High efficiency interference mirrors in the extreme ultraviolet range for solar physics
Miroirs interférentiels efficaces dans l’extrême ultraviolet pour la physique solaire
Résumé
X-rays and extreme ultraviolet (EUV) light are emitted by excited particles in the solar corona because of its intense activity and extreme temperatures. Recent solar space telescopes in this spectral region showed increased performances thanks to the interference multilayer mirrors on-board. This thesis aims at enhancing such optical coatings, starting with an evaluation of EUV optical constant values available in the literature to select materials more accurately, and to refine optical simulations. This work allows us to introduce better simulations for an accurate calibration of the EUV Full Sun Imager aboard Solar Orbiter. Also, we show that mastering thin films deposition and optical and structural characterization techniques allowed us to develop new Al/Sc-based multilayer coatings reaching record reflectivity values above 40 nm wavelength, which is still a quite unexplored region. These thesis results pave the way for a new and highly efficient generation of solar observation instruments in the EUV, but they also have a remarkable impact in a wider scientific community in need for ever more efficient optical instrumentation in the EUV such as synchrotrons, EUV lithography, X-ray diagnostics, or even X-ray microscopy.
Par son activité intense et ses hautes températures, l’atmosphère solaire émet des rayonnements X et ultraviolets extrêmes (EUV) porteurs d’informations sur sa structure. Les télescopes spatiaux observant le Soleil dans ce domaine spectral atteignent des performances accrues grâce aux miroirs interférentiels multicouches. Cette thèse contribue à améliorer l’efficacité de ces revêtements optiques. On y évalue les constantes optiques des matériaux dans l’EUV pour les sélectionner plus précisément et affiner les simulations, ce qui nous permet d’établir des modélisations plus précises pour l’étalonnage du télescope EUV plein champ de Solar Orbiter. On propose aussi de nouveaux revêtements à base d’aluminium et de scandium ayant atteint des réflectivités record au-delà de 40 nm de longueur d’onde. S’agissant d’une région spectrale EUV encore peu explorée, les résultats de ces travaux ouvrent la voie à une nouvelle génération d’instruments d’observation solaire. Leurs conséquences sont aussi remarquables pour une communauté scientifique plus étendue ayant besoin d’instrumentation optique adaptée dans le domaine X/EUV pour les synchrotrons, la lithographie EUV, les diagnostics X, ou encore la microscopie X.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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