SUR LA RÉPONSE SPECTRALE DE CERTAINES SURFACES TEXTURÉES

Résumé
Un modèle très simple, dérivant du principe d'Huyghens-Fresnel, de l'action d'une onde sur une surface texturée à caractère périodique, est mis à l'épreuve d'une comparaison avec la théorie électromagnétique quasi-rigoureuse de Rayleigh. Comme ce modèle ne tient pas compte des réflexions multiples, il conduit, d'une part, à une violation systématique de la relation de conservation d'énergie, et, d'autre part, à une mauvaise approximation des phénomènes en présence pour toutes sauf les textures les moins accusées. Toutefois, ce modèle est utile en ce sens qu'il indique la possibilité que se produise un intéressant effet de sélectivité pour des réseaux dont le pas est inférieur à la longueur d'onde minimale λ_min du spectre solaire. Une correction assez simple peut être appliquée au modèle pour qu'il obéisse aux contraintes énergétiques et tienne compte des interactions multiples entre le champ lumineux et le relief de la surface de captation. Ce nouveau modèle décrit, bien mieux que le précédent, les effets en présence, mais seulement pour des réseaux (de pas d inférieur à λ_min) dont le rapport de la hauteur b des sillons sur le pas n'excede pas environ 0,5. Néanmoins, il fournit les indications selon lesquelles la sélectivité peut être rendue indépendante de d, et une baisse de réflectivité, accompagnée par un accroissement de la longueur d'onde de coupure, obtenus par une augmentation de b. Il est probable que les meilleurs effets se produiront pour des réseaux à pente (π b/d) très accusée, mais comme leur action sur le rayonnement solaire échappe aux descriptions simples existantes, il est nécessaire de poursuivre les recherches théoriques.

Abstract
A very simple model, deriving from the Huyghens-Fresnel principle, of the action of a wave upon a rough periodic surface, is evaluated by comparison with Rayleigh's quasi-rigorous electromagnetic theory. As the model does not account for multiple reflections, it leads both to energy conservation violations and to poor approximations of the phenomena in presence for all but the most gentle roughnesses. However, the model is useful in the sense that it indicates the possibility of an interesting wavelength discrimination effect for gratings whose period is less than the minimal wavelength λ_min of the solar spectrum. A rather simple correction can be applied to the model in order that energy constraints be satisfied and multiple interactions between the light and the surface relief be taken into account. The new model gives a better description, than the preceding one, of the phenomena that are present, but only for gratings (whose period d is smaller than λ_min) with a groove height b to period ratio that does not exceed approximately 0.5. Nevertheless, it furnishes the indication that the wavelength discrimination effect can be rendered independent of d, and that a lowering of the reflectivity with an accompanying shift of the cutoff wavelenght to higher values can be obtained by increasing b. It is probable that the best effects are produced by gratings with large surface solpes (π b/d), but as their action upon solar radiation cannot be described by existing simple models, it will necessary to pursue research on the theory.