{"id":4314,"date":"2026-02-06T19:46:13","date_gmt":"2026-02-06T18:46:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/?p=4314"},"modified":"2026-02-16T11:05:20","modified_gmt":"2026-02-16T10:05:20","slug":"relexion-sur-une-lame-de-silicium","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/?p=4314","title":{"rendered":"R\u00e9lexion sur une lame de silicium"},"content":{"rendered":"

Le ph\u00e9nom\u00e8ne observ\u00e9 sur la lame de silicium monocristallin type P\u00a0 (wafer de 0,2mm sans coating) est une transition absorption\/r\u00e9flexion due au chauffage thermique intense<\/strong>. \u00c0 faible intensit\u00e9, le Si absorbe fortement le laser \u00e0 915 nm (bande interdite indirecte), chauffant localement jusqu’\u00e0 rougeoyer la surface et au-del\u00e0 de ~1 kW\/cm\u00b2, la r\u00e9flectivit\u00e9 augmente fortement, r\u00e9fl\u00e9chissant une grande partie du faisceau \u00e0 45 degr\u00e9s !<\/p>\n

Absorption initiale \u00e9lev\u00e9e<\/h2>\n

\u00c0 temp\u00e9rature ambiante, le silicium a un coefficient d’absorption \u03b1 tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9 \u00e0 915 nm (~1,35 eV, bien au-dessus de la bande interdite de 1,12 eV).<\/p>\n

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    Typiquement \u03b1 \u2248 1000-5000 cm\u207b\u00b9 selon dopage et puret\u00e9, donc profondeur de p\u00e9n\u00e9tration ~2-10 \u00b5m (absorbe >90% dans les premiers microns).<\/p>\n<\/li>\n

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    \u00c0 45\u00b0 d’incidence, r\u00e9flexion de Fresnel faible (~30-35% pour n_Si \u2248 3,6), donc ~65% absorb\u00e9\/transmis, mais avec 0,5 mm d’\u00e9paisseur et forte \u03b1, transmission n\u00e9gligeable : absorption quasi-totale.<\/p>\n<\/li>\n

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    Le spot chauffe rapidement (rougeoie ~500-800\u00b0C), via libre carrier absorption (\u00e9lectrons libres) et processus phonon-assist\u00e9s.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n

    \"\"<\/h2>\n

    Augmentation de r\u00e9flectivit\u00e9 \u00e0 haute temp\u00e9rature<\/h2>\n

    En montant lentement \u00e0 1 kW\/cm\u00b2, la temp\u00e9rature locale du spot grimpe (>1000\u00b0C potentiellement), modifiant les propri\u00e9t\u00e9s optiques complexes du Si (\u03b5 = n\u00b2 – k\u00b2 + 2i n k) :<\/p>\n

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      Absorptivit\u00e9 A augmente d’abord<\/strong>\u00a0avec T (d\u00e9riv\u00e9e dR\/dT souvent n\u00e9gative dans NIR pour m\u00e9taux\/semi-conducteurs), via \u00e9largissement de bande, plus d’\u00e9lectrons libres.<\/p>\n<\/li>\n

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      Puis\u00a0transition vers r\u00e9flexion \u00e9lev\u00e9e<\/strong>\u00a0: \u00e0 haute T, plasma d’\u00e9lectrons libres denses (chauffage \u2192 ionisation partielle), fr\u00e9quence plasma \u03c9_p baisse, rendant Si plus \u00ab m\u00e9tallique \u00bb (k >> n, haute r\u00e9flectivit\u00e9 R ~95-99%).<\/p>\n<\/li>\n

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      Cela casse l’absorption initiale ; le faisceau r\u00e9fl\u00e9chi \u00e0 45\u00b0 appara\u00eet car R passe de ~30% \u00e0 >90%.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n

      Ce seuil ~1 kW\/cm\u00b2 correspond au point o\u00f9 le bilan thermique local (absorption – conduction – radiation) permet d’atteindre ces T critiques.<\/p>\n

      Comparaison des r\u00e9gimes<\/h2>\n
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      R\u00e9gime<\/th>\nTemp\u00e9rature spot<\/th>\nAbsorption<\/th>\nR\u00e9flexion (45\u00b0)<\/th>\nCause principale<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
      Faible I (<1 kW\/cm\u00b2)<\/td>\nAmbient \u00e0 ~600\u00b0C<\/td>\n~65-90%<\/td>\nFaible (~30%)<\/td>\nBande interdite, libre carriers<\/td>\n<\/tr>\n
      Haute I (>1 kW\/cm\u00b2)<\/td>\n>800-1200\u00b0C<\/td>\nFaible (<10%)<\/td>\n\u00c9lev\u00e9e (>90%)<\/td>\nEffet plasma, dR\/dT <0<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
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      Confirmation exp\u00e9rimentale<\/h2>\n
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        Mesurez transmission arri\u00e8re : nulle \u00e0 tous I (confirme \u03b1 \u00e9lev\u00e9e)<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/div><\/section>
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        Impact du faisceau laser \u00e0 915 nm sur une plaque de silicium type P\u00a0 \u00a0\u00e9paisseur 0.2 mm. On vois le point d’impact qui chauffe le silicium inclin\u00e9 de 45 degr\u00e9s avec une absorption total sans r\u00e9flection.<\/p>\n<\/div><\/section><\/p><\/div>\n

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        En augmentant l’intensit\u00e9 au dessus de 1 kW\/cm2 on constate qu’une grande partie de l’intensit\u00e9 est r\u00e9fl\u00e9chie \u00e0 45 degr\u00e9s contre le bloc r\u00e9fractaire ( point incandescent)<\/p>\n<\/div><\/section><\/p><\/div>\n