par les forces de cisaillement, reste intact sur l'élément optique lors de l'impact de gouttelettes d'eau à vitesse élevée, ainsi que lors de cycles thermiques, et protège donc l'élément optique des expositions à des environnements nuisibles. Suivant des aspects préférés de la présente invention, le second matériau différent ayant une certaine transparence optique est choisi parmi le germanium, le silicium, l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le phosphure de bore, le carbone dur, le diamant et des oxydes comprenant l'oxyde d'yt- trium, l'oxyde de scandium, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de cérium, l'oxyde de titane, l'oxyde de zirconium, et leurs mélanges. Suivant un autre aspect de la présente invention, un oxyde réfractaire choisi pour effectuer une correction anti-reflets de la base et de la couche de revêtement est disposé sur cette dernière et est choisi parmi l'oxyde d'yttrium, l'oxyde de scandium, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de cérium, l'oxyde de titane, l'oxyde de zirconium, et leurs mélanges. Avec un tel agencement, on obtient un revêtement anti-reflets résistant aux impacts pour un élément optique. Avec ce revêtement, ces éléments sont plus résistants aux dommages causés par l'exposition à l'érosion ou à des environnements compor- tant des impacts de gouttelettes d'eau à vitesse élevée. De plus, la couche d'oxyde réfractaire disposée sur la couche de revêtement peut être choisie en fonction de l'indice de réfraction de la couche de revêtement sous- jacente, en relation avec celui du matériau de la base, pour effectuer une correction anti-reflets de l'élément optique et réduire ainsi les pertes par réflexion superficielle, cette couche en oxyde réfractaire servant également à protéger l'élément optique. Suivant encore un autre aspect de la présente invention, un élément optique transparent sur au moins la bande de longueur d'onde allant de 8 pm à 12 pmn comprend une couche de base, dont le matériau est choisi parmi le sulfure de zinc, le séléniure de zinc et le germanium, et une couche de revêtement dont le matériau comprend le matériau choisi parmi le sulfure de zinc, le séléniure de zinc et le germanium, et un second matériau différent choisi parmi le germanium, le silicium, le sulfure de zinc, le séléniure de zinc, l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le phosphure de bore, le carbone dur et le diamant. La couche de revêtement comporte une partie à composition graduellement variable disposée sur la base, et une seconde partie ayant un rapport de composition choisi du matériau choisi de la base et du second matériau différent choisi. Avec un tel agencement, un élément optique ayant un degré de transpa- rence élevé sur la gamme 8 à 12 pm, ainsi qu'un degré élevé de résistance à l'oxydation et aux dommages provoqués par les chocs thermiques, ainsi qu'aux dommages provoqués par les impacts de gouttelettes, est obtenu. Suivant encore un autre aspect de la présente invention, un élément optique comprend une couche de base d'un premier matériau choisi pour présenter un degré il élevé de transparence dans la gamme de longueur d'onde infrarouge du spectre électromagnétique, une couche intermédiaire disposée sur la couche de base, et une surcouche disposée sur la couche intermédiaire et comprenant un matériau de la couche de base et un second matériau différent qui présente une certaine transparence optique, sous l'épaisseur à déposer, dans la gamme de longueur d'onde du matériau de la couche de base. La couche intermédiaire peut être constituée d'un métal réfractaire, tel que le tungstène, le molybdène, le tantale, le titane, le rhodium, un diélectrique réfrac- taire, tel que l'un des borures, carbures, nitrures, oxydes ou siliciures, ou de préférence un métal très conducteur, tel que les métaux nobles très conducteurs comprenant l'or, l'argent ou le platine, le palladium, et le cuivre, ou bien des oxydes conducteurs, tel que l'oxyde d'indium et d'étain, l'oxyde d'étain et l'oxyde de ruthénium. Avec cet agencement particulier, en prévoyant la couche intermédiaire prise en sandwich entre la couche de base et la couche de revêtement, on réalise un élément optique ayant une couche intermédiaire qui peut être utilisée pour de nombreuses applications différentes, telles que, par exemple, pour constituer une grille de chauffage pour dégivrer l'élément optique ou, en variante, pour conférer une absorption électromagnéti- que à l'élément optique ou pour le protéger. De plus, en choisissant le matériau des couches, on peut réaliser un filtre à bande passante, un diviseur de faisceau dichroï- que ou d'autres types d'éléments optiques. Ces éléments sont réalisés sans surcouche déposée chimiquement en phase vapeur. Et, de plus, puisque la couche de revête- ment est constituée du matériau de la base ainsi que du second matériau ayant une certaine transparence optique, sous l'épaisseur à déposer, dans la gamme de longueur d'onde du matériau de base, la couche de revêtement adhère bien au matériau de la base ou à la couche intermédiaire, de manière appropriée, et, en combinaison, peut également constituer une surcouche ou une couche de revêtement composite ayant un grain ou une microstructure relativement petit ou fin, tendant ainsi à constituer une surcouche qui est relativement dure et durable par rapport aux propriétés propres des matériaux utilisés dans la surcouche. Suivant encore un autre aspect de la présente invention, l'élément optique défini ci-dessus comporte une couche intermédiaire à motif disposée sur la couche de base et entre celle-ci et la couche de revêtement. Avec un tel agencement, en réalisant une couche intermé- diaire à motif, telle que, par exemple, constituée par une série de bandes ou de grilles, différentes fonctions peuvent être réalisées dans de tels éléments optiques, telles que la protection électromagnétique, l'absorption électromagnétique ou le dégivrage, par exemple. En donnant un motif à la couche intermédiaire, on obtient également un degré élevé d'adhérence entre la surcouche et la couche de base. Suivant encore un autre aspect de la présente invention, l'un ou l'autre des éléments optiques ayant une couche intermédiaire, tels que définis ci-dessus, comprennent en outre, sur la surcouche, une couche d'oxyde réfractaire ayant une épaisseur et un matériau choisis pour effectuer une correction anti-reflets du matériau de la base de la surcouche, le matériau étant choisi parmi les revêtements du type oxyde d'yttrium, oxyde de scandium, oxyde de magnésium, oxyde de cérium, oxyde de titane, oxyde de zirconium, diamant et carbone dur, et leurs mélanges. Avec un tel agencement, on obtient un revêtement anti-reflets résistant aux impacts pour un élément optique ayant une couche noyée. L'oxyde réfractaire présente un degré élevé d'adhérence sur le matériau de la surcouche, réalisant ainsi un élément ayant un degré élevé de résistance à l'érosion due à la pluie ou aux impacts de gouttes d'eau à vitesse élevée, qui peut également être utilisé pour diverses applica- tions optiques. Suivant encore un autre aspect de la présente invention, un élément optique comprend une couche de base constituée d'un premier matériau choisi parmi l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le germanium, le tellurure de cadmium, le tellurure de mercure et de cadmium, le sulfure de zinc et le séléniure de zinc, et une couche de revêtement constituée du matériau choisi de la couche de base et d'un second matériau choisi parmi un autre des matériaux de base ci-dessus, ainsi qu'un oxyde qui présente une certaine transparence optique sous l'épaisseur à déposer, dans la gamme de longueur d'onde du matériau de la base. Avec cet agencement particulier, la couche de revêtement adhère bien au matériau de la base et présente un degré élevé de résistance mécanique dû à la microstructure fine ou petite de la couche composite ainsi qu'à la présence de l'oxyde dans la couche composite. Brève description des dessins Les caractéristiques précitées de l'inven- tion, ainsi que l'invention elle-même, peuvent être plus complètement comprises à partir de la description détaillée qui va suivre des dessins, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en perspective isométrique d'un élément optique, qui est ici une plaque comprenant une couche de base et un revêtement protecteur suivant l'invention; - les Figures 2 et 3 sont des vues en coupe arrachées montrant des étapes de réalisation du revête- ment protecteur suivant l'invention; - la Figure 4 est une vue en coupe arrachée prise suivant la ligne 4-4 de la Figure 1, montrant le revêtement protecteur suivant l'invention; - la Figure 5 est une vue en coupe de l'élément de la Figure 4, montrant un revêtement anti- réfléchissant résistant aux chocs disposé sur la couche protectrice de revêtement; - la Figure 6 est une vue en coupe arrachée prise suivant la ligne 6-6 de la Figure 1, montrant un autre mode de réalisation du revêtement protecteur; - la Figure 7 est une représentation schéma- tique d'un appareil préféré de dépôt utilisé pour réaliser la couche de revêtement sur l'élément de la Figure 1; - la Figure 8 est un graphique montrant la micro-dureté Knoop pour un certain nombre d'échantillons de sulfure de zinc revêtus de différentes compositions sur la plus grande partie de leur surface suivant l'invention; - la Figure 9 est un graphique montrant une disposition relative à l'indice de réfraction en fonction de l'épaisseur de la couche pour un élément optique ayant une interface à composition graduellement et discrètement variable, suivant un autre aspect de la présente inven- tion; - la Figure 10A est un graphique obtenu par calcul, montrant la transmittance en % en fonction de la longueur d'onde (en microns) pour un échantillon revêtu de sulfure de zinc suivant la conception de la Figure 9; - la Figure lOB est un graphique de la résistance mécanique résiduelle en fonction de la vitesse des gouttelettes pour des échantillons de sulfure de zinc revêtus et non revêtus; - les Figures 11A et 11B sont des microphoto- graphies montrant une fenêtre en ZnS, sans revêtement et avec le revêtement, qui a été soumise à un environnement simulé d'érosion par la pluie; - les Figures 12A à 12D sont des vues en coupe prises suivant les lignes 12A-12A à 12D-12D de la Figure 1; - la Figure 12E est une vue en plan prise suivant la ligne 12E-12E de la Figure 12D. - les Figures 13A et 13B sont deux tracés au profilomètre de la hauteur, en fonction de la longueur de balayage, pour un revêtement appliqué sur une grille conductrice en platine conformément à la Figure 12E; et - les Figures 14A et 14B sont des micropho- tographies montrant une fenêtre en ZnS, ayant une couche noyée, qui a été soumise à un champ simulé d'érosion par la pluie, et une fenêtre en ZnS ayant une couche noyée et une surcouche. Description du mode de réalisation préféré En se référant maintenant à la Figure 1, un élément optique, qui est ici une plaque 10, est repré- senté comprenant une couche de base 12 comprenant un matériau ayant des propriétés optiques prédéterminées. Bien que l'élément optique soit décrit ici en particulier comme étant une plaque, on comprendra que d'autres types d'éléments optiques tels que des fenêtres, des dômes, des lentilles, etc, ayant des formes autres queplanes peuvent, en variante, être substitués à la plaque 10 précitée. De façon typique, la couche de base 12 possède une épaisseur d'au moins 1,3 mm, et généralement de 2,5 mm à environ 12,7 mm ou plus. L'élément optique peut de plus posséder des propriétés optiques sélectives. Par exemple, l'élément optique peut être constitué d'un matériau qui est transparent à une énergie optique comprise généralement dans les spectres infrarouge, visible et/ou ultraviolet. Le matériau peut être un diélectrique ou un semi-conducteur. En particulier, pour des éléments optiques utilisés dans les systèmes d'imagerie infrarouge dans la gamme de longueur d'onde 8 pm à 12 pm, des exemples de matériaux préférés comprennent l'arsénIure de gallium, le phosphure de gallium, le tellurure de mercure et de cadmium, le tellure de cadmium, le germanium, le sulfure de zinc, le séléniure de zinc, ou l'un des sulfures ternaires. Le matériau choisi constituant la couche 12 peut être fabriqué par n'importe quelle technique connue telle que le compactage et la densification de poudre ou le dépôt chimique en phase vapeur. En particulier, pour les applications infrarouge, le matériau choisi pour la couche 12 est de façon générale caractérisé par un module d'élasticité relativement faible, typiquement dans la fourchette 0,35.106 à 1,05.106 kgf/cm2, une transmittance élevée à l'énergie infrarouge, typiquement dans une fourchette de 50 à 75% sur au moins une partie de la bande de longueur d'onde infrarouge de 2,0 pm à 30 pm, et un indice de réfraction à 10 p typiquement dans la fourchette de 2,2 à 4,0. Les propriétés mécaniques et optiques importantes de certains de ces matériaux sont indiquées dans le tableau I. Ici, de préférence, on utilise des matériaux déposés chimiquement en phase vapeur. Ces matériaux sont caractérisés par une densité réelle à peu près égale à 100% de leur densité théorique, et ils sont à peu près dépourvus de pores et libres de toute contrainte. TABLEAU I Propriétés de matériaux pour la couche de bar- 12 matériau n (10 ffl) M Coefficient de Module dilatation thermique d'élasticit& (104/- C) (104 kgf/c:) CdTe 2.,6 0,01 5.9 0,35 ZnSe 2,4 0,25 7,7 0.68 ZnS 2.2 0.89 7.4 0.76 CaLaS4 2.4 0.25 14.7 0,97 GaP 3.0 0.37 5.3 1.44 GaA, 3.3 1.17 5.7 1.08 R% est la perte par réflexion superficielle résultant d'un simple revêtement anti-réfléchissant quart d'onde optique en Y203, comme décrit plus bas, appliqué sur le matériau correspondant. On a ici disposé sur la base 12 deux couches de revêtement protectrices lla, llb qui assurent un degré relativement élevé de protection de cet élément contre les environnements à haute température, oxydants et provoquant une érosion par impacts. On comprendra que, tandis que l'élément optique 10 est représenté avec deux couches lla, llb sur des surfaces principales de la base 12, pour certaines applications, une seule couche serait nécessaire, tandis que, pour d'autres applications, toutes les surfaces peuvent être revêtues avec les couches de revêtement protectrices. En se référant maintenant aux Figures 2 à 4, on va décrire des étapes de la fabrication de l'élément optique 10 en ce qui concerne la couche lia, et on comprendra que la couche llb serait réalisée d'une manière similaire. En se référant maintenant à la Figure 2, une première couche préparatoire optionnelle 14 est disposée par-dessus et de préférence sur le matériau constituant la base 12. La couche préparatoire 14 est de préférence constituée du même matériau que la base 12 et est déposée Oo sur une épaisseur appropriée d'environ 100 A à 500 A ou plus pour constituer une surface appropriée pour le dépôt de la couche de revêtement 11 (Figure 1). De préférence, l'épaisseur de la couche 14 est de 1000 A et plus pour constituer une couche continue dépourvue de vides. Du fait que la matière de la couche 14 est la même que celle de la base 12, la couche 14 a un indice de réfraction et des coefficients de dilatation thermique qui sont à peu près égaux à ceux du matériau de la couche de base 12. En particulier, le matériau de la couche 14 possède un degré élevé d'adhérence sur le matériau de la base 12. La couche 14 peut être déposée par toute technique telle que la pulvérisation par faisceau d'ions, la pulvérisa- tion par diode, ou l'évaporation, ou, comme on le décrira, la pulvérisation par magnétron haute fréquence. D'autres techniques peuvent, en variante, être utilisées pour déposer la couche 14 sur la base 12. La couche 14, si, comme indiqué plus haut, elle est déposée en utili- sant la pulvérisation par magnétron HF, possède une contrainte de compression intrinsèque élevée qui surmonte les composantes de contraintes de traction résultant de l'impact de gouttelettes. En se référant maintenant à la Figure 3, une couche 16 optionnelle à composition graduellement variable est disposée par-dessus la couche préparatoire optionnelle 14. La couche 16 comprend un mélange du matériau de la couche préparatoire 14 (en variante du matériau de la couche de base 12) et d'un second matériau différent ayant une certaine transparence optique, de préférence élevée, pour l'épaisseur déposée, sur au moins une bande de longueur d'onde particulière présentant un intérêt pour la base 12. Le second matériau doit être chimiquement compatible avec le matériau de la base 12 ou de la couche préparatoire 14. De préférence, le second matériau peut être choisi pour conférer à la couche à composition composite une microstructure fine, relative- ment petite en conjonction avec le matériau de la base 12 ou de la couche préparatoire 14. Des exemples de matériaux appropriés compren- nent le sulfure de zinc, le séléniure de zinc, le germa- nium, le silicium, l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le phosphure de bore, le carbone dur, le diamant, et des oxydes appropriés, comme on le décrira ci-dessous. La couche 16 présente un profil de composi- tion dans lequel la proportion du matériau de la couche préparatoire 14 (ou de la couche de base 12) décroit progressivement au fur et à mesure de l'augmentation de l'épaisseur de la couche 16 à composition graduellement variable. C'est-à-dire que la couche 16 a une composition qui est proportionnellement riche en le matériau de la couche 14 dans la partie de la couche 16 adjacente à la couche 14. Cette proportion du matériau de la couche 14 décroit progressivement au fur et à mesure de l'augmenta- tion de l'épaisseur de la couche 16 tandis que la proportion du second matériau dans la couche 16 augmente progressivement au fur et à mesure de l'augmentation d'épaisseur jusqu'à ce que la composition de la couche 16 soit à peu près égale au rapport de composition d'une couche la plus extérieure du revêtement, comme on le décrira. En général, la couche 16 est relativement mince, approximativement de 500 A à 3000 A, en particulier lorsque le matériau de base et l'oxyde réfractaire ont des coefficients de dilatation thermique similaires. En se référant maintenant à la Figure 4, la couche de revêtement composite 18, suivant la présente invention, est ici représentée disposée par-dessus la couche optionnelle 16 à composition graduellement variable surmontant elle-même la couche préparatoire optionnelle 14. Cependant, on comprendra que la couche de revêtement composite 18 peut être disposée directement sur la couche de base 12. Ceci fournira un revêtement protecteur approprié 11 pour de nombreuses applications et, comme on le décrira, la couche de revêtement 18 présentera un degré élevé d'adhérence sur le matériau de la couche de base 12, avec ou sans la couche préparatoire 14 et la couche 16 à composition graduellement variable. La couche de revêtement 18 est ici déposée sur la couche 16 à composition graduellement variable avec une composition particulière du matériau de la couche de base 12 et du second matériau précité qui a été choisi. C'est-à-dire que le second matériau de la couche de revêtement 18 présente une certaine transparence optique, de préférence élevée, pour l'épaisseur déposée, sur au moins une partie particulière de la gamme de longueurs d'onde de la couche de base 12. Le second matériau est chimiquement compatible avec le matériau de la couche de base et, de préférence, le second matériau, en combinaison avec le matériau de la couche de base, fournit des couches minces ayant une microstructure relativement petite et fine pour fournir en combinaison des couches minces ayant des caractéristiques mécaniques relativement dures et durables. La couche 18 est constituée par un mélange relativement homogène des premier et second matériaux. La couche 18 peut être amorphe ou polycristalline mais, de toute manière, elle est constituée par un mélange à grain relativement fin des deux matériaux. Des exemples des matériaux appropriés pour la couche 18, ainsi, sont les mêmes que pour la couche 16 et comprennent le sulfure de zinc, le séléniure de zinc, le germanium, le silicium, l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le phosphure de bore, le carbone dur, le diamant, et des oxydes tels que l'oxyde d'yt- triium, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de scandium, l'oxyde de cérium, l'oxyde de titane et l'oxyde de zirconium. Des exemples de diverses compositions de la couche 18 sont fournis dans le tableau 2. TABLEAU 2 % ZnS 15% Si 69% ZnS 31% Ge 34% ZnS 66% Si 40% ZnS 60% Ge 96% ZnS 4% Ge 89% ZnS 11% Ge De préférence, la couche 18 contient de 5 à % en atomes du matériau de la base, le reste étant constitué par un second matériau différent tel que l'un de ceux mentionnés ci-dessus. En se référant maintenant à la Figure 5, l'élément optique 10, tel que décrit de façon générale en relation avec les Figures 1 à 4, est ici représenté avec, disposée par-dessus la couche de revêtement 18, une couche optique 19 anti-réfléchissante, résistante aux chocs. La couche 19 est ici un oxyde réfractaire choisi en fonction des caractéristiques de transmissivité et d'indice de réfraction du matériau de la couche de base, comme indiqué de façon générale dans les tableaux I et III. Pour les matériaux précités de la couche de base 12, des oxydes réfractaires appropriés comprennent l'oxyde d'yttrium (Y203), l'oxyde de magnésium (MgO), l'oxyde de scandium (Sc203), l'oxyde de cérium (CeO2), l'oxyde de titane (TiO2), l'oxyde d'hafnium (HfO2), et l'oxyde de zirconium (ZrO2), le carbone dur et le diamant, ainsi que des mélanges homogènes des matériaux précités. Les propriétés mécaniques et optiques importan- tes sont indiquées, pour certains de ces matériaux, dans le tableau III. Le carbone dur ou le diamant pourrait être incorporé ou utilisé pour une couche extérieure de revêtement anti-réfléchissante extrêmement durable, pour des matériaux de base tels que Ge. TABLEAU III Propriétés de matériaux pour la couche 14 Matériau Indice Gaje de Coefficient (104 kgf/cz) Solubilité (100) transissi- de dilatation Module dans l'eau vite thermique d'élasticité épaisseur 10 /'C 1. 5 M YA 1.63 0,3 & 12 p 7.2 1,75 insoluble Sc201 1. 70 0.3 à 12p 8.5 1.82 insoluble mgO 1.70 0.3 à 12p 12.0 3,36 insoluble réagit avec l'eau CeOz 2.34 0.3 à 12p 11,3 1,54 insoluble TiO 2.4 0.3 & 12p 8,2 3.08 insoluble ZrO- 2.1 0.3 à 12p 7,2 1. 96 insoluble Les principales caractéristiques optiques à considérer pour le choix de l'oxyde réfractaire de la couche de revêtement 19 consiste en ce que le matériau choisi doit avoir un indice de réfraction approprié pour effectuer une correction anti-reflets du matériau de base et du revêtement 11 de l'élément optique 10. Afin de fournir une correction anti-reflets, l'indice de réfraction de l'oxyde réfractaire inclus dans la couche de revêtement 18 est de préférence inférieur à l'indice de réfraction du matériau de base 12. En général, pour une correction anti-reflets, par exemple, entre l'air, qui a un indice d'environ 1,00, et le matériau de la couche de base 12, l'indice de réfraction nécessaire pour le revêtement 11 (nl) est à peu près égal & la moyenne géométrique des indices de réfraction du matériau de la couche de base 12 et du milieu environ- nant (nL4 $ nu2). Comme on le sait, en général, pour la plupart des matériaux, l'indice de réfraction varie en fonction de la longueur d'onde (dispersion). De façon correspondante, cette correction anti- reflets varie également en fonction de la longueur d'onde. En général, l'épaisseur optique (to) de tels éléments est définie comme le produit de l'épaisseur physique (tp) du revêtement 19 par l'indice de réfraction (n.) du matériau du revêtement 19 (to) = (tp. nc). L'épaisseur physique désirée pour une épaisseur optique de X/4 est généralement donnée par tp = (X/4)/nc, o X est la longueur d'onde présentant un intérêt particulier pour l'élément optique et n= est l'indice de réfraction du revêtement 19 pour la longueur d'onde intéressante. Ici, du fait que le revêtement 18 a une composition constituée du matériau de base et du second matériau, l'épaisseur optique efficace du revêtement 18 pour la longueur d'onde est à peu près t0l8 = tp[(l- x)rl)nt base + (x)n2*,...t] o x est le rapport de composition du second matériau au matériau de base dans la couche 18. Comme l'homme de métier le comprendra, l'épaisseur optique (to) peut être une épaisseur d'un ordre plus grand tel que 3k/4 ou 5k/4, et l'épaisseur physique tp est alors donnée de façon générale par tp = ((2N+l) X/4)n,, o N est un nombre entier 0,1,2,3,... Pour les couches X/4 suivantes, l'épaisseur physique tp de ces couches correspondrait, pour X, à tp = to/n:. Ainsi, l'épaisseur physique t. de la couche 19 peut être augmentée, offrant une protection accrue à la couche de revêtement 18 et à la base 12 tout en mainte- nant encore de bonnes propriétés anti-reflets et de transmittance à la longueur d'onde nominale X. En se référant maintenant à la Figure 6, une couche 18' est représentée déposée sur la couche 16 à composition variable. La couche 18' comprend le matériau de la base 12 et deux matériaux différents choisis pour la couche 18 précitée (Figure 4). Par exemple, pour le sulfure de zinc ou le séléniure de zinc, l'un de ces matériaux est choisi parmi Ge, Si, GaP, GaAS, BP, tandis que l'autre matériau est un oxyde, tel que Y203, Sc203, TiO2, et ZrO2. La couche 18', de même que la couche 18, peut être déposée sous toute épaisseur physique désirée, pour rendre maximale la protection de l'élément optique. De façon générale, des épaisseurs de 10 à 50 p sont utili- sées à la fois pour les couches de revêtement 18 et 18'. En se référant maintenant à la Figure 7, on a représenté un appareil 30 destiné à réaliser une couche préparatoire 14 et des couches 16, 18, 18' (Figure 6), et 19 du revêtement. Cet appareil comprend une enceinte 32, qui est ici une enceinte sous vide, qui peut suppor- ter une dépression d'au moins 10-5 torr et qui est typiquement constituée d'acier inoxydable, et deux canons de pulvérisation 34 et 36 du type magnétron HF, comme représenté. Ces canons sont ici des canons de pulvérisa- tion du type Magnétron 3" de la Société U.S. Gun Inc., Campbell, CA. Les canons 34, 36 sont identiques, et chacun comporte une entrée 34a, 36a, à travers laquelle sont amenées de l'eau de refroidissement et de l'énergie (non représentées) ainsi qu'une sortie 34c et 36c, d'o, pendant le fonctionnement, sont fournies des espèces pulvérisées provenant d'une cible 34b, 36b montée à l'intérieur des canons 34, 36 respectivement. Ici, la cible 34b est constituée du matériau de base du substrat 12, tandis que la cible 36b, qui est disposée dans le canon de pulvérisation 36, est constituée de l'oxyde réfractaire sélectionné mentionné plus haut. Pour déposer la couche 19 comportant un troisième matériau, il serait nécessaire de prévoir soit un autre canon et une autre cible, soit une enceinte séparée, soit une modification de l'une des cibles 34b, 36b. Pour déposer la couche 18', on utiliserait un troisième canon et une troisième cible dans l'appareil 30 décrit ci-dessus. L'appareil 30 est représenté comme comprenant en outre deux obturateurs 37a, 37b disposés devant les orifices de sortie 34c, 36c respectivement des canons 34, 36. Ces obturateurs 37a, 37b sont dans une position normalement fermée, sauf pendant le dépôt de matériau sur un substrat 12. L'appareil comprend en outre un disposi- tif 40 de soulèvement et de mise en rotation du substrat, ce dispositif comprenant une embase 42 qui contient un moteur et un train d'entrainement (non représentés) utilisés pour faire tourner à des vitesses modérées un arbre 48 fileté avec un pas à droite. Le dispositif 40 comprend en outre, dans ce cas, trois supports 44a et 44b (l'un d'eux n'étant pas représenté), qui sont montés entre l'embase 42 et un chapeau 41, et qui, en combinai- son avec l'embase 42, confèrent au dispositif 40 une intégrité de structure rigide. Le dispositif 40 comprend en outre une table ou plate-forme 46 à travers laquelle sont montés des guides 45a, 45b. Les supports traversent les guides 45a, 45b, et ces guides sont utilisés pour guider la plate-forme le long des supports 44a, 44b. La table 46 présente également un orifice fileté (non référencé) à travers lequel l'arbre fileté 48 est vissé. Ainsi, lorsque l'arbre fileté 48 tourne dans le sens horaire, par exemple, la plate-forme se déplace vers le haut, tandis que lorsque l'arbre 48 tourne dans le sens anti-horaire, la plate-forme se déplace vers le bas, les directions étant relatives à l'embase 42. Un second moteur 50 est disposé sur la plate- forme 46 et comporte un second arbre 42 qui traverse un dispositif de chauffage classique 54 à plaque chaude et un accouplement 56. L'accouplement 56 est monté sur l'arrière d'un porte-substrat 58 et permet à ce dernier de tourner dans le sens horaire ou dans le sens inverse à des vitesses modérées suivant la rotation de l'arbre 52. Ainsi, le dispositif 40 permet de faire tourner le substrat 12 dans le sens horaire ou anti- horaire suivant la rotation du moteur 50, et de le déplacer longitudinalement vers le haut et vers le bas suivant la rotation de l'arbre 48. L'enceinte 32 comporte en outre un orifice 31 traversant l'enceinte, comme représenté, cet orifice servant à surveiller l'enceinte et à la remplir d'un gaz inerte, tel que l'argon, qui est utilisé pendant l'opération de pulvérisation, comme on va le décrire maintenant. Pour réaliser les couches 14, 16 et 18 sur le substrat 12, ce substrat étant ici, par exemple, en sulfure de zinc, la couche 14 est également en sulfure de zinc, la couche 16 est une combinaison de sulfure de zinc et de l'un, choisi, desdits seconds matériaux. Des exemples préférés du second matériau, lorsque la base 12 est en sulfure de zinc ou en séléniure de zinc, compren- * nent l'oxyde d'yttrium, l'oxyde de scandium et l'oxyde de magnésium, le germanium, le silicium, le phosphure de gallium, l'arséniure de gallium, le phosphure de bore, le carbone dur et le diamant. Ici, le germanium est le second matériau contenu dans la couche 16 et dans la couche 18. Ainsi, la cible 34b prévue dans le canon 34 du type magnétron HF est en sulfure de zinc, tandis que la cible 36b du pulvérisateur 36b est en germanium. Pour commencer un dépôt, on fait tout d'abord le vide à l'intérieur de l'enceinte 32 jusqu'à un vide d'environ -5 torr et pouvant descendre jusqu'à une valeur infé- rieure à 10-'7 torr. Puis l'enceinte 32 est remplie avec de l'argon jusqu'à une pression d'environ 1 à 200 mtorr. L'argon est utilisé ici pour bombarder les cibles 34b, 36b, qui pulvérisent respectivement du ZnS et du Ge. Le dispositif de chauffage 54 du substrat est activé pour augmenter la température du substrat 12 jusqu'à une température prédéterminée située en général au-dessus du point d'ébullition de l'eau, soit 100 C, pour éliminer l'eau du substrat 12. Le moteur 50 est activé pour permettre au substrat 12 de tourner, ici dans le sens horaire, tandis que l'arbre 48 est mis en rotation de façon que la plate-forme 46, et donc le porte-substrat 58, soient dans leur position initiale 58' (indiquée en trait interrompu), à savoir dans l'ensemble en face de l'orifice de sortie 34c de la première source de pulvéri- sation 34. Les sources de pulvérisation 34 et 36 sont excitées, et de l'eau de refroidissement (non représen- tée) est envoyée à travers les sources 34, 36 via les entrées 34a, 36a. Les obturateurs 37a, 37b sont dans leur position normalement fermée, et on permet au sulfure de zinc et au germanium de se déposer sur ces obturateurs. Après une période de temps prédéterminée destinée à éliminer les impuretés qui peuvent être contenues dans l'enceinte 32, l'obturateur 37a est ouvert, ce qui permet au sulfure de zinc de se déposer, à partir du canon de pulvérisation, sur le substrat 12, tandis que ce dernier est maintenu dans sa position initiale 58'. Ceci réalise la couche préparatoire 14. Ici, la couche préparatoire 14 est déposée sous une épaisseur de 1500 A typiquement. Après une période de temps prédéterminée, suffisante pour conférer à la couche 14 l'épaisseur désirée, l'obturateur 37b est également ouvert, ce qui permet au germanium de se déposer sur le substrat 12. Etant donné que ce dernier se trouve encore en face de la source 34, très peu de germanium est incorporé dans la couche 16. La plate-forme à substrat 46 est soulevée progressivement jusqu'à une position intermédiaire indiquée par la référence 58 et, pendant cet intervalle de temps, du germanium et du sulfure de zinc sont déposés de façon à constituer la couche 16 à composition graduellement variable. A partir de cet instant, la proportion de sulfure de zinc dans la couche 16 va décroître au fur et à mesure o l'épaisseur de cette couche augmente, et, de façon concomitante, la proportion de germanium va croître au fur et à mesure de l'augmentation d'épaisseur de la couche 16. Le substrat 12 est maintenu dans une position intermédiaire pendant une période de temps prédéterminée, puis la plate-forme 46 est de nouveau soulevée vers la position finale 58" (indiquée en traits interrompus) du porte-substrat 58. Lorsque ce dernier atteint sa position finale 58", un dépôt final de ZnS et de Ge est réalisé sur la couche 16 à composition graduellement variable. Cette couche finale 18 de ZnS et de Ge est déposée jusqu'à une épaisseur finale qui est telle que la couche 18 constitue un revêtement 11 ayant une épaisseur physique choisie de manière à conférer une résistance prédéterminée à l'érosion due à la pluie. Des paramètres de dépôt préférés pour déposer les couches 14, 16 et 18 sont indiqués ci-dessous: Gamme de températures du dispositif de chauffage 54 100 C minimum Débit d'argon 5 Scm3/mn à 100 Scm3/mn Vitesse de dépôt de Ge (typique) 5,0 A/S Vitesse de dépôt de ZnS (typique) 5,0 A/S Profil de la couche 16 en fonction du temps Temps |Position du substrat Dépôt Exemple 1 5 mn Position initiale (58') ZnS 2,0 mn Position intermédiaire ZnS, Ge (58") à 300 mn Position finale (58") ZnS, Ge Exemple 2 mn Position initiale (58') ZnS 2 mn Position initiale (58') ZnS, Ge 2,5 mn Position initiale à fi- ZnS, Ge nale (58) à 300 mn Position finale (58") ZnS, Ge En se référant maintenant à la Figure 8, on a représenté un diagramme de la dureté Knoop, mesurée en kg/mm2, d'échantillons d'une base en sulfure de zinc comportant une couche de sulfure de zinc et de carbure (indiquée par un petit carré avec un point au centre); une couche de sulfure de zinc et de silicium (indiquée par un losange plein); et une couche protectrice 18 en sulfure de zinc et en germanium (indiquée par un rectan- gle plein); on voit que ces échantillons ont des caracté- ristiques de dureté Knoop situées dans la gamme d'environ 625 à 1200 (kg/mm2). Chacune des couches protectrices 18 a une épaisseur comprise entre environ 2 et 3 p et a été déposée sur des substrats en sulfure de zinc de qualité standard fournis par la Société RAYTHEON COMPANY, Lexington, Massachusetts. Cette caractéristique de dureté doit, à son tour, être comparée à celle du sulfure de zinc de qualité standard dépourvu de la couche protec- trice. Une caractéristique typique de dureté pour du sulfure de zinc de qualité standard non protégée est d'environ 250 kg/mm2. En se référant maintenant à la Figure 9, on a représenté un exemple type de conception pour un revêtement protecteur 18 ayant une interface constituée par une couche à composition graduellement variable, afin de fournir une transition optiquement douce dans l'indice de réfraction du matériau du substrat et dans l'indice de réfraction de la couche protectrice 18 et d'une couche optionnelle 19 de revêtement antiréfléchissante. Le substrat, constitué par du sulfure de zinc, a un indice de réfraction d'environ 2,2. Par conséquent, les couches 16a à 16c, à composition graduellement variable, de la Figure 9, ont des compositions choisies pour fournir des indices de réfraction graduellement variables entre 2,2 et environ 3,0, qui est l'indice de réfraction de la couche de revêtement épaisse 18 constituée de 66% de germanium et de 34% de sulfure de zinc. Les compositions des couches 14, 16a à 16c sont indiquées dans le tableau 4 ci-dessous: TABLEAU 4 Couche Composition en ZnS Indice 14 100% 2,20 16a 89% 2,4 16b 78% 2,6 16c 67% 2,8 Une couche épaisse 19 de 1,4 p constituant un revêtement anti-réfléchissant, ayant un indice de réfraction d'environ 1,6, et constituée ici par de l'oxyde d'yttrium, est déposée sur la couche 18, comme représenté. En se référant maintenant à la Figure 10A, on a représenté la transmittance prévue pour la conception de la Figure 9. Ceci indique une transmittance maximale pour 10,5 p et un aspect à peu près plat sur la gamme de 8,6 à 10,7 p. En réglant la composition, sa variation, et les matériaux, d'autres réponses peuvent être obte- nues. En se référant maintenant aux Figures 11A et l1B, on a représenté des microphotographies de sulfure de zinc de qualité standard fournies par la Société RAYTHEON COMPANY, Lexington, Massachussetts, qui a été soumis à un bombardement de 20 mn par des gouttelettes d'eau ayant une vitesse de 756 km/h (MACH 0,7) avec un taux de gouttelettes de 2,5 cm/h et une taille de gouttelettes d'approximativement 2,0 mm. Les caractéris- tiques de surface de l'échantillon non revêtu sont représentées à la Figure 11A, tandis que celles de l'échantillon revêtu sont représentées à la Figure llB. La couche de revêtement 18 utilisée pour l'échantillon de la Figure llB comportait une composition de 34% en atomes de sulfure de zinc et 66% en atomes de germanium, déposée sous une épaisseur de 12 p sur un substrat en sulfure de zinc de qualité standard. L'élément précité représenté à la Figure l1B n'utilisait pas la couche d'interface à composition graduellement variable. Comme on peut l'observer, un endommagement significatif a été subi par l'échantillon non revêtu, tandis que l'échan- tillon revêtu a subi un endommagement très faible. En se référant maintenant à la Figure 0lB, on a représenté un diagramme de la résistance mécanique résiduelle en kgf/cm2, en fonction de la vitesse d'im- pact, pour plusieurs échantillons en sulfure de zinc ayant un revêtement composite de sulfure de zinc et de germanium d'environ 12 p d'épaisseur (indiqués par des points pleins) et pour des échantillons en sulfure de zinc non revêtus (indiqués par des cercles). La résis- tance mécanique résiduelle du sulfure de zinc est mesurée en utilisant le test de résistance mécanique dit d'anneau sur anneau, dans lequel un échantillon (non représenté) est disposé sur un anneau de support (non représenté) et un second anneau ou une surface plate est pressée dans la région de l'anneau de support pour faire fléchir l'échantillon, sous la pression qui est appliquée, jusqu'à ce que l'échantillon se brise, fournissant ainsi une indication de la résistance mécanique. Avec les données indiquées à la Figure 0lB, chacun des échantil- lons, qu'il soit revêtu ou non, a été soumis à diverses vitesses d'impact comprises entre environ 100 m/s et 275 m/s, comme représenté. La résistance mécanique résiduelle de chacun des échantillons a ensuite été mesurée, et les données ont été portées sur le graphique, pour fournir des courbes 70 et 72. En comparant les courbes 70 et 72, on voit que les meilleurs résultats pour les échantillons de sulfure de zinc non revêtus (courbe 70) montrent une résistance résiduelle d'environ 1050 kgf/cm2 jusqu'à une vitesse d'impact d'environ 160 m/s. Au-delà de 160 m/s, la résistance mécanique résiduelle décroît brusquement jusqu'à atteindre une valeur d'environ 350 kgf/cm2 pour 250 m/s. Avec les échantillons en sulfure de zinc revêtus conformément à la présente invention (courbe 72), une augmentation initiale de la résistance résiduelle d'en- viron 140 kgf/cm2 est obtenue. Ainsi, les échantillons ayant un revêtement 18 présentent une résistance mécani- que initiale d'environ 1200 kgf/cm2. Les échantillons ayant un revêtement 18 maintiennent cette résistance mécanique jusqu'à un seuil de vitesse d'impact d'environ 250 m/s. Ensuite, la résistance mécanique tombe brusque- ment pour 270 m/s, jusqu'à une valeur qui est à peu près la même que pour les échantillons non revêtus. Les données de la Figure lOB montrent ainsi un accroissement du seuil de vitesse d'impact pour lequel il se produit une perte significative de résistance mécanique pour l'échantillon, et elles montrent également une augmentation faible mais néanmoins significative de la résistance mécanique initiale de l'échantillon pourvu du revêtement 18. En se référant maintenant aux Figures 12A à 12E, diverses couches noyées, qui sont disposées entre une base 12 et une surcouche 18 ayant une épaisseur typiquement de 10 p ou plus et plus généralement de p à 2, 5 mm ou plus, sont représentées. La Figure 12A montre une couche intermédiaire réfléchissante 24 constituée d'un matériau réfractaire diélectrique, tel qu'au moins un matériau choisi parmi les borures, les carbures, les nitrures, les oxydes et les siliciures. En particulier, le matériau réfractaire peut comprendre un matériau ayant des caractéristiques réfractaires et, en outre, un matériau qui présente l'effet dit de "raie résiduelle" ou " effet Reststrahlen". Ainsi, des maté- riaux ayant des propriétés spectrales connues et détermi- nées peuvent être utilisés comme moyen pour fournir des éléments optiques présentant des caractéristiques de filtrage particulières, tel qu'un filtre à bande passan- te, et d'autres caractéristiques. Des exemples de matériaux appropriés sont listés dans le "Handbook of Optics" par W.G. Driscoll, éditeur, McGraw Hill Book Company, New York, New York, pages 8 à 97, tableau 4. La Figure 12B montre une couche 25 conductrice/réfléchissan- te, ici constituée d'un métal tel que le tungstène, le molybdène, le tantale, le rhodium, le titane, et d'autres types de métaux réfractaires, ou bien d'un métal noble tels que l'or, l'argent, le cuivre, l'aluminium, le platine, le palladium, etc.., déposée typiquement sous une épaisseur excédant généralement lp. En variante, comme représenté sur la Figure 12C, une région intermédiaire composite 26 contenant une couche conductrice noyée 26b peut être disposée entre deux couches de passivation 26a, 26c pour isoler le matériau de la couche conductrice de celui de la base 12 et de celui de la surcouche 18. La couche conductrice 26b peut être constituée de l'un des métaux précités de la couche 25, tandis que les couches de passivation peuvent être constituées par l'un des diélectriques précités de la couche 24. En outre, comme représenté, dans les Figures 12D et 12E, la couche intermédiaire noyée 24, 25 ou 26 peut comporter un motif, comme représenté pour la couche à motif 25', pour fournir une caractéristique d'absorption électromagnétique ou assurer la protection ou le dégivrage de l'élément optique, suivant le besoin. De toute manière, le revêtement ou surcouche 18 est constitué du matériau de la base et d'au moins un second matériau présentant une certaine transparence optique dans une gamme de longueur d'onde présentant un intérêt, qui est en particulier, dans le cas présent, la gamme de 8 à 12p. Ce second matériau est un oxyde, comme mentionné en référence à la Figure 4, ou des matériaux tels que ZnS, ZnSe, Ge, Si, GaAs, BP, le carbone dur et le diamant, comme on l'a également discuté en référence à la Figure 4. En se référant maintenant aux Figures 13A et 13B, on a représenté des diagrammes profilométriques d'un revêtement composite disposé sur une base en sulfure de zinc, dans lequel est noyée une grille en platine. La trace profilométrique d'une fenêtre en sulfure de zinc comportant une surcouche de 12 microns d'épaisseur disposée sur une grille conductrice en platine est représentée à la Figure 13A. En commençant à une longueur de balayage d'environ 500, la couche composite, comme on le voit, présente une hauteur d'environ 120 kA (12 microns); de petits pics 29a à 29c sont disposés aux longueurs de balayage 750, 1300 et 1700 (microns). Ces pics correspondent à une structure superficielle en relief du motif de la grille disposée sur la base en sulfure de zinc. Le détail de cette structure en relief est représenté à la Figure 13B pour le pic 29c. Comme représenté, malgré l'épaisseur considérable de la surcouche 18, qui a ici une épaisseur de 12 microns, le profil de grille ayant une épaisseur d'environ 3000 A est reproduit dans la couche protectrice. Pour la plupart des applications, cette caractéristique de relief superfi- cielle est de préférence éliminée, ou bien la surface est aplanie, pour fournir une surface relativement lisse. En se référant maintenant aux Figures 14A et 14B, on a représenté des microphotographies de sulfure de zinc de qualité standard fourni par la Société RAYTHEON COMPANY, Lexington, Massachussetts, qui a été soumis à un bombardement de 20 mn par des gouttelettes d'eau ayant une vitesse de 756 km/h, ce qui équivaut à approximativement MACH 0,7, avec un taux de gouttelettes de 2,5 cm/h et une taille de gouttelettes d'approximati- vement 2,0 mm. Les caractéristiques de surface de l'échantillon non revêtu sont représentées & la Figure 14A, tandis que celles de l'échantillon revêtu sont représentées à la Figure 14B. La couche de revêtement 18 utilisée pour l'échantillon de la Figure 14B comportait une composition de 34% en atomes de sulfure de zinc et 66% en atomes de germanium, déposée sous une épaisseur de 12 p sur un substrat en sulfure de zinc de qualité standard. L'élément précité représenté à la Figure 14B n'utilisait pas la couche d'interface à composition graduellement variable. Ayant décrit des modes de réalisation préférés de l'invention, l'homme de métier comprendra que d'autres modes de réalisation incorporant leurs concepts peuvent être utilisés. Par conséquent, ces modes de réalisation ne doivent pas être limités à ceux qui ont été décrits, mais sont seulement limités par l'esprit et la portée des revendications annexées. REVENDICATIONS 1 - Elément optique, comprenant: - une base (12) contenant un premier matériau qui possède une première transmittance optique prédéter- minée sur au moins une partie de la gamme optique comprise entre environ 2 microns et 30 microns; et - une couche de revêtement (11a, llb) disposée sur ladite base et contenant le matériau de ladite couche de base ainsi qu'un second matériau différent qui présente au moins une certaine transmit- tance optique sur ladite partie de la gamme optique comprise entre environ 2 et 30 microns. 2 - Elément optique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de revêtement (11a, 11b) comprend en outre une première région (16) qui présente une composition graduellement variable et qui est disposée entre la base et la couche de revêtement, la proportion du matériau de la base décroissant au fur et à mesure de l'augmentation de l'épaisseur de la première région (16), et la proportion du second matériau augmentant au fur et à mesure de l'augmentation de l'épaisseur de la couche de la première région qui présente la composition graduellement variable. 3 - Elément optique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau de la base est choisi parmi le sulfure de zinc, le séléniure de zinc, le germanium, l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le tellurure de mercure et de cadmium, le tellurure de cadmium, et un sulfure ternaire, ayant la formule chimique générale MN2S4, o M est un cation choisi parmi les éléments du groupe 1A, N est un cation choisi parmi les éléments de la série des terres rares du type lanthanides, et S est l'anion sulfure S2-. 4 - Elément optique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le second matériau est différent du matériau de la base (12) et est choisi parmi le silicium, le sulfure de zinc, le séléniure de zinc, le germanium, l'arséniure de gallium, l'arséniure de gallium, le phosphure de bore, le carbone dur et le diamant. - Elément optique suivant la revendication 4, comprenant en outre une couche anti-réfléchissante (19) disposée sur la couche de revêtement. 6 - Elément optique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la couche anti-réfléchissante (19) est constituée d'un matériau choisi parmi l'oxyde d'yttrium, l'oxyde de scandium, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de cérium, l'oxyde de titane, l'oxyde de zirco- nium, et un mélange de ces composés. 7 - Elément optique suivant la revendication , caractérisé en ce que la couche anti-réfléchissante (19) présente une épaisseur optique égale à un quart de longueur d'onde. 8 - Elément optique comprenant: - une base (12) contenant un matériau choisi parmi le sulfure de zinc, le séléniure de zinc et le germanium et présentant une première transmissivité optique prédéterminée sur au moins la gamme optique comprise entre environ 8 microns et 12 microns; et - une couche de revêtement (11a, llb) disposée sur ladite base et contenant le matériau de ladite couche de base ainsi qu'un second matériau différent présentant au moins une certaine transparence optique dans la gamme de 8 à 10 microns, en combinaison avec le matériau de la base. 9 - Elément optique suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'une première région (16) de la couche de revêtement (11a, 11b) présente une composition graduellement variable, la proportion du matériau choisi de la base décroissant au fur et à mesure de l'augmenta- tion de l'épaisseur de la première région, tandis que la proportion du second matériau choisi dans cette première région augmente au fur et à mesure de l'augmentation de l'épaisseur de la première région. 10 - Elément optique suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le second matériau choisi est différent du matériau de la base et est choisi parmi ZnS, ZnSe, Ge, GaP, GaAs, Si, CeO2, BP. 11 - Elément optique suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le revêtement a une épaisseur au moins supérieure à 1 pm. 12 - Elément optique suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le second matériau choisi est différent du matériau de la base et est choisi parmi ZnS, ZnSe, Ge, GaP, GaAs, Si, CeO2, BP. 13 - Elément optique suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le second matériau est choisi parmi Ge, GaP, GaAs, Si, CeO2, BP. 14 - Elément optique comprenant: - une base (12) comprenant un matériau choisi parmi le sulfure de zinc et le séléniure de zinc et présentant une première transmissivité optique prédéter- minée sur au moins la gamme optique comprise entre environ 8 microns et 12 microns; et - une couche de revêtement (11a, 11b) disposée sur ladite base et contenant le matériau de la couche de base ainsi qu'un second matériau avec une composition fixe dans à peu près toute la couche de revêtement, choisi parmi GaP, GaAs, BP, Ge, Si et CeO2. 15 - Elément optique suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'une première région (16) de la couche de revêtement (lia, 11b) présente une composition graduellement variable, la proportion du matériau choisi de la base décroissant au fur et à mesure de l'augmenta- tion de l'épaisseur de la première région, tandis que la proportion du second matériau choisi dans cette première région augmente au fur et à mesure de l'augmentation de l'épaisseur de la première région. 16 - Elément optique suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la composition fixe du matériau de base choisi du revêtement se trouve dans la fourchette de 5 à 95% en atomes, le reste étant le second matériau. 17 - Elément optique suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le matériau de base choisi est le sulfure de zinc et le second matériau choisi est Ge. 18 - Elément optique suivant la revendication 17, caractérisé en ce que ledit revêtement comporte une région relativement épaisse ayant une composition fixe de ZnS et de Ge. 19 - Elément optique suivant la revendication 18, caractérisé en ce que ladite composition en ZnS se trouve dans la gamme de 5 à 95% ZnS, le reste étant Ge. - Elément optique suivant la revendication 19, comprenant en outre un revêtement anti-réfléchissant (AR) (19) disposé sur la couche de revêtement, ledit revêtement AR ayant une épaisseur optique effective égale à un quart de longueur d'onde. 21 - Elément optique suivant la revendication 20, caractérisé en ce que la couche de revêtement AR est constituée d'un matériau choisi parmi Y203, Sc203, MgO, le diamant, le carbone dur, l'oxyde de cérium, l'oxyde de titane, l'oxyde de zirconium et l'oxyde d'hafnium. 22 - Elément optique comprenant: - une base (2) contenant un premier matériau ayant une première transmittance optique prédéterminée sur au moins une partie de la gamme optique comprise entre environ 2 microns et 30 microns; et - une couche de revêtement (18) disposée sur ladite base, contenant le matériau de la couche de base ainsi qu'un second matériau présentant au moins une certaine transparence optique sur ladite partie de la gamme de longueur d'onde optique; et - une région intermédiaire (24 à 26, 25') disposée entre la base et la couche de revêtement, cette région intermédiaire comprenant une couche d'un troisième matériau différent. 23 - Elément optique suivant la revendication 22, caractérisé en ce que la région intermédiaire (25) est une région présentant un motif et est disposée sur la base, à l'intérieur de la couche de revêtement. 24 - Elément optique suivant la revendication 23, caractérisé en ce que ladite région intermédiaire (25') est une grille d'un matériau conducteur. 25 - Elément optique suivant la revendication 24, caractérisé en ce que le matériau conducteur de la grille est choisi parmi Au, Ag, Pt, Pd, Cu, A1, InSnO (oxyde d'indium et d'étain), SnO2 (oxyde d'étain) et RuO2 (oxyde de ruthénium). 26 - Elément optique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau de la base (12) est choisi parmi le sulfure de zinc, le séléniure de zinc, l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le germanium, le tellurure de mercure et de cadmium, le tellurure de cadmium et un sulfure ternaire, ayant la formule chimique générale MN2S4, o M est un cation choisi parmi les éléments du groupe 1A, N est un cation choisi parmi les éléments de la série des terres rares de type lanthanides, et S est l'anion sulfure S2-. 27 - Elément optique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le second matériau différent est choisi parmi le sulfure de zinc, le séléniure de zinc, le germanium, l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium, le silicium, le phosphure de bore et le carbone. 28 - Elément optique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite région intermédiaire est choisie parmi les borures, les carbures, les oxydes, les siliciures et les nitrures. 29 - Elément optique suivant la revendication 28, caractérisé en ce que ladite région intermédiaire est un oxyde. - Elément optique comprenant: - une base (12) comprenant un matériau choisi parmi le sulfure de zinc et le séléniure de zinc, présen- tant une première transmissivité optique prédéterminée sur au moins la gamme optique comprise entre environ 8 microns et 12 microns; et - une couche de revêtement (11a, llb) disposée sur ladite base et contenant le matériau de la couche de base, un premier matériau choisi parmi l'oxyde d'yttrium, l'oxyde de scandium, l'oxyde de magnésium, et leurs mélanges, et un second matériau choisi parmi Ge, GaP, BP, GaAs et C. 31 - Procédé pour réaliser un élément optique, comprenant les étapes suivantes: - on réalise une base (12) d'un premier matériau ayant une première transmissivité optique prédéterminée sur au moins une partie de la gamme comprise entre 2 microns et 30 microns; et - on dépose une couche (11a, llb) contenant le matériau de la base ainsi qu'un second matériau ayant une certaine transparence optique dans ladite partie de la gamme de 2 à 30 p. 32 - Procédé suivant la revendication 31, caractérisé en ce que l'étape de dépôt comprend les étapes suivantes: - on pulvérise le matériau de la base tout en pulvérisant le second matériau pour réaliser la couche ayant le second matériau mélangé avec le matériau de la base. 33 - Procédé suivant la revendication 32, caractérisé en ce que chaque étape de pulvérisation est une étape de pulvérisation au moyen d'un magnétron H.F.