Introduction

Ce sont des masques réguliers composés de la répétition périodique d'un motif dans une ou deux directions. Dans ce cours on ne s'intéressera qu'aux réseaux monodimensionnels, périodiques dans une seule direction (x) et infinis dans la direction perpendiculaire (y).

Le coefficient de transmission d'un tel objet s'écrit de manière générale

\begin{displaymath}t(x)=\sum_{n=1}^N \phi(x-na) \end{displaymath}

où $\phi(x)$ est le coefficient de transmission du motif, N est le nombre de motifs, et a la période. Il existe des réseaux d'amplitude (par exemple traits noirs sur fond transparent comme les mires de Ronchi), de phase (variation périodique de l'épaisseur d'une lame) ou les deux. Des exemples sont donnés dans la figure 1.13.
  
Figure: Deux exemples de réseaux de diffraction. A gauche un réseau d'amplitude formé de traits transparents de largeur l équidistants de a. Le coefficient de transmission de ce réseau s'écrit $t(x)=\sum_n \Pi\left(\frac{x-na}{l} \right)$. Le réseau de droite est un réseau de phase formé d'une lame de verre d'épaisseur périodiques (petites dents de scie d'angle au sommet $\alpha $). Le coefficient de transmission du motif de réseau s'écrit $\displaystyle \phi(x)=\Pi(x/a)\; \exp\left(\frac{2i\pi}{\lambda}(n-1)(e_0+\alpha x)\right)$.
\begin{figure}\setlength{\unitlength}{3947sp} % \begingroup \makeatletter\ifx\Se... ...Font{12}{14.4}{\rmdefault}{\mddefault}{\itdefault}-}}} \end{picture}\end{figure}

Comme nous allons le voir plus loin, les réseaux séparent une onde plane incidente en une multitude d'ondes secondaires se propageant dans des directions différentes. Ce principe a été découvert par Rittenhouse en 1785. Les premiers réseaux réalisés par Young en 1801 étaient composés d'enroulement de fil très fin tendu entre deux vis, probablement peu efficaces dans le visible où la entre les fils est grande devant la longueur d'onde. Fraunhofer (1819) réalisa quand à lui des réseaux à base de fins rubans d'or déposés sur une plaque de verre. Mais c'est à Rowland que l'on doit le principe de réalisation par gravage d'une lame de verre par une pointe en diamant (1882) qui a permi la première production en série de réseaux de diffraction.


Réseaux par réflexion

De loin les plus utilisés de nos jours, les réseaux par rélexion sont des surfaces de verres gravées (quelques centaines de traits par millimètre pour des réseaux fonctionn ant dans le visible) puis aluminées ou argentées. Ces réseaux se comportent comme des miroirs et présentent l'avantage d'éviter la traversée du verre et d'altérer l'on de par les éventuels défauts du matériau. Ils sont aussi plus faciles à fabriquer par réplicage de réseaux existants.

Un réseau par réflexion est caractérisé par son coefficient de réflexion r(x,y) périodique. Comme pour les réseau par transmission on distingue de ux familles :