Cet article dresse une liste d'indices de réfraction pour de nombreux matériaux représentatifs selon leur catégorie (état, usage fréquent dans un domaine, etc.) et étudiés dans la littérature scientifique. Les matériaux sont caractérisés par leur indice de réfraction, mais cette propriété dépend fortement de la longueur d'onde de la lumière. Selon le domaine de transparence des matières, la mesure de leur indice peut se faire à des longueurs d'onde différentes en général standardisées, notamment par les raies de Fraunhofer. vignette|upright=2|Réfraction, angle critique et réflexion interne totale de la lumière à l'interface de deux médias. Ces indices dépendent aussi légèrement de la température, de la pression et des contraintes, mais aussi de la composition exacte du matériau (présence d'impuretés, dopants, etc.) ; pour beaucoup de matériaux dans des conditions typiques, .

En général, l'indice de réfraction est un nombre complexe, dont la partie imaginaire indique la force des pertes par absorption. Cette partie est pour ces raisons parfois appelée coefficient d'extinction, noté . De telles pertes peuvent être particulièrement importantes, par exemple pour les métaux aux longueurs d'onde courtes et doivent être incluses dans la description de l'indice de réfraction.

Cristaux Les cristaux isotropes ne présentent qu'un seul indice de réfraction, les autres cristaux sont biréfringents : les cristaux uniaxes ont deux indices de réfraction classiquement notés no et ne, les cristaux biaxes ont trois indices de réfraction classiquement notés nx, ny et nz ou nα, nβ et nγ et classés du plus petit au plus grand.

+ Cristaux isotropesLes indices relevés ici sont soit mesurés à la lumière du jour, soit à , longueur d'onde d'un laser He-Ne, à température ambiante. Les exceptions sont relevées dans la colonne λ (µm). Matériau λ (µm) n Diamant 2,4175 Fluorure de calcium 1,433 Fluorure de lithium 1,3912 Antimoniure d'indium 5,13 Arséniure de gallium 4,02 Germanium 2,8 4,052 Sel 1,531 Silicium 1,55 3,4777 + Cristaux biaxes Matériau λ (µm) nx ny nz Andalousite 1,629 1,633 1,638 Pucherite 2,41 2,50 2,51 Massicot 2,51 2,61 2,71 Orpiment () 2,4 2,81 3,02 Sulfate de calcium 1,570 1,575 1,614 Dioxyde de tellure 2,00 2,18 2,35 Zircone 2,13 2,19 2,20 Acide iodique 2,37 2,5 2,65 + Cristaux uniaxes Matériau λ (µm) ne no Alumine 1,7579 1,7659 Calcite 1,486 1,658 Vatérite 1,65 1,55 Fluorure de magnésium 1,3886 1,3768 Litharge 2,535 2,655 Sélénium 1 3,61 2,79 Rutile 2,872 2,584 Tellure 4 4,929 6,372

Verres

Par verre, il est possible d'entendre tout verre utilisé en cristallerie, pour le vitrage ou encore les verres optiques. À mi-chemin entre le verre et les solides cristallins, il est possible de trouver les vitrocéramiques, dont la structure est un mélange homogène de cristaux (comme les céramiques) et de solide amorphe (comme le verre).

Les verres sont généralement peu biréfringents du fait de leur structure amorphe.

Verres optiques + Indices de réfraction de verres optiquesSauf exception inscrite dans la colonne λ (nm), les indices sont pris à la raie d de l'hélium à . DénominationNom du verre dans le catalogue Schott AG, ou indiqué entre parenthèses si différent. Type de verre Famille λ (nm) Indice FK5 Crown Fluorocrown 1,48749 PK2 Crown Phosphate crown 1,51821 BK7 Crown Borosilicate crown 1,51680 PSK3 Crown Phosphate crown dense 1,55232 K5 Crown Crown 1,52249 ZK1 Crown Zinc crown 1,53315 BaK50 Crown Baryum crown 1,56774 SK2 Crown Baryum crown dense 1,60738 SSK4 Crown Baryum crown extra dense 1,61765 LaK10 Crown Lanthane crown 1,72000 LgSK2 Crown Crown long spécial 1,58599 TiK1 Crown Titane crown 1,47869 TiF1 Flint Titane flint 1,51118 KzFN1 Flint Flint court 1,55115 KzFSN4 Flint Flint court dense 1,61340 KF9 Crown flint 1,52341 LLF6 Flint Flint extra léger 1,53172 LF5 Flint Flint léger 1,58144 F2 Flint Flint 1,62004 SF2 Flint Flint dense 1,64769 BaLF4 Flint Baryum flint léger 1,57957 BaF4 Flint Baryum flint 1,60562 BaSF2 Flint Baryum flint dense 1,66446 LaFN2 Flint Lanthane flint 1,74400 LaSF30 Flint Lanthane flint dense 1,80318 NbF1 Flint Niobium flint 1,74330

Verres ophtalmiques On considère pour les verres ophtalmiques qu'un indice normal est compris entre 1,48 et 1,54, un indice moyen entre 1,54 et 1,64, un indice fort entre 1,64 et 1,74, les indices très forts sont au-delà de 1,74. La principale difficulté dans le développement de verres ophtalmiques est la recherche des indices très forts conciliée avec des densités les plus faibles possibles.

+ Indices de réfraction de verres ophtalmiques Dénomination ndMesuré à la raie d de l'hélium à , classiquement utilisé dans les pays anglo-saxons. neMesuré à la raie e du mercure à , classiquement utilisé en Europe. 15 1,523 1,525 16 1,600 1,604 17 1,700 1,705 18 1,802 1,807 19 1,885 1,892 UV W76C'est le crown blanc le plus fréquemment utilisé pour les lunettes. 1,5230 1,5251 HG weiß 0389 1,6006 1,6040 High Lite 1,7010 1,7064 BaSF 64 1,7010 1,7052 LaSF 36A 1,7947 1,8000 LaSF 39 1,8860 1,8927

Autres verres

Cette section concerne des verres ou solides tout ou partiellement amorphes utilisés en optique, en verrerie, ou encore pour le vitrage.

+Verres divers Désignation Utilisation Type Longueur d'onde Indice Pyrex Verrerie Borosilicate 1,474 Corning 9741 Transmission ultraviolette Alcali borosilicate 1,47 Verre de germaniumEn anglais par similitude avec le ou verre de silice dont la structure est similaire. Le verre de germanium et le verre de silice reposent sur la même forme amorphe d'un dioxyde : pour l'un c'est le dioxyde de germanium , pour l'autre, c'est le dioxyde de silicium . Transmission infrarouge Dioxyde de germanium 1,60832 Barr&Stroud BS-39B Transmission infrarouge Aluminate de calcium 1,6764 Schott IRG 25 Transmission infrarouge Verre de chalcogénure 2,7283 Phare de Toyota Celica & Toyota CorollaIdentification of glass samples by their refractive index Automobile 1,478 Phare de Chevrolet Eurosport Automobile 1,488 Phare de Oldsmobile Cutlass Ciera Automobile 1,488 Écran de télévision 1,49—1,51 Verre de pare-brise Automobile 1,518—1,520 Verre de bouteilleNommément, une bouteille de verre pour du Lipton Ice Tea. Verrerie 1,524 Cristal Cristallerie Verre flint 1,545Une convention française a désigné 1,545 comme indice minimal à atteindre pour un verre afin qu'il puisse recevoir l'appellation spécifique de cristal.

Polymères

Les polymères sont des matériaux omniprésents dans la plupart des domaines scientifiques et d'ingénierie. L'indice de réfraction est une propriété d'importance dès lors que l'on utilise les plastiques pour des applications optiques.

La faiblesse des plastiques « optiques » vient de la littérature inégale les concernant, souvent moins fournie que celle des verres optiques : les données sont de ce fait moins fournies, moins complètes et peuvent varier d'un fabricant à l'autre, voire entre deux polymères d'un même groupe.

Comparativement aux verres, dont les indices sont compris dans une fourchette 1,28—1,95, les plastiques ont des indices plus restreints, de 1,31 à 1,65, leur constringence est par contre comparable, 91 à 20 pour les verres, 92 à 20 pour les plastiques.

+ Quelques indices de réfraction pour les grandes familles de plastiques optiques Polymère Abréviation λ (nm) Indice Polytétrafluoroéthylène PTFE 1,31—1,32 Polycarbonate PC 1,5853—1,586 Polycarbonate PC 1,6432 Polycarbonate PC 1,5672 Styrène-méthacrylate de méthyle NAS 1,574 Polystyrène co-méthacrylate de méthyle SMMA 1,564 Styrène-acrylonitrile SAN 1,6125 Styrène-acrylonitrile SAN 1,5673 Styrène-acrylonitrile SAN 1,5519 Styrène-méthacrylate de méthyle NAS 1,558 Poly(méthacrylate de méthyle) PMMA 1,4917 Poly(méthacrylate de méthyle) PMMA 1,5136 Poly(méthacrylate de méthyle) PMMA 1,4831 Polyester PETG 1,567 Polyétherimide PEI 1,658 Polyétherimide PEI 1,687 Polyétherimide PEI 1,651 Polystyrène PS 1,589—1,5903 Polystyrène PS 1,6431 Polystyrène PS 1,5726

Métaux Les métaux couramment utilisés dans les applications optiques comprennent l'aluminium, l'argent et l'or, chacun présentant ses avantages et ses défis distincts. ... Les métaux sont souvent utilisés comme revêtements en couches minces sur les miroirs, les séparateurs de faisceaux et divers composants optiques pour améliorer la réflectivité, filtrer les longueurs d'onde ou fournir des couches protectrices. ... Cependant, il est important de noter que les métaux sont généralement opaques et présentent des pertes élevées de lumière transmise, limitant leur utilisation aux applications réfléchissantes ou basées sur des surfaces. De plus, leurs propriétés optiques peuvent être influencées par des facteurs tels que la rugosité de la surface, l'épaisseur de la couche et l'état d'oxydation, nécessitant un contrôle précis lors de la fabrication et de l'utilisation.

+ Indices de réfraction et Coefficient d'extinction () : Forme complexe de l'indice de réfraction: n = Indice de réfraction (partie réel); k = Coefficient d'extinction (partie imaginaire) de quelques métaux pour trois longueurs d'onde Métal Etat Condition de mesure et/ou Fiche technique Commentaire(s) E1re (eV) E1re : plus basse énergie d'ionisation en électron-volt (Énergie d'ionisation#Valeurs numériques des énergies d'ionisation) λ (nm) Longueur d'onde Lien vers source 226,5 (ultra-violet) 589,0 (visible) 1013,98 (infrarouge) Au (or) Corps simple n absolue; sous vide valeurs calculés théoriques (DFT); ±10% 9,23 1,7 1,4 1,1 2,5 0,36 6,4 Werner et al. 2009: DFT calculations: Au Au (or) Revêtement optique (couche fine) n absolue; sous vide; épaisseur 35nm; substrat: SiO2 valeurs mesurées interpolées; à température ambiante 9,23 1,2857 1,4763 0,40245 2,8131 0,31226 6,3523 Ciesielski et al. 2018: Au/SiO2 Cu (cuivre) Corps simple n absolue; sous vide valeurs calculés théoriques (DFT); ±10% 7,73 1,3 1,9 1,2 3,3 0,37 6,6 Werner et al. 2009: DFT calculations: Cu Ag (argent) Corps simple n absolue; sous vide valeurs calculés théoriques (DFT); ±10% 7,58 1,1 1,5 0,14 3,6 0,32 7,1 Werner et al. 2009: DFT calculations: Ag Ag (argent) Revêtement optique (couche fine) polycristallin; atomiquement lisse; substrat Si/SiO2; n absolue; sous vide valeurs mesurées interpolées; à température ambiante 7,58 - - 0,14250 3,7906 0,20191 6,8772 Ferrera et al. 2019: n,k 0.245–1.45 µm; 298 K Pb (plomb) Corps simple n absolue; sous vide valeurs calculés théoriques (DFT); ±10% 7,42 0,34 2,2 2,8 4,0 1,0 6,0 Werner et al. 2009: DFT calculations: Pb Fe (fer) Corps simple n absolue; sous vide valeurs calculés théoriques (DFT); ±10% 7,9 1,0 2,0 3,3 3,4 3,2 4,8 Werner et al. 2009: DFT calculations: Fe Hg (mercure) Corps simple liquide; à température ambiante valeurs mesurées interpolées; à température ambiante 10,44 0,39087 1,5256 1,7513 4,9306 3,9555 7,0142 Inagaki et al. 1981: Optical properties of liquid mercury Bronze (Cuivre Zinc) Alliage; 90% Cu, 10% Zn - valeurs mesurées interpolées; à température ambiante - 1,2443 1,3355 0,35900 2,8371 0,32819 6,0715 Querry 1985: Optical constants

Liquides On présente dans cette section des données d'indice de réfraction pour l'eau et pour d'autres liquides notables séparément. Des liquides organiques, et des liquides dits « de calibration », extrêmement purs et précisément mesurés, sont présentés.

Eau Le tableau suivant donne les indices de réfractions pour l'eau. + Indices de réfraction de l'eau pour trois longueurs d'ondeLes longueurs d'onde ont été sélectionnées de manière à donner un point de référence dans chaque domaine du spectre électromagnétique d'intérêt dans l'ultraviolet, le visible et l'infrarouge, selon plusieurs températures. Température (°C) Longueur d'onde 0 1,39450 1,33432 1,32612 20 1,39336 1,33298 1,32524 50 1,38854 1,32937 1,32145 100 1,37547 1,31861 1,31114