VITREUX ÉTAT

En optique

L'intérêt des verres repose, en dehors de leur souplesse de composition, sur leur isotropie et sur leur homogénéité de propriétés dans les trois dimensions de l'espace. De plus, lorsque l'état vitreux peut être obtenu à la suite de refroidissements peu rapides, on réalise des pièces de grande dimension. De façon classique, les verres de silicates sont utilisés pour fabriquer des lentilles, des prismes, des filtres, des objets de décoration. Plus récemment sont apparues des applications nouvelles, en recourant à des compositions spéciales. Des fenêtres transparentes, dans des régions définies du spectre optique, ont été réalisées par exemple dans le domaine du moyen infrarouge avec des verres de sulfures ou de séléniures.

Des verres d'indices de réfraction très divers, ou présentant des dispersions d'indice faible ou grande relativement aux verres crown ou flint classiques, sont toujours recherchés ; on observe des indices et des dispersions élevés dans des verres de fluorosilicates, fluoroborates, fluorophosphates et dans des verres spéciaux de chalcogénures, ces derniers cessant cependant d'être transparents dans une partie ou dans la totalité du spectre visible.

Les verres photochromes changent de couleur par exposition à la lumière ultraviolette du rayonnement solaire ; par exemple, des verres de silicates contenant des ions europium divalent Eu²⁺ et titane tétravalent Te⁴⁺, soumis à l'action de photons d'énergie convenable, sont le siège de la réaction :

Des verres photosensibles, contenant des ions Cu⁺ ou Ag⁺, permettent l'obtention de photographies : par exposition à la lumière ultraviolette, les ions sont réduits à l'état d'atomes neutres qui précipitent, en constituant des centres de nucléation ; par un chauffage vers 500-600 ⁰C, les cristaux se développent, réalisant ainsi l'équivalent du « développement » de la photographie classique, et conduisant à une image.

Les verres luminescents sont maintenant utilisés couramment dans les « tubes fluorescents » ; dans ce cas, la lumière ultraviolette incidente provoque une transition électronique au sein d'un atome contenu dans le verre, qui retourne à l'état normal avec émission d'un photon situé dans le spectre visible ; les cations des terres rares ont trouvé là de multiples applications.

Les verres lasers sont proches des précédents : dans ce cas, la lumière émise par fluorescence dans une première série de centres vient stimuler une seconde série qui émet à son tour une lumière monochromatique. Les verres lasers contiennent généralement des ions de terres rares, et en particulier le néodyme dans les verres de silicates alcalins et alcalino-terreux ; ces lasers peuvent fournir des intensités lumineuses considérables, mais pendant un temps relativement bref en raison des phénomènes d'échauffement qu'ils subissent ; ils donnent des émissions possédant une largeur d'émission plus grande que les lasers cristallins, pouvant être de 30 nm.

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