Voir la source de Verre optique

{{En-tête label|BA|année=2012}}
{{voir homonymes|Verre (homonymie)}}
On appelle '''verre optique''' un [[verre]] de qualité adaptée à la réalisation de systèmes optiques tels que les [[lentille optique|lentilles optiques]], les [[Prisme (optique)|prismes]] ou les [[miroir]]s. Ainsi, à la différence du verre de vitre ou du [[Cristal_(verre)|cristal]], dont la formule est adaptée à l'effet esthétique désiré, un verre optique contient des [[additif]]s destinés à modifier certaines propriétés optiques ou mécaniques du verre : [[indice de réfraction]], [[dispersion (mécanique ondulatoire)|dispersion]], [[transmittance]], [[dilatation thermique]], ainsi que d'autres paramètres. Les verres produits pour l'optique utilisent des matériaux très divers, de la [[Dioxyde de silicium|silice]] et des [[Verre borosilicate|borosilicates]] classiques aux éléments tels que le [[germanium]] ou la [[fluorine]], certains matériaux étant indispensables à la transparence du verre pour d'autres domaines que le spectre visible.

Les éléments capables de former du verre sont variés, on recense le [[silicium]], le [[bore]], le [[phosphore]], le germanium et l'[[arsenic]] sous forme d'[[oxyde]]s la plupart du temps, ou de [[séléniure]]s, [[sulfure]]s, [[fluorure]]s{{etc.}} Ces matières permettent de donner sa structure caractéristique non cristalline au verre. Les ajouts de matériaux tels que des [[métal alcalin|métaux alcalins]], des [[métal alcalino-terreux|métaux alcalino-terreux]] ou des [[Terre rare|terres rares]] permettent de changer les propriétés physico-chimiques de l'ensemble afin de donner au verre les qualités adaptées à sa fonction. Quelques verres optiques utilisent ainsi jusqu'à une vingtaine de composants chimiques différents pour obtenir les propriétés optiques désirées<ref name="Pfaender p17">{{harvsp|H. G. Pfaender|1996|p=17|id=Pfaender}}</ref>.

Outre les paramètres optiques et mécaniques, les verres optiques se caractérisent par leur pureté et leur qualité, nécessaires du fait de leur utilisation dans des instruments de précision. Les défauts sont quantifiés et classés selon des normes internationales : bulles, inclusions, rayures, défauts d'indice, coloration{{etc.}}

== Historique ==
{{article connexe|Histoire de l'optique|Histoire du verre}}

[[Fichier:Nimrud lens British Museum.jpg|vignette|gauche|alt=Lentille en quartz d'un diamètre de {{unité|38|mm}} de [[Kalkhu|Nimrud]] encore très transparente et peu dégradée|La lentille en quartz (d'un diamètre de {{unité|38|mm}}) de [[Kalkhu|Nimrud]], Assyrie, vers 750 {{av JC}} ([[British Museum]])]]

Les premières [[Lentille optique|lentilles optiques]] connues, antérieures à [[-700]], ont été réalisées sous [[Assyrie|l'empire assyrien]]<ref name="BBC">{{harvsp|D. Whitehouse|1999|id=BBC}}</ref> : il s'agissait alors de [[cristal|cristaux]] polis, la plupart du temps de [[Quartz (minéral)|quartz]], et non de verre.

Il faut attendre l'essor des [[Grèce antique|Grecs]] et des [[Empire romain|Romains]] pour que le verre soit utilisé comme matériau optique. Ceux-ci l'utilisent sous forme de sphères remplies d'eau pour en faire des lentilles destinées à allumer des feux ([[verre ardent]]), comme le décrivent [[Aristophane]] et [[Pline l'Ancien|Pline]] ou à rendre des caractères très petits et peu distincts plus grands et plus nets ([[loupe]]), selon [[Sénèque]]<ref name="Chevalier p7">{{harvsp|C. Chevalier|1839|p=7|id=Chevalier}}</ref>.

Bien que l'on ne connaisse pas exactement la date de leur invention, les [[lunettes de vue]] auraient été décrites en 1299 par Sandro di Popozo dans son ''Traité de conduite de la famille'' : {{citation|Je suis si altéré par l'âge, que sans ces lentilles appelées lunettes, je ne serais plus capable de lire ou d'écrire. Elles ont été inventées récemment pour le bénéfice des pauvres gens âgés dont la vue est devenue mauvaise<ref name="Felice p62">{{harvsp|P. de Félice|2009|p=62|id=Felice}}</ref>}}. Cependant, à cette époque, les « verres » sont en fait fabriqués avec du [[béryl]] ou du [[Quartz (minéral)|quartz]].

Le seul verre alors disponible, le [[verre sodocalcique]] ordinaire, ne permet pas de compenser les [[aberration (optique)|aberrations]]. Celui-ci évolue cependant, lentement, au cours des siècles. Il est d'abord éclairci par l’emploi de cendres, qui contiennent du [[dioxyde de manganèse]] transformant l'[[oxyde de fer(II)|oxyde ferreux]] ({{Formule chimique|FeO}}) en [[oxyde de fer(III)|oxyde ferrique]] ({{Formule chimique|Fe|2|O|3}}), beaucoup moins colorant. Puis, vers 1450, [[Angelo Barovier]] invente le « verre cristallin » ({{Lang|it|''vetro cristallino''}}) ou « [[Verre de Venise|cristal de Venise]] » ({{Lang|it|''cristallo di Venezia''}}), par amélioration du procédé précédent, notamment en purifiant les cendres par lessivage pour l'obtention d'une [[hydroxyde de potassium|potasse]] plus pure. La chaux est introduite, d'abord dans un but économique au {{s-|XIV}}<ref name="Guillemet p176">{{harvsp|J. L. Barton|C. Guillemet|2005|p=176-186|id=BartonGuillemet}}</ref>, puis pour l'amélioration technique apportée au {{s-|XVII}} en [[Bohême]] ([[cristal de Bohême]]), ce qui permet d'éliminer une part très importante d'impuretés. Cette pratique n'arrive en [[Royaume de France|France]] qu'au milieu du {{s-|XVIII}}<ref name="Barton">{{harvsp|J. L. Barton|2001|p=16-25|id=Barton}}</ref>. C'est à cette époque qu'apparaît, à la [[Manufacture royale de glaces de miroirs]], l'élaboration d'un verre à glace composé de 74 % de silice, de 17,5 % de soude et potasse et de 8,5 % de chaux.

Ainsi, les premiers [[instrument d'optique|instruments d'optique]] complexes, tels que la [[lunette de Galilée]] (1609), utilisent des verres ordinaires sodocalciques (premiers [[Verre crown (optique)|verres ''crowns'']]), composés de sable, de soude, de potasse, et parfois de chaux qui, bien qu'adaptés aux vitrages ou aux bouteilles, ne le sont que très peu au domaine de l’optique (distorsion, effet flou, des irrégularités{{etc.}}). En 1674, l'anglais [[George Ravenscroft]], désireux de rivaliser avec le cristal de Venise et celui de Bohême, tout en étant moins tributaire des matières premières importées, remplace la chaux par l'[[oxyde de plomb(II)]] afin de pallier le manque de résistance à l'humidité du verre, inventant ainsi le cristal au plomb (premier [[Verre flint|verre ''flint'']], dont le nom est tiré de la pierre siliceuse anglaise de grande pureté utilisée), plus brillant que le verre ordinaire, composé de silice, d'oxyde de plomb et de potasse<ref name="Guillemet p176" />.

[[Fichier:Lens6b-en.svg|lang=fr|vignette|alt=Schéma d'un doublet achromatique : les rayons lumineux sont peu déviés en fonction de leur longueur d'onde|Schéma de principe d'un doublet achromatique]]

[[Chester Moore Hall]] (1703-1771), en utilisant les deux types de verres disponibles (sodocalcique ''crown'' et au plomb ''flint''), invente le premier [[doublet achromatique]]. Ses travaux sont repris par [[John Dollond]] dans son {{Lang|en|''Account of some experiments concerning the different refrangibility of light''}}, publié en 1758.

La véritable révolution des verres optiques arrive avec le développement de la chimie industrielle, qui facilite la composition du verre, permettant ainsi de faire varier ses propriétés, telles que l’[[indice de réfraction]] et le [[coefficient de dispersion]]. Entre 1880 et 1886, le chimiste allemand [[Otto Schott]] en collaboration avec [[Ernst Abbe]], invente de nouveaux verres contenant des oxydes tels que la « baryte anhydre » ([[oxyde de baryum]] BaO) et l'[[acide borique]] anhydre ({{Formule chimique|B|2|O|3}}) avec lesquels il développe des crowns au baryum, des flints au baryum et des [[Verre borosilicate|crowns borosilicatés]]<ref name="Barton" />{{,}}<ref name="Haussonne p715">{{harvsp|J.-M. F. Haussonne|C. Carry|P. Bowen|J. L. Barton|p=715-733|2005|id=hcbb}}</ref>.

Entre 1934 et 1956, d'autres oxydes sont utilisés. Puis, par l’ajout de [[phosphate]]s et de fluorures, on obtient des crowns au phosphate et des crowns au fluor. C'est avec les besoins croissants de l'optique en complexité et en diversité des verres que les catalogues des différents fabricants s'étendent, jusqu'à intégrer de 100 à 200 verres différents ; les fontes de verres intègrent de plus en plus des composants spéciaux comme des oxydes d'éléments lourds (indice de réfraction élevé et dispersion faible), des [[chalcogénure]]s ([[sulfure]], [[séléniure]], [[tellurure]]), des [[halogénure]]s comme les fluorures (indice de réfraction faible et dispersion élevée) ou des [[phosphure]]s, des verres dopés au [[cérium]] pour obtenir des verres résistants aux radiations{{etc.}}

Les catalogues de verres ont cependant tendance depuis les années 1980 à se restreindre de plus en plus<ref name="Kumler">{{harvsp|J. Kumler|2004|p=30|id=Kumler}}</ref>.

== Propriétés ==

Les propriétés physiques les plus importantes dans un verre destiné à être utilisé en optique sont d'une part l'[[indice de réfraction]] et la [[constringence]], qui sont déterminants lors de l'élaboration de [[système optique|systèmes optiques]], d'autre part sa transmission, la résistance du verre et les effets non linéaires.

=== Indice et constringence ===

[[Fichier:Abbe-diagram-fr.svg|vignette|alt=Diagramme d'Abbe : la constringence du verre en abscisses, son indice en ordonnées|Diagramme d'Abbe. Les notations sont les noms donnés par [[Schott AG|Schott]] aux différentes familles de verres optiques.]]

L'[[indice de réfraction]] permet de connaître le pouvoir de réfringence d'un verre, c'est-à-dire sa capacité à dévier plus ou moins les rayons lumineux. Cette déviation peut être déduite de la [[loi de Descartes]]. L'indice de réfraction est une grandeur dépendante de la [[longueur d'onde]], créant de ce fait les [[aberration chromatique|aberrations chromatiques]] d'un système en réfractant plus ou moins les rayons selon leur longueur d'onde : c'est le phénomène observé lors de la décomposition de la lumière par un prisme. Plusieurs lois ont approché cette relation à la longueur d'onde, notamment la [[loi de Cauchy (optique)|loi de Cauchy]] ou l'[[équation de Sellmeier]].

L'indice de réfraction d'un verre est donné pour la [[raie spectrale|raie jaune]] d'émission dite [[spectre d'émission|raie ''d'']] de l'[[hélium]] (noté alors n<sub>d</sub>) ou pour la raie verte ''e'' du [[mercure (chimie)|mercure]] (noté alors n<sub>e</sub>) selon les usages et les deux principales normes utilisées<ref name="Weber p221">{{harvsp|M. J. Weber {{et al.}}|2002|p=221-222|id=Weber}}</ref>{{,}}<ref name="milg174">{{harvsp|Norme MIL-G-174 B|1986|id=milg174b}}</ref>{{,}}<ref name="iso10110">{{harvsp|Norme ISO 10110|2006|id=iso10110}}</ref>.

La dépendance de l'indice de réfraction à la longueur d'onde nécessite d'avoir une mesure de la ''dispersion'' du verre, c'est-à-dire la différence de déviation entre deux longueurs d'onde. Un verre très dispersif dévie beaucoup les longueurs d'onde courtes mais peu les longueurs d'onde grandes, au contraire d'un verre peu dispersif. La mesure de la dispersion est le [[nombre d'Abbe]], ou constringence. La dispersion principale est la différence n<sub>F</sub>-n<sub>C</sub> (raies de l'[[hélium]]) ou n<sub>F'</sub>-n<sub>C'</sub> (raies du [[cadmium]]) et on en déduit les constringences pour les mêmes raies que l'indice de réfraction par <math>\nu_d=\frac{n_d-1}{n_F-n_C}</math> et <math>\nu_e=\frac{n_e-1}{n_F'-n_C'}</math>. Un nombre d'Abbe élevé signifie que le verre est peu dispersif, et inversement.

{| class="wikitable centre" |
|+ Table des raies spectrales utilisées pour la mesure des indices de réfraction<ref name="Brinckmann p257">{{harvsp|M. Brinckmann {{et al.}}|2007|p=257|id=SpringerLaser}}</ref>
|-
! scope="row" | Longueur d'onde (nm)
| align="center" | 2325,4 || align="center" | 1970,1 || align="center" | 1529,6 || align="center" | 1013,98 || align="center" | 852,1101 || align="center" | 706,5188 || align="center" | 656,2725 || align="center" | 643,8469 || align="center" | 632,8 || align="center" | 589,2938 || align="center" | 587,5618 || align="center" | 546,074 || align="center" | 486,1327 || align="center" | 479,9914 || align="center" | 435,8343 || align="center" | 404,6561 || align="center" | 365,0146
|-
! scope="row" | Dénomination
| || || || align="center" | t || align="center" | s || align="center" | r || align="center" | C || align="center" | C' || || align="center" | D || align="center" | d || align="center" | e || align="center" | F || align="center" | F' || align="center" | g || align="center" | h || align="center" | i
|-
! scope="row" | Source
| colspan="3" align="center" | Raie Hg [[Infrarouge|IR]] || align="center" | Raie H IR || align="center" | Raie Cs IR || align="center" | Raie He rouge || align="center" | Raie H rouge || align="center" | Raie Cd rouge || align="center" | Raie laser He-Ne || align="center" | Raie jaune Na<ref group="notes">La raie spectrale jaune du sodium est en fait un doublet. La longueur d'onde utilisée est celle du milieu des deux raies du sodium.</ref> || align="center" | Raie jaune He || align="center" | Raie verte Hg || align="center" | Raie bleue H || align="center" | Raie bleue Cd || align="center" | Raie bleue Hg || align="center" | Raie violette Hg || align="center" | Raie Hg [[Ultraviolet|UV]]
|}

[[Fichier:Indice de refraction fused silica.png|vignette|gauche|alt=Courbe des indices de réfraction réels et imaginaires du verre de quartz|Indices de réfraction réel et imaginaire pour le [[verre de quartz]] ou ''fused silica'' vers l'IR.]]

On divise habituellement les verres en deux groupes aux noms génériques de ''crown'' et ''flint'', désignant respectivement des verres de faible dispersion et faible indice et des verres de grande dispersion et grand indice. Typiquement la distinction se fait aux alentours de ν<sub>d</sub>=50, les verres sous cette valeur sont des flints, les autres sont des crowns<ref name="Weber p221"/>.

Ces deux paramètres seuls sont nécessaires pour discriminer les verres entre eux : deux verres dont le n<sub>d</sub> et ν<sub>d</sub> sont égaux, sont identiques. Les verres sont représentés sur ce qu'on appelle le diagramme d'Abbe, graphique d'abscisses n<sub>d</sub> et d'ordonnées ν<sub>d</sub>, où chaque verre est noté par un point dans le graphique.

Les verres d’oxydes se répartissent dans une zone de n<sub>d</sub> de 1,4 à 2,0 et ν<sub>d</sub> de 20 à 90, le {{Formule chimique|SiO|2}} étant le verre d'oxyde à la plus haute contringence et plus faible indice. Les verres fluorures peuvent aller jusqu'à ν<sub>d</sub>>100 et n<sub>d</sub><1,4, le {{Formule chimique|BeF|2}} étant le verre de fluorure à la plus haute constringence et plus faible indice. Les verres de chalcogénures ont des indices dépassant 2, une grande part de ces verres ne peut pas être indiquée sur un diagramme d'Abbe du fait de leur absorption dans les longueurs d'onde visibles empêchant une mesure de ν<sub>d</sub> pertinente. Pour les matériaux optiques opaques dans le visible, on utilise donc une mesure de constringence à des longueurs d'onde plus grandes<ref name="Weber p221"/>.

Cette classification présente aussi ses limites dès lors que l'on parle de verres optiques actifs ([[biréfringence]], [[Acousto-optique|effet acousto-optique]] et effets non linéaires), de filtres optiques ou de [[Lentille à gradient d'indice|lentilles à gradient d'indice]], ainsi on restreint le terme de verre optique classique aux verres sus-mentionnés, c'est-à-dire dont l'indice et la dispersion sont limités et qui sont descriptibles essentiellement par leur comportement dispersif et leur indice de réfraction<ref name="Brinckmann p282">{{harvsp|M. Brinckmann {{et al.}}|2007|p=282|id=SpringerLaser}}</ref>.

=== Transmission et absorption ===
{{article détaillé|Absorption (optique)|Raie spectrale}}

Une autre caractéristique très importante pour un verre optique est son comportement en absorption et transmission. C'est l'utilisation que l'on fera du futur verre qui détermine le comportement à lui donner : filtres qui absorbent sur certaines bandes spectrales, verres pour lentilles très transparents dans le visible, l'ultraviolet ou l'infrarouge, résistance aux radiations.

En règle générale c'est la [[transmittance]] du verre qui est donnée par le fabricant, notée τ<sub>i</sub> ou T<sub>i</sub>, valeur dépendante de l'épaisseur du matériau et dont la mesure permet de prendre en compte la perte de transmission due à l'absorption et à la diffusion par les défauts internes du verre. Le terme de transmittance prenant en compte l'indice de réfraction via le coefficient de Fresnel <math>\frac{2n}{n^2+1}</math>, il est aussi dépendant de la longueur d'onde et de l'épaisseur de l'échantillon via la formule <math>\tau _2 = \tau _1^{\frac{d_1}{d_2}}</math> où <math>\tau</math> est la transmittance et <math>d</math> l'épaisseur.

Les fenêtres de transmission sont particulièrement intéressantes pour choisir le verre adéquat dans des domaines d'application comme le lointain infrarouge ou le lointain ultraviolet. Ces fenêtres sont la conséquence de l'absorption des matériaux constituant le verre, qui croît dans l'infrarouge et dans l'ultraviolet. L'absorption dans ces deux domaines de longueurs d'onde est due à des phénomènes distincts et peut évoluer différemment selon les conditions environnementales.

==== Absorption dans l'ultraviolet ====
{{article détaillé|Théorie des bandes}}

Dans l'ultraviolet, ou ''UV'', la chute de transmission a lieu du fait des transitions électroniques des éléments composant le verre : les [[électron de valence|électrons de valence]] absorbent les longueurs d'onde dont l'énergie correspond à leur [[bande interdite|énergie de gap]]. D'après la [[théorie des bandes]] dans un solide, les électrons ne peuvent prendre que certaines valeurs d'énergie bien précises dans des niveaux d'énergie particuliers mais, avec suffisamment d'énergie, un électron peut passer d'un de ces niveaux à un autre. Les ondes lumineuses sont chargées d'une [[énergie]] ''[[Constante de Planck|h]]ν'', inversement proportionnelle à la longueur d'onde (''ν=c/λ''), qui peut permettre à un électron de passer d'un niveau à l'autre si cette énergie est suffisante et donc si la longueur d'onde est suffisamment courte. Un verre de silice absorbe alors les longueurs d'onde inférieures à {{unité|160|nm}}, un verre basé sur le [[trioxyde de bore]] ({{Formule chimique|B|2|O|3}}) absorbe en dessous de {{unité|172|nm}}, un verre de [[pentoxyde de phosphore]] ({{Formule chimique|P|2|O|5}}) absorbe en dessous de {{unité|145|nm}}.

[[Fichier:Silica.svg|vignette|Vue de la structure chimique de la silice vitreuse, la proportion d'oxygène non-pontant va déterminer sa transmission dans l'ultraviolet.]]

Il existe deux types d'oxygènes dans les verres d'oxydes, pontants et non-pontants (qui possèdent une charge électronique excédentaire), détectables par [[spectroscopie de photoélectrons]]. Un oxygène non-pontant possède des électrons dont l'[[énergie cinétique]] après libération par un rayonnement X monochromatique est plus forte que celle des pontants. Les liaisons entre oxygènes non-pontants et cations sont en général ioniques. Ces caractéristiques vont donner ses propriétés énergétiques de bandes au verre qui transmettra ainsi plus ou moins bien<ref name="Haussonne p655">{{harvsp|J.-M. F. Haussonne|C. Carry|P. Bowen|J. L. Barton|p=644-655|2005|id=hcbb}}</ref>. Selon l'intensité des liaisons avec les [[cation]]s dans le verre, la fenêtre de transmission varie : en présence de métaux alcalins les électrons peuvent aller d'une bande à l'autre plus facilement car moins liés aux oxygènes non-pontants. Au contraire, l'introduction d'[[alumine]] ({{Formule chimique|Al|2|O|3}}) pour remplacer la silice va augmenter la fenêtre de transmission du verre car la configuration tétraédrique de l'alumine diminue la proportion d'oxygènes non-pontants et donc d'électrons pouvant passer de la bande de valence à la bande de conduction<ref name="Guillemet p98">{{harvsp|J. L. Barton|C. Guillemet|2005|p=98-100|id=BartonGuillemet}}</ref>.

De ce fait les verres contenant des [[Élément-trace métallique|métaux lourds]] (comme Ti<sup>+</sup> ou Pb<sup>2+</sup>) ont tendance à moins bien transmettre que les autres, puisque l'oxygène aura tendance à partager ses électrons avec le cation et donc à diminuer l'énergie de ''gap''. L'inconvénient est que l'ajout de ces métaux permet d'obtenir des indices de réfraction plus importants<ref name="Guillemet p98"/>. Selon le métal lourd utilisé, la chute de transmission dans l'UV sera plus ou moins rapide, ainsi des verres au plomb transmettent mieux que des verres au [[niobium]] ou au titane. L'attention à porter à la matière des creusets et des fours est dès lors très importante car ces matériaux peuvent aussi avoir une influence sur la fenêtre de transmission dans l'UV. Par exemple, le [[platine]] est un élément très utilisé pour la fonte du verre, mais des inclusions de particules de platine dans la pâte du verre peuvent provoquer des pertes de transmission indésirables à cause des impuretés<ref name="schotttrans">{{harvsp|Schott AG|2005|p=3-8|id=schotttrans}}</ref>.

Une autre source de variation dans la chute de transmission dans l'UV est la température ambiante : plus la température du verre est grande plus la chute dans l'UV se déplacera vers les grandes longueurs d'onde, du fait de la diminution de l'énergie de ''gap'' du matériau<ref name="schotttrans"/>.

Le phénomène de [[solarisation]] qui est l'exposition des verres (ou d'une peinture…) à un rayonnement électromagnétique, peut faire « jaunir » les verres<ref group="notes">On parle de jaunissement des verres pour la coloration légèrement jaune des verres dont la transmission est faible dans le bleu</ref> selon la longueur d'onde et l'intensité du rayonnement. Ce sont les verres qui transmettent le mieux dans l'UV qui sont le plus victimes de l'effet de solarisation, qui modifie leur fenêtre de transmission. Il est possible de doper les verres avec du [[dioxyde de cérium]] ({{Formule chimique|CeO|2}}) qui déplace la chute de transmission vers des longueurs d'onde plus grandes et la stabilise. Ce dopage est un des processus utilisés pour créer des verres anti-radiation car un verre ainsi dopé présente la particularité de pouvoir protéger des radiations les plus énergétiques telles que les rayons X et rayons gamma<ref name="schotttrans"/>.

Le tableau ci-dessous répertorie la longueur d'onde de coupure ( en dessous de laquelle la transmission est inférieur à 60%, pour un échantillon de 3 mm) de différents verres usuels<ref name="Characteristics and transmission curves">{{Lien web |langue=en |titre=Characteristics and transmission curves |url=https://www.laseroptik.com/en/substrates/standard-substrates/characteristics-and-transmission-curves |site=www.laseroptik.com |consulté le=2024-05-31}}</ref>.
{| class="wikitable"
|+Longueur d'onde de coupure de différents verres, epaisseur 3 mm
!Verre
!Longueur d'onde de coupure (nm)<ref name="Characteristics and transmission curves" />
|-
|[[Fluorure de lithium|LiF]]
|115 nm
|-
|[[Fluorure de magnésium|MgF{{ind|2}}]]
|120 nm<ref>{{Lien web |titre=Magnesium Fluoride MgF2 |url=https://www.crystran.co.uk/optical-materials/magnesium-fluoride-mgf2 |site=www.crystran.co.uk |consulté le=2024-05-31}}</ref>
|-
|[[Fluorure de calcium|CaF{{ind|2}}]]
|135 nm<ref>{{Lien web |titre=Calcium Fluoride CaF2 |url=https://www.crystran.co.uk/optical-materials/calcium-fluoride-caf2 |site=www.crystran.co.uk |consulté le=2024-05-31}}</ref>
|-
|[[Saphir#Optique|Saphir]]
|175 nm
|-
|[[Verre de quartz|Silice fondue UV]]
|175 nm
|-
|Silice fondue IR
|205 nm
|-
|[[Grenat d'yttrium et d'aluminium|YAG]]
|250 nm
|-
|[[BK7|N-BK7]]
|290 nm
|-
|[[Séléniure de zinc|ZnSe]]
|500 nm
|}

==== Absorption dans l'infrarouge ====
{{article détaillé|Vibration moléculaire}}

Dans l'infrarouge, ou ''IR'', les phénomènes physiques entraînant une chute de transmission sont différents. Lorsqu'une molécule reçoit une quantité d'énergie donnée, elle se met à vibrer selon différents modes : [[fréquence fondamentale|fondamental]], première [[spectre harmonique|harmonique]], deuxième harmonique{{etc.}}, correspondant à des mouvements périodiques des atomes de la molécule ; chaque fréquence associée à l'énergie du mode de vibration de la molécule est absorbée.

Dans un [[Verre de quartz|verre de silice]], la liaison Si-O possède deux modes de vibration principaux, la rotation et l'élongation. Comme la fréquence de l'élongation est de {{unité|0.34|e=14|Hz}}, l'absorption aura lieu à {{unité|8.8|µm}} (fondamental), {{unité|4.4|µm}} (harmonique 1), {{unité|2.9|µm}} (harmonique 2){{etc.}} L'absorption due à cette vibration étant très forte, la silice devient opaque dès le premier harmonique. On peut même apercevoir une chute de transmission très marquée pour l'harmonique 2 sur la plupart des verres de quartz<ref name="Guillemet p98"/>.

C'est pour réduire les fréquences des vibrations moléculaires que l'on utilise des verres de chalcogénures : le soufre ou le sélénium étant plus lourds, leurs modes de vibrations sont moins forts et leur transmission est alors meilleure dans l'infrarouge. Cependant ceci se paye au prix de la transmission dans le visible puisque les verres de chalcogénures sont opaques dans le visible. Une autre solution consiste à élaborer des verres d'halogénures, notamment de fluorure. Le fluor étant très électronégatif, les liaisons entre [[anion]]s et cations sont affaiblies et donc les vibrations plus faibles<ref name="Guillemet p98"/>.

L'humidité du verre, c’est-à-dire la présence d'eau dans le matériau, influence fortement la courbe de transmission des verres dans les régions de {{unité|2.9|µm}} à {{unité|4.2|µm}}<ref name="schotttrans"/>. L'eau prend la forme de groupes OH<sup>−</sup>, dont la liaison O-H vibre à une fréquence avoisinant les {{unité|90|THz}}, ce qui équivaut à une absorption des longueurs d'onde de {{unité|2.9|µm}} à {{unité|3.6|µm}}. Cette chute locale de transmission est d'autant plus forte que l'humidité de l'échantillon est grande, une très forte humidité pouvant même occasionner une absorption au niveau des harmoniques de la vibration de la liaison O-H, vers {{unité|200|nm}}<ref name="Guillemet p98"/>.

=== Émission et phénomènes non linéaires ===
[[Fichier:Platine injection d'une fibre optique.jpg|vignette|alt=Injection dans une fibre optique d'un supercontinuum optique|Injection dans une fibre optique d'un [[supercontinuum]] optique]]
{{Article détaillé|Émission stimulée|Optique non linéaire}}

L'utilisation des lasers fait souvent entrer en jeu des puissances d'éclairement très fortes. Il a été constaté que dans ce domaine de grands éclairements, l'indice de réfraction suit une loi qui s'écarte du domaine linéaire et devient proportionnel à l'intensité du flux lumineux : <math> n(\lambda,I)=n_0(\lambda)+\gamma I </math> où <math>n</math> est l'indice de réfraction du matériau, <math>\lambda</math> la longueur d'onde, <math>I</math> l'intensité du faisceau de lumière, <math>n_0</math> l'indice de réfraction pour les faibles puissances. Pour la silice, par exemple, <math>\gamma</math> vaut {{unité|3.2|e=-20|m|2|W|-1}} pour <math>\lambda</math>={{unité|1060|nm}}. Les verres les plus dispersifs sont ceux présentant en général un indice de réfraction non linéaire le plus fort, sans doute du fait des ions métalliques présents dans le verre.

Au-delà du {{unité||TW||mm|-2}}, la fluence (ou flux) est suffisante pour créer des phénomènes d'optique non linéaire d'ordre supérieur comme l'[[absorption multiphonon]] et la [[photo-ionisation en avalanche]]. Le premier phénomène rend le matériau absorbant du fait de l'addition de deux photons qui vont libérer un électron. Le deuxième phénomène est l'accélération d'un électron libéré par le champ électromagnétique, l'énergie cinétique de l'électron étant transmise aux autres électrons voisins. Ces deux effets combinés peuvent provoquer des dégâts dans un verre à cause de la destruction du réseau vitreux (les électrons libérés donnent de l'énergie à d'autres électrons qui seront plus facilement libérés, les liaisons du réseau se trouvent fragilisées avec l'appauvrissement en électron). La matière peut se trouver vaporisée à une vitesse suffisante pour que les phonons ne puissent pas transmettre l'énergie sous forme de chaleur dans le reste du verre<ref name="Guillemet p117">{{harvsp|J. L. Barton|C. Guillemet|2005|p=117|id=BartonGuillemet}}</ref>.

En 1988, une expérience a montré que la silice, dont le réseau est [[Isotrope#Optique|isotrope]], est capable d'émettre un rayonnement vert lorsqu'elle est traversée par un puissant rayonnement infrarouge. La génération d'une seconde harmonique dans ce cadre est atypique mais pourrait être expliquée par la présence de [[Centre F]]<ref name="Guillemet p117"/>.

De la [[fluorescence]] peut apparaître dans des verres optiques. La fluorescence est la réémission par un matériau éclairé, d'un rayonnement de longueur d'onde supérieure. L'énergie de la lumière incidente excite les électrons du matériau, qui vont se désexciter et retourner à l'état fondamental par émission d'un photon de longueur d'onde plus grande que la longueur d'onde d'origine. Ce phénomène est particulièrement gênant dans des applications où la présence d'une lumière parasite ou de longueur d'onde différente de celle de référence pose problème. Dans les lasers par exemple, il est important de s'accorder sur une seule raie spectrale bien précise. Parmi les causes de la présence de fluorescence, on peut relever les ions de [[Terre rare|terres rares]], les impuretés et les centres de couleur<ref name="schottfluo">{{harvsp|Schott AG|2010|p=1-12|id=schottfluo}}</ref>.

== Fabrication ==

[[Fichier:PSM V42 D612 Siemens tank furnace transverse section.jpg|vignette|Four à bassin de Siemens, vue de coupe.]]
[[Fichier:PSM V42 D612 Siemens tank furnace longitudinal section.jpg|vignette|Four à bassin de Siemens, vue longitudinale.]]

Les matériaux de base utilisés pour la fabrication des verres optiques doivent être particulièrement purs, toute inclusion ou impureté pouvant d'une part dégrader les performances mais aussi occasionner des dommages considérables au verre (casse, assombrissement, coloration{{etc.}}). Par exemple le sable qui permet de fabriquer les verres à base de silice doit contenir une proportion d'[[oxyde de fer(III)|oxyde ferrique]] ({{Formule chimique|Fe|2|O|3}}) extrêmement faible ({{Unité|10|ppm}} maximum) et d'autres oxydes et éléments ([[cobalt]], [[cuivre]], [[nickel]]{{etc.}}) encore plus réduite. Les sites géographiques dont les sables sont suffisamment purs pour ces applications sont peu nombreux<ref name="Pfaender p27">{{harvsp|H. G. Pfaender|1996|p=27|id=Pfaender}}</ref>.

La plupart des verres sont fondus dans un [[four à pot]] ({{Lang|en|''pot furnace''}}) qui permet de fondre des quantités limitées de verre, certains verres optiques produits en masse (comme le verre borosilicaté) sont fondus dans des [[four à bassin|fours à bassin]] ({{Lang|en|''tank furnace''}}) qui permettent une production de verre en continu<ref name="Pajean">{{Lien web|prénom=Gérard|nom=Pajean|url=http://www.verreonline.fr/encyclopedie/doc/fabri1-Pajean.pdf|titre=L'élaboration du verre|site=Verre online}}</ref>.

La fabrication du verre se déroule en plusieurs étapes, d'abord la fusion de la pâte de verre, puis son affinage et enfin la trempe ou le [[recuit]], qui sont deux finitions différentes. Enfin, selon les besoins, le verre peut être poli, notamment dans le cas des miroirs et lentilles, pour toute application dont l'objectif est une grande qualité d'image.

Les matériaux sont placés ensemble dans le four et chauffés progressivement jusqu'à leur température de fusion. Des réactions chimiques de composition ou de décomposition de molécules ont lieu, provoquant des dégagements gazeux conséquents pendant cette phase. Les hydrates, carbonates, nitrates et sulfates se recomposent pour former la pâte de verre avec les éléments vitrifiants et sont à l'origine de gaz tels que de la vapeur d'eau, du dioxyde de carbone, du dioxyde de soufre{{etc.}} À titre d'exemple, {{unité|1|L}} de pâte de verre sodocalcique libère à peu près {{Unité|1440|L}} de gaz divers lors de l'échauffement de la pâte à {{tmp|100|°C}} dont 70 % de dioxyde de carbone<ref name="Pfaender p44">{{harvsp|H. G. Pfaender|1996|p=44|id=Pfaender}}</ref>.

L'affinage est une étape primordiale pour la qualité des verres optiques puisqu'à cette étape le verre va être homogénéisé de manière que les composants soient également répartis dans toute la pâte et que le gaz soit entièrement libéré. L'homogénéisation évitera le problème de l'apparition de stries dans le verre. Des agents chimiques pour libérer les gaz sont utilisés, notamment le [[pentoxyde d'arsenic]] ({{Formule chimique|As|2|O|5}}) qui se décompose en [[trioxyde d'arsenic]] ({{Formule chimique|As|2|O|3}}) en libérant du [[dioxygène]] qui s'associe aux autres éléments et gaz dégagés et fait remonter les bulles restant dans la pâte<ref name="Pfaender p44"/>.

Les défauts tels que les bulles, stries, inclusions et décolorations peuvent apparaître à la suite du processus de fonte du verre. Les bulles résultent d'un affinage insuffisant, les stries d'une hétérogénéité du verre (le verre a localement un indice de réfraction différent, cela occasionne de la [[distorsion (optique)|distorsion]]), les inclusions peuvent provenir du verre qui s'est localement cristallisé ou de fragments du récipients utilisés pour la fonte, la décoloration du verre prend son origine dans la pureté insuffisante des produits mélangés.

Le processus de [[verre trempé|trempe]] est réservé pour les verres dont on cherche à durcir la structure, les verres utilisés pour les optiques étant souvent fragiles, de faibles épaisseurs, on ne les trempe pas. Les fibres optiques sont trempées après leur étirage pour leur conférer une résistance mécanique suffisante<ref name="recuisson infovitrail">{{Lien web|url=http://www.infovitrail.com/verre/recuisson.php|titre=La recuisson du verre|site=infovitrail}}</ref>.

Le recuit consiste pour un verre à lentement le refroidir de manière contrôlée à partir d'une certaine température où le verre a commencé à se solidifier (vers {{tmp|1000|°C}} pour un verre de silice ou {{tmp|450|°C}} pour un verre sodocalcique par exemple). La recuisson est nécessaire pour éliminer les tensions internes du matériau qui peuvent être apparues durant la fonte (impuretés, stries, bulles{{etc.}}) et empêcher que le refroidissement se fasse de manière inégale dans un matériau, les parties internes mettant plus de temps à chauffer et refroidir<ref name="recuisson infovitrail"/>. Le temps de recuisson va d'une centaine à un millier d'heures selon la quantité de verre à recuire et selon sa composition<ref name="schottstress">{{Lien web|langue=en|url=http://www.schott.com/advanced_optics/english/download/schott_tie-27_stress_in_optical_glass_july_2004_en.pdf|titre=Stress in optical glass|mois=juillet|année=2004|site=Schott AG|consulté le={{1er}} juillet 2012}}</ref>.

== Types de verres ==

Le développement progressif de l'industrie du verre optique a conduit à la création de nouvelles familles de verres. Les verres peuvent être différenciés par leurs composants principaux qui leur donnent leurs caractéristiques mécaniques, thermiques et optiques.

Outre les deux grands groupes de verres, [[Verre flint|flint]] et [[Verre crown (optique)|crown]], à base essentiellement de silice {{Formule chimique|SiO|2}} ou d'oxydes, d'autres groupes existent, tels que les verres d'[[halogénure]]s et les verres de [[chalcogène|chalcogénures]] (hors oxygène)<ref name="simmonsp174177">{{harvsp|J. H. Simmons|K. S. Potter|200|p=174-177|id=Simmons}}</ref>.

Les tableaux suivants résument la plupart des familles de verres avec leur composition. Chaque composition possède des propriétés particulières et des défauts. L'augmentation de l'indice demande souvent de sacrifier la transmission dans l'ultraviolet, et bien que les recherches depuis les débuts de la fabrication des verres aient considérablement amélioré cet état de fait, il n'est pas possible d'obtenir des verres très dispersifs et peu réfringents ou des verres peu dispersifs et très réfringents.

{|class="wikitable droite" width=25%
|+ Types de verres et composants majoritaires<ref name="Weber p221"/><br />Cette liste n'a pas vocation à être exhaustive.
! scope=col width=50%| Type de verre
! scope=col width=50%| Composition
|-
| colspan=2 align=center | R désigne un [[Métal alcalin|alcalin]] et M un [[métal alcalino-terreux|alcalino-terreux]] 
|-
| Borosilicate crown || {{Formule chimique|SiO|2|-B|2|O|3|-R|2|O-BaO}}
|-
| Phosphate crown || {{Formule chimique|P|2|O|5|-B|2|O|3|-R|2|O-BaO}}
|-
| Phosphate crown dense || {{Formule chimique|P|2|O|5|-(B,Al)|2|O|3|-R|2|O-MO}}
|-
| Fluorocrown || {{Formule chimique|SiO|2|-B|2|O|3|-K|2|O-KF}}
|-
| Crown || {{Formule chimique|SiO|2|-R|2|O-(Ca,Ba)O}}
|-
| Zinc crown || {{Formule chimique|(SiO|2|,B|2|O|3|)-ZnO}}
|-
| Baryum crown || {{Formule chimique|(SiO|2|,B|2|O|3|)-BaO-R|2|O}}
|-
| Baryum crown dense<br />Baryum crown extra dense || {{Formule chimique|SiO|2|-B|2|O|3|-BaO}}
|-
| Lanthane crown<br />Lanthane crown dense || {{Formule chimique|(SiO|2|,B|2|O|3|)-La|2|O|3|-ZnO-MO}}
|-
| Crown long spécial || {{Formule chimique|B|2|O|3|-Al|2|O|3|-MF|2}}
|-
| Flint court || {{Formule chimique|SiO|2|-B|2|O|3|-R|2|O-Sb|2|O|3}}
|-
| Flint court dense || {{Formule chimique|(B|2|O|3|,Al|2|O|3|)-PbO-MO}}
|-
| Crown flint<br />Flint extra léger<br />Flint léger<br />Flint || {{Formule chimique|SiO|2|-R|2|O-PbO-MO}}
|-
| Flint dense<br />Flint dense spécial || {{Formule chimique|SiO|2|-R|2|O-MO-TiO|2}}
|-
| Baryum flint léger<br />Baryum flint<br />Baryum flint dense || {{Formule chimique|SiO|2|-B|2|O|3|-BaO-PbO-R|2|O}}
|-
| Lanthane flint<br />Lanthane flint dense || {{Formule chimique|(SiO|2|,B|2|O|3|)-La|2|O|3|-PbO-MO}}
|-
| Fluoroberyllate || {{Formule chimique|BeF|2|-AF|3|RF-MF|2}}
|-
| Fluoroaluminate || {{Formule chimique|AlF|3|RF-MF|2|-(Y,La)F|3}}
|-
| Fluorophosphate || {{Formule chimique|P|2|O|5|-AlF|3|-RF-MF|2}}
|-
| Fluorozirconate || {{Formule chimique|ZrF|4|-RF-MF|2|-(Y,La)F|3}}
|-
| Fluoroindate || {{Formule chimique|InF|3|-MF|2|-ZnF|2|-ZrF|4|-(Ga,Yb)F|3}}
|-
| Titane crown<br />Titane flint<br />Titane flint dense || {{Formule chimique|SiO|2|(B|2|O|3|)-TiO|2|-Al|2|O|3|-KF}}
|-
| Tantale crown<br />Tantale flint<br />Tantale flint dense || {{Formule chimique|B|2|O|3|-La|2|O|3|-(Gd,Y)|2|O|3|-(Ta,Nb)|2|O|5}}
|-
| Niobium flint || {{Formule chimique|B|2|O|3|-La|2|O|3|-ZnO-Nb|2|O|5}}
|-
| Niobium flint dense || {{Formule chimique|(B|2|O|3|,SiO|2|)-La|2|O|3|-ZnO-(Ti,Zr)O|2}}
|}

=== Verres d'oxydes ===

Les flints et crowns sont des verres composés d'[[oxyde]]s, souvent du {{Formule chimique|SiO|2}} ou des [[titanate]]s {{Formule chimique|TiO|2}}. Leurs indices vont de {{unité|1.4}} à {{unité|2.4}}. Ce grand groupe est identifiable à son profil de transmission caractéristique allant de {{unité|200|nm}} à {{unité|2.5|µm}} du fait des énergies de gap importantes et des pics d'absorption des photons des groupes [[hydroxyle]]s dans l'infrarouge.

De multiples oxydes sont utilisés, les plus courants sont les verres basés sur la silice mais d'autres molécules permettent de former des systèmes vitreux comme<ref name="simmonsp174177"/>{{,}}<ref name="Janotp255288">{{harvsp|C. Janot|B. Ilschner|2001|p=255-288|id=Janot}}</ref> :
* le [[dioxyde de germanium]] ({{Formule chimique|GeO|2}}) ;
* le [[Trioxyde de bore|trioxyde de dibore]] ({{Formule chimique|B|2|O|3}}) ;
* le [[pentoxyde de phosphore]] ({{Formule chimique|P|2|O|5}}) ;
* les [[aluminosilicate]]s et [[borosilicate]]s ;
* les [[phosphate]]s.

Les verres de phosphates ont des températures de fusion plus faibles et sont plus visqueux que les verres de borosilicates, ils sont cependant moins résistants aux agressions chimiques et moins durables<ref name="Janotp255288"/>. Les verres basés sur un système vitreux de phosphate, borate ou borophosphate sont de bons candidats lorsqu'il s'agit d'[[athermalisation|athermaliser]] un verre puisque leur <math>\frac{dn}{dT}</math>, c'est-à-dire la variation de l'indice de réfraction avec la température, est en général négatif. L'athermalisation consiste à compenser la [[dilatation thermique]] du matériau par son changement d'indice. La famille des verres de phosphates est particulièrement étudiée par rapport à ces possibilités<ref>{{harvsp|E. T. Yih Lee, E. M. Taylor|2007|id=Lee}}</ref>.

==== Famille des crowns ====
{{article détaillé|verre crown}}
Les ''crowns borosilicate'' sont la famille de verre la plus produite et celle dont on maîtrise le mieux l'homogénéité finale. On retrouve dans cette famille le verre le plus utilisé en optique, le BK7. Les oxydes d'alcalins et le [[trioxyde de bore]] {{Formule chimique|B|2|O|3}} permettent une fonte plus facile du [[dioxyde de silicium]] {{Formule chimique|SiO|2}} qui, seule, nécessite des températures très élevées pour se liquéfier.

Les ''baryum crowns'' et ''crowns denses'' ont été développés pour la capacité du baryum à augmenter de manière sensible l'indice de réfraction sans diminuer significativement la constringence ni la transmission du verre dans l'ultraviolet, ce que l'oxyde de plomb a tendance à faire. Certains verres utilisent un mélange d'[[oxyde de zinc]] ZnO et d'[[oxyde de baryum]] BaO.

Les ''crowns'', ''zinc crowns'' et ''crowns flints'' sont des familles restreintes de verres contenant des oxydes assez divers (respectivement CaO ou BaO, ZnO et PbO) permettant d'augmenter la dureté ou la durabilité des verres.

Les ''phosphate crowns'' sont caractérisés par leur dispersion relativement faible et leur indice moyen, une dispersion en général plus forte dans le bleu qui les rend assez utile pour la correction du chromatisme de combinaisons optiques.

Les ''fluor crowns'' utilisent les propriétés du fluor pour diminuer la dispersion et l'indice du verre : l'électronégativité forte du fluor et le rayon plus faible des ions fluor en sont la cause. Comme pour les phosphate crowns, ces verres sont particulièrement adaptés à la correction d'aberration chromatique du fait de leur dispersion partielle dans le bleu<ref name="Brinckmann p284">{{harvsp|M. Brinckmann {{et al.}}|p=284-287|2007|id=SpringerLaser}}</ref>.

==== Famille des flints ====
{{article détaillé|verre flint}}
Les ''flints'' denses ou légers sont des familles connues depuis longtemps, comme les crowns borosilicate, et sont utilisés comme verres optiques autant que comme ''cristal'' pour la verrerie de tous les jours. Leurs propriétés principales découlent de la proportion de PbO introduite. Le PbO augmente l'indice de réfraction tout en diminuant le nombre d'Abbe et affecte aussi la dispersion partielle. L'oxyde de plomb va aussi augmenter la densité du verre et diminuer sa résistance aux attaques chimiques. La capacité du couple {{Formule chimique|PbO-SiO|2}} à se vitrifier permet d'atteindre des proportions de PbO de plus de {{unité|70|mol}} pour 100, ce qui ne serait pas possible si le PbO n'était qu'un modificateur du maillage chimique. En effet, une haute concentration en PbO produit du {{Formule chimique|PbO|4}} tétraédrique qui peut former un maillage de type vitreux.

Plusieurs inconvénients apparaissent avec l'inclusion de PbO. Premièrement, les verres sont légèrement jaunes à cause de la concentration importante d'oxyde de plomb. Deuxièmement, des inclusions et impuretés comme l'[[oxyde de fer(III)]] {{Formule chimique|Fe|2|O|3}} ou l'[[oxyde de chrome(III)]] {{Formule chimique|Cr|2|O|3}} dégradent la transmission du verre de manière bien plus importante que dans des verres à la soude, à la potasse ou à la chaux. Troisièmement, un équilibre chimique entre le Pb<sup>2+</sup> et le Pb<sup>4+</sup> s'établit et, en présence d'un verre saturé d'oxygène, amène la création de [[dioxyde de plomb]] {{Formule chimique|PbO|2}}, composé marron qui assombrit les verres. Cette dernière coloration peut cependant être renversée par une [[réaction d'oxydo-réduction|transformation redox]] de la pâte de verre, puisque ne puisant pas son origine dans des impuretés.

[[Fichier:La2O3structure.svg|vignette|gauche|Structure du {{Formule chimique|La|2|O|3}}, utilisé dans les verres au lanthane, flints comme crowns.]]

Pour remédier à ces problèmes, il est possible d'introduire du [[dioxyde de titane]] {{Formule chimique|TiO|2}} et du [[dioxyde de zirconium]] {{Formule chimique|ZrO|2}}, ce qui accroît la stabilité chimique du verre et conserve la transmission du verre dans l'ultraviolet.

Les ''baryum flints'' cristallisent moins facilement que d'autres familles de verre à cause de la présence d'[[oxyde de plomb(II)]] (PbO) dans le mélange. Plus la proportion de PbO est importante, plus l'indice de réfraction augmente et la température de fonte diminue, ce sont donc des verres qui, bien que très utiles pour leurs indices forts, présentent des complications lors de la fonte. Le BaO dans ces verres est parfois remplacé par du ZnO.

Les ''lanthane flints'' et ''lanthane crowns'' sont des familles étendues atteignant de hauts indices de réfraction pour une dispersion moyenne. L'utilisation de {{Formule chimique|SiO|2}} dans la pâte crée des instabilités dans la cristallisation, écueil qui est évité en remplaçant la silice par le trioxyde de bore {{Formule chimique|B|2|O|3}} et par des oxydes divalents. Pour augmenter encore plus leur indice de réfraction, l'utilisation de multiples oxydes s'est répandue, on peut citer les oxydes de [[gadolinium]], d'[[yttrium]], de [[titane]], de [[niobium]], de [[Tantale (chimie)|tantale]], de [[tungstène]] et de [[zirconium]] ({{Formule chimique|Gd|2|O|3}}, {{Formule chimique|Y|2|O|3}}, {{Formule chimique|TiO|2}}, [[Nb2O5|{{Formule chimique|Nb|2|O|5}}]], {{Formule chimique|Ta|2|O|5}}, {{Formule chimique|WO|3}} et {{Formule chimique|ZrO|2}}).

Les ''flints courts'' sont une famille qui se démarque non pas par son indice ou sa constringence mais par sa dispersion partielle. Nommés à partir de leur spectre peu étendu dans le bleu, les flints courts sont aussi un atout dans la conception de systèmes optiques pour leur faible impact dans le bleu. Ils sont obtenus en remplaçant l'oxyde de plomb des verres flints par de l'oxyde d'[[antimoine]] {{Formule chimique|Sb|2|O|3}}<ref name="Brinckmann p284"/>.

=== Verres d'halogénures ===
[[Fichier:BeF2 glass.svg|vignette|Structure d'un verre de fluorure de béryllium {{Formule chimique|BeF|2}}. Sa structure amorphe est très similaire à celle de la silice. Les verres fluorobéryllates ont un indice d'environ 1,4 et une constringence de 80. Ils transmettent jusqu'à {{unité|150|nm}}.]]

Les premiers verres de fluorures apparaissent vers 1970 pour répondre à un besoin croissant de verres transmettant dans l'infrarouge moyen<ref name="Janotp255288"/>. Ces verres sont composés en remplaçant l'oxygène des verres d'oxydes par un halogène, du fluor ou du chlore, et plus rarement des halogènes lourds. Leur transmission couvre le visible et l'infrarouge moyen, de {{unité|200|nm}} à {{unité|7|µm}} du fait de l'énergie de gap plutôt importante (en moyenne un verre de fluorure a sa chute de transmission vers {{Unité|250|nm}} du fait de son énergie de gap d'environ {{Unité|5|eV}}<ref name="Janotp255288"/>) et des vibrations basse fréquence des liaisons des fluorures de métaux lourds ; l'absorption de la silice résulte des vibrations des liaisons Si-O à {{Unité|1.1|e=3|cm|-1}} alors que l'absorption du fluorozirconate va être la conséquence des vibrations des liaisons Zr-F soit une fréquence de {{Unité|0.58|e=3|cm|-1}}, d'où le comportement si différent entre les verres d'oxydes et d'halogénures dans l'infrarouge.

En utilisant des [[terre rare|terres rares]] au lieu de métaux lourds, on obtient un verre de fluorure de terre rare qui transmet encore plus loin dans l'infrarouge. Un autre moyen de transmettre plus loin dans l'infrarouge est de réaliser des verres de [[chlorure]]s et non de fluorures, mais la stabilité du verre s'en trouve réduite<ref name="simmonsp174177"/>. Un type de verre récemment développé à l'[[Université de Rennes]] utilise un halogénure de [[tellure]]. Le gap d'énergie dans le visible étant plus fort, la chute de transmission dans le visible avance jusqu'à {{unité|700|nm}}-{{unité|1.5|µm}}, par contre sa transmission s'améliore dans le lointain infrarouge. L'indice de réfraction d'un tel verre étant très fort, il se comporte comme un verre de chalcogénure, avec une réflexion forte qui amoindrit sa transmission<ref name="simmonsp174177"/>.

Les verres de fluorures sont utiles aussi pour leur transmission dans l'ultraviolet proche. Les verres transmettant dans le proche UV sont peu nombreux mais l'on compte parmi eux les verres de fluorure de lithium, de fluorure de calcium et de fluorure de magnésium<ref name="Kingslakep13">{{harvsp|R. Kingslake|R. B. Johnson|p=13|2010|id=Kingslake}}</ref>.

=== Verres de chalcogénures ===
{{Article détaillé|Verre de chalcogénure}}

Les verres de [[chalcogénure]]s ont été spécifiquement développés depuis les années 1980<ref name="Janotp255288"/> pour améliorer la transmission dans l'[[infrarouge]] des verres optiques. L'oxygène est remplacé par un autre [[chalcogène]] ([[soufre]], [[sélénium]], [[tellure]]) et le [[silicium]] est remplacé par des métaux plus lourds comme le [[germanium]], l'[[arsenic]], l'[[antimoine]]{{etc.}} Leur indice est supérieur à 2 et ils apparaissent noirs à cause de leur [[Bande interdite|gap]] faible et de multiples bandes d'absorption dans le visible. La transmission de ces verres va de {{unité|1|µm}} à {{unité|12|µm}} mais est moins forte que celle des verres d'oxydes ou d'halogénures du fait de leur indice de réfraction très élevé qui donne un coefficient de réflexion fort<ref name="simmonsp174177"/>.

Il est possible de diviser ce groupe en deux familles : les verres pouvant être dopés par des ions de [[Terre rare|terres rares]] ou non. Les premiers sont surtout composés de sulfures et de séléniures de germanium et de gallium, les seconds s'ils ne peuvent être dopés présentent cependant les meilleures performances en transmission dans l'infrarouge lointain<ref name="Janotp255288"/>.

== Dénominations des verres classiques ==
{{article détaillé|Classification des verres}}
Si l'on considère le domaine des verres optiques, il recouvre une multitude de matériaux dont les propriétés extrêmement diverses permettent des applications qui le sont tout autant. Néanmoins, il est admis que les verres optiques sont composés de plusieurs grandes familles. Ainsi une grande partie des verres optiques sont dits « classiques » et destinés à des applications telles que l'imagerie, le filtrage{{etc.}} De plus petites familles de verres font aussi partie des verres optiques, comme les fibres optiques, ou les verres dit « actifs » comme les verres à application en [[optique non linéaire]] ou en [[acousto-optique]] par exemple<ref name="Brinckmann p282" />.

== Verres spéciaux ==

=== Verre de quartz ===
{{article détaillé|Verre de quartz}}

Le verre de quartz se distingue d'autres verres optiques par la source du matériau servant à sa fabrication. De multiples fabricants fondent des verres de quartz, dont les différences résident majoritairement dans la nature des impuretés et la teneur en eau. Ces différences prêtent à chaque verre de quartz ses particularités : sa transmission, sa résistance aux attaques chimiques par exemple<ref name="Weber p237">{{harvsp|M. J. Weber {{et al.}}|2002|p=237|id=Weber}}</ref>.

Le verre de quartz est fabriqué à partir d'un unique matériau : la silice. Ses propriétés principales sont sa dilatation faible (α≈{{unité|0.5|e=-6|K|-1}}<ref name="Pfaender p121">{{harvsp|H. G. Pfaender|1996|p=121|id=Pfaender}}</ref>), sa stabilité thermale haute (jusqu'à {{unité|1000|K}}<ref name="Pfaender p121"/>) et sa transmission dans l'ultraviolet et l'infrarouge, qu'il est possible d'adapter au besoin.

=== Filtres ===
{{article détaillé|Filtre (optique)}}

Les filtres sont des verres destinés à transmettre uniquement certaines parties du spectre de la lumière incidente. Un filtre peut être sans couleur, un simple verre optique dont la chute de transmission sert à couper les longueurs d'onde au-delà d'une certaine valeur, ou coloré de différentes manières, par introduction d'ions de métaux lourds ou de terres rares, par coloration moléculaire ou encore par une [[Colloïde|suspension colloïdale]]. Les verres à filtres montrent une photoluminescence notable<ref name="Weber p271">{{harvsp|M. J. Weber|2002|p=271|id=Weber}}</ref>.

Les filtres optiques en verre coloré se présentent sous forme d'une lame à face parallèle d'une épaisseur dépendante des qualités de transmission nécessaires ; comme des [[Filtre (électronique)#Types de filtres|filtres électroniques]], ils sont qualifiés de passe-haut, passe-bas, passe-bande ou coupe-bande.

=== Verres pour laser ===
{{article détaillé|Laser}}

Plusieurs types de verres sont utilisés pour les lasers, notamment les verres de la famille des {{Formule chimique|Li|2|O-CaO-SiO|2}} pour leur résistance aux chocs thermiques, les verres de potassium-baryum-phosphate, dont la section utile est suffisamment grande pour qu'il y ait émission stimulée. L'ajout d'oxydes de sodium, de lithium ou d'aluminium permet de réduire drastiquement la distorsion. Ces verres sont athermalisés. Outre ces deux types de verres on peut utiliser les lithium-alumino-phosphates qui, traités par échange ionique, sont particulièrement résistants et utilisés dans des applications où la puissance moyenne du laser est très haute (par exemple les [[Laser femtoseconde|lasers pulsés femtoseconde]]) ou encore les [[fluorophosphate]]s qui ont un indice légèrement non linéaire<ref name="Weberp277">{{harvsp|M. J. Weber|2002|p=277|id=Weber}}</ref>.

Ces verres, dopés au Nd<sup>3+</sup> sont utilisés comme [[milieu amplificateur]].

=== Verres à gradient d'indice ===
{{Article détaillé|Lentille à gradient d'indice}}

Les verres à gradient d'indice sont des verres exploitant les propriétés spéciales de la propagation de la lumière dans un milieu d'indice variable. En 1854, [[James Clerk Maxwell]] invente la « lentille Fisheye » en réponse à un problème de l’''Irish Academy'' demandant l'indice de réfraction d'un matériau permettant une image parfaite. Cette lentille théorique, de forme sphérique, possède un indice de la forme <math>n(r) = \frac{2}{1+(r/R)^2}</math> où <math>n</math> est l'indice de réfraction du verre en un point de la lentille sphérique et <math>R</math> le rayon de cette lentille ; elle permet d'imager parfaitement tout point de sa surface en un autre point diamétralement opposé. Une généralisation de cette lentille sphérique fut proposée en 1966 par {{Lien|langue=de|trad=Rudolf Karl Lüneburg|fr=Rudolf Karl Lüneburg}}, utilisant un profil d'indice différent. En 1905, [[Robert Williams Wood]] développe une lentille constituée d'une lame à face parallèle dont l'indice varie paraboliquement, l'extremum de l'indice se situant sur l'axe de révolution du composant. La lentille de Wood permet de focaliser ou faire diverger des rayons tout comme une lentille usuelle<ref name="Brinckmann p440">{{harvsp|M. Brinckmann {{et al.}}|2007|p=440|id=SpringerLaser}}</ref>{{,}}<ref name="RosuReyes">{{harvsp|H. Rosu|M.Reyes|1994|id=RosuReyes}}</ref>.

Depuis 1970 environ, la technologie de fabrication de verre a permis de développer, qualifier et usiner des verres à gradient d'indice. Deux principaux types d'utilisation pour les verres à gradient d'indice sont pour les télécommunications avec les [[fibre optique|fibres optiques]], et pour l'imagerie avec des lentilles usinées dans un matériau à gradient. Il est possible de diviser aussi les gradients en trois types de profils : les gradients sphériques, les gradients cylindriques et les gradients axiaux<ref name="Duncan">{{harvsp|D. T. Moore|1980|p=4|id=Duncan}}</ref>.

Plusieurs techniques existent de production de verre à gradient d'indice : par bombardement de [[neutron]]s, remplissage ionique ou superposition de couches de verre. Selon la technique employée, le gradient sera plus ou moins fort et son profil plus ou moins maîtrisé. Les méthodes par injection ou remplissage ionique permettent d'obtenir des gradients de 10 à {{unité|50|mm}} et d'amplitude d'indice de 0,04. Les méthodes par [[bombardement neutronique]] et [[dépôt chimique en phase vapeur]] aboutissent à des gradients peu profonds ({{unité|100|µm}} environ) de faible amplitude. Pour les gradients plus grands, il existe la [[polymérisation]] partielle d'une lentille d'un monomère réagissant à l'exposition aux rayons UV (gradients d'une centaine de millimètres pour une amplitude d'indice de 0,01) ou la superposition puis fonte partielle de couches de verre de type borosilicate ou flint (les verres contenant du lanthane ne sont pas adaptés à cette technique du fait de leurs problèmes de recristallisation et leur instabilité thermique), une dernière technique consiste à fondre puis faire entrer la pâte en rotation de façon qu'un gradient de matériau donc un gradient d'indice s'établisse dans le verre<ref name="Manhart">{{harvsp|P. K. Manhart|R. Blankenbecler|1997|p=1607-1621|id=manhart}}</ref>.

=== Verres dopés ===

Certains environnements extrêmes sont peu propices à l'utilisation de verres classiques ; lorsque le système est exposé à des rayonnements dans le lointain UV (X, gamma…) ou des flux de particules telles qu'alpha ou beta, on observe une baisse de la transmission des verres due à la décoloration du matériau. De manière générale, les rayonnements électromagnétiques entraînent une baisse de la transmission dans le bleu, phénomène appelé [[solarisation]]. Ceci étant préjudiciable aux performances du système, il a été nécessaire de développer de nouveaux types de verres qui puissent résister aux radiations<ref name="BachNeuroth">{{harvsp|H. Bach|N. Neuroth|p=94|1998|id=Neuroth}}</ref>.

Les rayonnements ont des effets divers : [[ionisation]], capture d'électrons ou de trous, [[Clivage (chimie)|rupture des liaisons]] Si-O{{etc.}} Ces effets peuvent facilement être amplifiés par la présence d'impuretés qui changent la valence des molécules ou concentrent les rayonnements et occasionnent des dégradations locales du verre.

De façon à amoindrir la baisse de transmission et de performance des verres, ils sont dopés au {{Formule chimique|CeO|2}} qui va légèrement déplacer la chute de transmission du verre mais permettra de ne quasiment plus ressentir les effets des radiations sur les performances optiques du verre<ref name="BachNeuroth" />.

=== Autres verres ===

[[Fichier:VLTMirrorCastG93 SD.ogv|vignette|alt=Miroir du VLT en fusion|[[Miroir primaire]] du [[Very Large Telescope|VLT]]. Le [[Zerodur]] en fusion est mis en place sur un moule en rotation.]]

Outre les verres déjà mentionnés, tous spécifiques dans leur conception ou leur utilisation, il existe aussi des matériaux spéciaux similaires à des verres.

Parmi eux on trouve des '''verres athermalisés''' qui sont produits de manière que le chemin optique dans le verre soit indépendant de la température. On note que la différence de marche en fonction de la température est <math>\Delta L=s(\alpha(n-1)+dn/dt)\Delta T=sGT</math> où <math>s</math> est l'épaisseur de verre traversé, <math>\alpha</math> le coefficient de dilatation thermique, <math>n</math> l'indice, <math>T</math> la température, <math>G</math> le coefficient thermo-optique. On retrouve des verres athermalisés entre autres dans les familles des crowns fluorés, crowns au phosphate, crowns denses, flints au baryum et au titane{{etc.}}<ref name="Weber p290">{{harvsp|M. J. Weber {{et al.}}|2002|p=290|id=Weber}}</ref>.

Les '''[[vitrocéramique]]s''' ou verres de céramiques sont des verres dont on a stimulé le processus de formation de cristaux durant une période de chauffe complexe et longue. L'ajout de cristaux amorçant la cristallisation aboutit à un verre dont la proportion cristallisée peut aller de 50 à 90 %. Selon les cristaux incorporés et la proportion de verre dans le verre de céramiques, les propriétés seront différentes. De manière générale, un verre de céramique est très résistant aux chocs thermiques et présente une dilatation thermique proche de zéro (par exemple le [[Zerodur]] de [[Schott AG]] a été utilisé spécialement pour le [[Very Large Telescope]] pour ces propriétés thermiques)<ref name="pfaender p183">{{harvsp|H. G. Pfaender|1996|p=183-186|id=Pfaender}}</ref>.

== Qualité des verres ==

Il existe de multiples normes concernant les composants optiques dont l'objet est d'unifier les notations et les tolérances appliquées aux composants, ainsi que de définir des normes de qualité optique. À ce sujet, deux normes principales existent, [[Norme du Département de la Défense des États-Unis|MIL]] (norme militaire américaine) et [[Organisation internationale de normalisation|ISO]] (norme internationale). En France, la norme [[Association française de normalisation|AFNOR]] est très similaire à la norme ISO, l'[[Union de normalisation de la mécanique]] tenant à se conformer autant que possible aux publications ISO<ref name="Marioge p193">{{harvsp|J.-P. Marioge|2000|p=193|id=Marioge}}</ref>.
 
Les normes MIL et ISO couvrent un champ très vaste, elles normalisent toutes deux les verres, leurs défauts, les traitements de surface, les méthodes d'essai et les représentations schématiques.
 
{|class="wikitable gauche alternance"
|+ Champ d'application de la norme MIL
! scope="col" align=center | Référence !!  scope="col" align=center | Champ d'application
|-
| '''MIL-G-174''' || width=250px | Verre optique
|-
| '''MIL-C-675''' || width=250px | Traitement des composants en verre optique
|-
| '''MIL-A-3920''' || width=250px | Adhésifs et setting thermique optique
|-
| '''MIL-M-13508''' || width=250px | Miroirs, verres, [[aluminisation]] des surfaces pour les composants optiques
|-
| '''MIL-A-14443''' || width=250px | Adhésifs, liaison verre-métal pour les lentilles
|-
| '''MIL-O-16898''' || width=250px | Emballage des éléments optiques
|-
| '''MIL-O-13830''' || width=250px | Fabrication, assemblage et inspection des composants optiques
|}
{|class="wikitable droite alternance"
|+ Champ d'application de la norme ISO
! scope="col" align=center | Référence !!  scope="col" align=center | Champ d'application
|-
| rowspan="10" width=250px | '''NF ISO 10110''' : Optique et instruments d'optique. Indications sur les dessins pour éléments et systèmes optiques. || width=250px | 1. Généralités
|-
| width=250px | 2. Imperfections des matériaux - Biréfringence sous contrainte
|-
| width=250px | 3. Imperfection des matériaux - Bulles et inclusions
|-
| width=250px | 5. Tolérances de forme de surface
|-
| width=250px | 6. Tolérances de centrage
|-
| width=250px | 7. Tolérances d'imperfection de surfaces
|-
| width=250px | 9. Traitement de surface et revêtement
|-
| width=250px | 10. Tableau représentant les données d'une lentille
|-
| width=250px | 11. Données non tolérancées
|-
| width=250px | 10. Tableau représentant les données d'une lentille
|-
| '''NF ISO 10629''' : Verre d'optique brut. Résistance à l'attaque par des solutions aqueuses alcalines à {{unité|50|°C}} || width=250px | Idem ci-contre
|-
| '''NF ISO 9211''' : Optique et instruments d'optique. Traitements optiques. || width=250px | 4. Méthodes d'essai spécifiques
|}
{{Clr}}

== Fabricants ==

On recense un certain nombre de fabricants de verres spéciaux pour les différents domaines de l'optique dont les catalogues offrent un large choix de verres optiques et de verres spéciaux, parfois en plus de filtres et de verres et cristaux actifs<ref name="Weber p221"/>{{,}}<ref name="Brinckmann p282"/>. Les catalogues ont cependant pris une tendance à la réduction du choix depuis 1980 bien que les outils de conception optique continuent d'inclure des catalogues n'existant plus<ref name="Kumler"/>. Parmi les fabricants, on peut lister les suivants<ref group="notes" name="zemaxcat">{{Lien web|langue=en|url=http://www.radiantzemax.com/en/zemax/features/optical-materials-catalog.aspx|site=radiantzemax.com|titre=Catalogue Zemax|id=zemaxcat}} {{Lien|fr=Zemax|trad=Zemax|lang = en}} liste quelques-uns des catalogues de verres disponibles par défaut dans le logiciel, liste recoupant celle de Code V, un autre logiciel de conception optique.</ref> :
* [[Schott AG]]
* Heraeus Quarzglas
* {{Lien|langue=en|trad=Ohara Corporation|fr=Ohara Corporation}}
* [[Hoya Corporation]]
* [[Corning (entreprise)|Corning Inc.]] : Catalogue de verres non disponible, mais les verres Corning demeurent disponibles sur les logiciels de conception optique et la production de verres spéciaux continue.
* [[Pilkington]] : a recentré son catalogue sur les verres ophtalmiques et verres plats.
* [[Sumita Optical Glass]]
* Hikari Glass : filiale de [[Nikon]] produisant des verres optiques.
* [[Lytkarino#Économie|OAO Lytkarinski Zavod Optitcheskogo Stekla]]
* [[CDGM]]<ref group="notes">{{Lien web|langue=en|url=http://www.opticalres.com/TechSupport/cv_glasscatalogupdates.html|site=opticalres.com|titre=Catalogue CODEV|id=codevcat}} {{Lien|fr=Code V|langue=en|trad=Code V}} liste les catalogues disponibles et téléchargeables dans le logiciel et inclut le catalogue CDGM ainsi qu'un autre ''CHINA'' qui pourrait correspondre à [http://www.chinaopticsnet.com/sop/19110000.htm Chinaoptics] dont l'ensemble du catalogue est passé en ''Inquiry'', sur demande.</ref>

Outre les catalogues de verre optiques et de matériaux divers, il est à noter que d'autres fabricants font commerce de verres optiques, actifs ou spéciaux. On peut citer par exemple les verres à gradient d'indice, commercialisés pour la focalisation des faisceaux lumineux dans une fibre optique, les fibres optiques qui sont des fils de verre optique filé dans une part non négligeable de cas, ou encore les filtres optiques. On trouve ces produits dans les catalogues d'une plus grande quantité de fabricants, dont on peut trouver une liste non exhaustive mais pertinente dans les mêmes catalogues sélectionnés par les logiciels de conception optique<ref group="notes" name="zemaxcat"/> :
{{colonnes|taille=18|
* 3M Precision Optics
* Archer Optx
* Coherent
* CVI
* Edmund Industrial Optic
* Esco
* Geltech
* ISP Optics
* JML
* LightPath Technologies
* Linos Photonics
* Melles Griot
* Midwest Optical
* Newport Glass
* NSG America
* Optics for Research
* OptoSigma
* Philips
* Quantum
* Rolyn Optics
* Ross Optical
* Special Optics
* [[Thorlabs]]
}}

== Applications ==

Les verres optiques sont principalement utilisés dans de nombreux [[Instrument d'optique|instruments d'optique]], en tant que [[Lentille optique|lentilles]] ou comme miroir. Ces instruments, sans être exhaustifs, sont le plus souvent des [[télescope]]s, des [[Microscope optique|microscopes]] ou des [[Objectif optique|objectifs]] photographiques ou de viseur. Au nombre des systèmes optiques possibles, se trouvent aussi les [[collimateur]]s et [[oculaire]]s.

Les verres optiques, notamment les verres ophtalmiques, sont utilisés pour des [[lunettes de vue]]. Les lunettes peuvent aussi être faites de [[verre photochromique]] dont la teinte se modifie selon les rayonnements.

On utilise des verres optiques pour d'autres applications bien plus diverses et spécialisées, par exemple pour les détecteurs de particules de hautes énergies (verres détectant les [[Effet Vavilov-Tcherenkov|radiations de Čerenkov]], les effets de [[Scintillation (physique des particules)|scintillation]]{{etc.}}) et les applications nucléaires, comme les optiques embarquées dans des systèmes soumis aux radiations par exemple.

Le verre optique peut être filé pour constituer une [[fibre optique]] ou constituer des [[lentille à gradient d'indice|lentilles à gradient d'indice]] ({{Lien|langue=en|trad=SELFOC Microlens|fr=Lentille SELFOC}} ou lentilles Geltech) pour l'injection dans ces mêmes fibres.

Des verres optiques sous une forme ou une autre, dopés ou non peuvent être utilisés comme [[milieu amplificateur]] à destination de [[laser]]s.

Enfin la [[microlithographie]], employant des verres transmettant très bien dans l'ultraviolet comme le FK5HT (Flint crown), LF5HT (Flint léger) ou le LLF1HT (Flint extra léger) de Schott, nommés verres ''i-line'' par la firme d'après la raie ''i'' du mercure.

== Notes et références ==
* '''Notes'''
{{Références|groupe=notes|taille=36}}

* '''Références'''
{{Références|taille=36}}

== Voir aussi ==
=== Bibliographie ===
* {{Lien web
 | langue                 = en
 | id                     = BBC
 | auteur                 = David Whitehouse
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 | titre                  = World's oldest telescope?
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 | année                  = 1999
 | site                   = BBC News
 | éditeur                = BBC Online Network
 | consulté le            = 22 mars 2012
}}
'''Ouvrages'''
* {{Ouvrage
 | auteur1       = [[Charles Chevalier]]
 | titre         = Des microscopes et de leur usage
 | sous-titre    = Manuel complet du micrographe
 | lieu          = Paris
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 | lire en ligne = https://books.google.fr/books?id=_CwTAAAAYAAJ
 | consulté le   = 22 mars 2012
 | id            = Chevalier
}}
* {{Ouvrage
 | langue                = fr
 | auteur1               = [[Pierre de Félice]]
 | titre                 = Histoire de l'optique
 | lieu                  = Paris
 | éditeur               = [[Éditions L'Harmattan]]
 | collection            = Acteurs de la Science
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* {{Ouvrage
 | langue                = fr
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* {{Ouvrage
 | langue                = fr
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}}
* {{Ouvrage
 | langue                = en
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 | titre                 = Handbook of Optical Materials
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 | éditeur               = [[CRC Press]]
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}}
* {{Ouvrage
 | langue        = en
 | prénom1       = Matthias
 | nom1          = Brinckmann
 | et al.        = oui
 | titre         = Springer Handbook of Lasers and Optics
 | lieu          = New York
 | éditeur       = [[Springer Science+Business Media|Springer]]
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 | isbn3         = 0-387-30420-7
 | lccn          = 2007920818
 | lire en ligne = https://books.google.fr/books?id=YOHJGz-9UNoC&dq=axial+grin+lens
 | consulté le   = 22 mars 2012
 | partie        = 5
 | id            = SpringerLaser
}}
* {{Ouvrage
 | langue           = en
 | prénom1          = Hans
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 | éditeur          = [[Springer Science+Business Media|Springer]]
 | année            = 1998
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 | isbn             = 3-540-58357-2
 | lire en ligne    = https://books.google.fr/books?id=J0RX1mbhzAEC
 | id               = Neuroth
}}
* {{Ouvrage
 | langue           = en
 | titre            = Norme MIL-G-174 version B
 | éditeur          = [[Département de la Défense des États-Unis]]
 | année            = 1986
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 | isbn             = 
 | lire en ligne    = http://www.knightoptical.com/documentManagement/Quality%20Control/mil-g-174b_optical_glass.pdf
 | consulté le      = 18 avril 2012
 | id               = milg174b
}}
* {{Ouvrage
 | langue           = en
 | prénom1          = Heinz G.
 | nom1             = Pfaender
 | titre            = Schott guide to glass
 | lieu             = Londres
 | éditeur          = [[Chapman & Hall]]
 | année            = 1996
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 | pages totales    = 207
 | isbn             = 0-412-71960-6
 | lire en ligne    = https://books.google.com/books?id=v5q4Hje3iFgC
 | consulté le      = 19 avril 2012
 | id               = Pfaender
}}
* {{Ouvrage
 | langue        = fr
 | prénom1       = Jean-Paul
 | nom1          = Marioge
 | titre         = Surfaces optiques
 | sous-titre    = Méthodes de fabrication et de contrôle, recherches
 | lieu          = Les Ulis
 | éditeur       = [[EDP Sciences]]
 | année         = 2000
 | pages totales = 310
 | isbn          = 2-86883-486-8
 | consulté le   = 19 avril 2012
 | id            = Marioge
}}
* {{Ouvrage
 | langue                = en
 | prénom1               = Joseph Habib
 | nom1                  = Simmons
 | prénom2               = Kelly S.
 | nom2                  = Potter
 | titre                 = Optical materials
 | lieu                  = San Diego/San Francisco/New York etc.
 | éditeur               = [[Elsevier (éditeur)|Elsevier]]
 | année                 = 1999
 | mois                  = novembre
 | jour                  = 2
 | numéro d'édition      = 1
 | pages totales         = 391
 | isbn                  = 978-0-12-644140-6
 | isbn10                = 0-12-644140-5
 | lccn                  = 99-65137
 | présentation en ligne = http://store.elsevier.com/product.jsp?isbn=9780126441406&pagename=search
 | consulté le           = 23 mai 2012
 | id                    = Simmons
}}
* {{Ouvrage
 | langue                = en
 | prénom1               = Rudolf
 | nom1                  = Kingslake
 | prénom2               = R. Barry
 | nom2                  = Jonhson
 | titre                 = Lens design fundamentals
 | éditeur               = [[SPIE (optique)|SPIE]]
 | année                 = 2010
 | mois                  = février
 | jour                  = 16
 | numéro d'édition      = 2
 | pages totales         = 576
 | isbn                  = 978-0-8194-7939-6
 | isbn2                 = 978-0-12-374301-5
 | présentation en ligne = http://spie.org/x648.html?product_id=848939
 | consulté le           = 23 mai 2012
 | id                    = Kingslake
}}
* {{Ouvrage
 | langue                = fr
 | prénom1               = Christian
 | nom1                  = Janot
 | directeur1            = oui
 | prénom2               = Bernhard
 | nom2                  = Ilschner
 | directeur2            = oui
 | titre                 = Matériaux émergents
 | volume                = 19
 | lieu                  = Lausanne
 | éditeur               = [[Presses polytechniques et universitaires romandes|PPUR]]
 | collection            = Traité des matériaux
 | année                 = 2001
 | pages totales         = 432
 | isbn                  = 2-88074-455-5
 | présentation en ligne = http://www.ppur.org/livres/2-88074-455-5.html
 | consulté le           = 23 mai 2012
 | id                    = Janot
}}
'''Articles'''
* {{Article
 | id                     = Barton
 | prénom1                = James L.
 | nom1                   = Barton
 | titre                  = L'évolution de la composition des verres industriels : perspective historique
 | périodique             = Revue VERRE
 | éditeur                = Institut du verre
 | volume                 = 7
 | numéro                 = 2
 | mois                   = mai
 | année                  = 2001
 | url texte              = http://www.institutduverre.fr/vol%207-2/barton.pdf
 | consulté le            = 22 mars 2012
}}
* {{Article
 | id                     = Kumler
 | langue                 = en
 | prénom1                = Jay
 | nom1                   = Kumler
 | titre                  = Changing glass catalogs
 | périodique             = SPIE's oemagazine
 | jour                   = 31
 | mois                   = juin
 | année                  = 2004
 | pages                  = 30
 | doi                    = 10.1117/2.5200406.0009
 | url texte              = http://spie.org/x16956.xml?ArticleID=x16956
 | consulté le            = 19 mars 2012
}}
* {{Article
 | id                     = RosuReyes
 | langue                 = en
 | prénom1                = H.
 | nom1                   = Rosu
 | prénom2                = M.
 | nom2                   = Reyes
 | titre                  = Electromagnetic modes of Maxwell Fisheye lens
 | périodique             =[[Nuovo Cimento]]
 | volume                 = 19
 | numéro                 = 5
 | mois                   = mai
 | année                  = 1994
 | pages                  = 5
 | doi                    = 10.1007/BF02463739
}}
* {{Article
 | id                     = Duncan
 | langue                 = en
 | prénom1                = Duncan T.
 | nom1                   = Moore
 | titre                  = Gradient-index optics: a review
 | périodique             ={{Lien|langue=en|trad=Applied Optics|fr=Applied Optics}}
 | volume                 = 19
 | numéro                 = 7
 | mois                   = avril
 | année                  = 1980
 | pages                  = 4
}}
* {{Article
 | id                     = manhart
 | langue                 = en
 | prénom1                = Paul K.
 | nom1                   = Manhart
 | prénom2                = Richard
 | nom2                   = Bankenbecler
 | titre                  = Fundamentals of macro axial gradient index optical design and engineering
 | périodique             = Optical Engineering
 | éditeur                = SPIE
 | volume                 = 36
 | numéro                 = 6
 | mois                   = juin
 | année                  = 1997
 | pages                  = 1607-1621
 | issn                   = 0091-3286
 | doi                    = 10.1117/1.601179
 | résumé                 = http://spiedigitallibrary.org/oe/resource/1/opegar/v36/i6/p1607_s1?isAuthorized=no
 | url texte              = https://books.google.fr/books?id=4VhEUToKYgsC&pg=261
 | consulté le            = 23 avril 2012
}}
* {{Chapitre
 | id                     = Lee
 | langue                 = en
 | prénom1                = Eric Tong
 | nom1                   = Yih Lee
 | prénom2                = Elizabeth M.
 | nom2                   = Taylor
 | titre chapitre         = Study of the optical and thermal properties of phosphate glasses
 | titre ouvrage          = Trends in Optical Materials Research
 | éditeur                = Owen G. Gardens
 | année                  = 2007
 | passage                = 137-183
 | isbn                   = 1-60021-290-5
 | lire en ligne          = https://books.google.fr/books?id=21ZLAJ8l21QC&pg=PA137
 | consulté le            = 15 juin 2012
}}.

=== Articles connexes ===
* [[Céramique]]
* [[Vitrocéramique]]
* [[Lentille optique]]
* [[Verre parfait]]

=== Liens externes ===
{{Liens}}
* {{Lien web|langue=en|url=http://www.newportglass.com/GeneCd.htm|titre=How the generic optical glass code works|année=2003|site=Newport Glass|en ligne le=2003|consulté le=12 mars 2012|id=newportglass}}
* {{Lien web|langue=en|url=http://www.oharacorp.com/pdf/cross-ref-2012.pdf|format électronique=pdf|titre=Cross reference list between similar glasses|année=2012|site=Ohara corp.|en ligne le=2012|consulté le=12 mars 2012|id=oharacomp}}
* {{Lien web|langue=en|url=http://www.hoyaoptics.com/pdf/OpticalGlass.pdf|format électronique=pdf|titre=Optical glass|année=2012|site=Hoya|en ligne le=2012|consulté le=12 mars 2012|id=hoyacat}}
* {{Lien web|langue=en|url=http://www.sumita-opt.co.jp/data/glassdata.pdf|format électronique=pdf|titre=Sumita Optical Glass|année=2012|site=Sumita|en ligne le=2012|consulté le=12 mars 2012|id=sumitacat}}
* {{Lien web|langue=en|url=http://opticalglass.com.ua/en/prod/s-gla.html|site=opticalglass.com.ua|titre=Potapenko special glass|année=2012|en ligne le=2012|consulté le=12 mars 2012|id=pgmcat}}
* {{Ouvrage
 | langue                 = en
 | titre                  = Transmittance of optical glass
 | éditeur                = [[Schott AG]]
 | collection             = Technical information
 | numéro dans collection = 35
 | année                  = 2005
 | mois                   = octobre
 | pages totales          = 12
 | isbn                   = 
 | lire en ligne          = http://www.schott.com/advanced_optics/english/community/technical-papers-and-tools/tie.html
 | consulté le            = 15 juin 2012
 | id                     = schotttrans
}}
* {{Ouvrage
 | langue                 = en
 | titre                  = Fluorescence of optical glass
 | éditeur                = [[Schott AG]]
 | collection             = Technical information
 | numéro dans collection = 36
 | année                  = 2010
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 | isbn                   = 
 | lire en ligne          = http://www.schott.com/advanced_optics/english/community/technical-papers-and-tools/tie.html
 | consulté le            = 15 juin 2012
 | id                     = schottfluo
}}
* {{Ouvrage
 | langue                 = en
 | titre                  = Stress in optical glass
 | éditeur                = [[Schott AG]]
 | collection             = Technical information
 | numéro dans collection = 27
 | année                  = 2004
 | mois                   = juillet
 | isbn                   = 
 | lire en ligne          = http://www.schott.com/advanced_optics/english/community/technical-papers-and-tools/tie.html
 | consulté le            = {{1er}} juillet 2012
 | id                     = schottstress
}}
* {{Lien web|url=https://www.iso.org/obp/ui/fr/#iso:std:iso:10110:-8:ed-3:v1:fr|titre=Norme ISO 10110|éditeur=[[Organisation internationale de normalisation]]|id=iso10110}}.
* {{Lien web|url=http://www.infovitrail.com|titre=Info Vitrail|site=infovitrail.com|éditeur=SARL ARBO-COM|consulté le={{1er}} juillet 2012}} Site comprenant un glossaire assez complet sur les termes techniques de la fabrication du verre.
* {{Lien web|url=http://www.verreonline.fr/index.php|titre=Verre online|site=verreonline.fr|éditeur=Institut du verre|consulté le={{1er}} juillet 2012}}

{{Palette|Verre minéral}}
{{Portail|matériaux|optique|œil et vue}}

{{Bon article|vote=BA|oldid=85284902|date=19 novembre 2012}}

[[Catégorie:Instrument optique]]
[[Catégorie:Verre optique| ]]