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Optique : L'hologramme redistribue la lumière

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  En restructurant une source lumineuse, les diffuseurs holographiques permettent d'optimiser la distribution spatiale de la lumière avec le minimum de pertes.

 

Comment éviter de gaspiller la lumière ? La question n'est pas triviale, si l'on considère que la plupart des sources lumineuses diffusent généreusement, alors que l'éclairage recherché est généralement plus localisé. De plus, les méthodes existantes pour concentrer et " optimiser " un faisceau lumineux avec un réflecteur ou des optiques correctrices supposent souvent un faisceau de géométrie conique simple, alors que la réalité est plus complexe. Un cas exemplaire est celui des écrans à cristaux liquides, connus pour manquer de brillance et requérant un éclairage arrière et un diffuseur rudimentaire à l'avant. Les cristaux liquides ne laisseront typiquement passer que 20 % du flux lumineux, et le diffuseur, s'il optimise le passage de la lumière, n'en transmet que la moitié environ. La firme californienne Physical Optics pense avoir trouvé une solution quasi universelle avec ses diffuseurs holographiques (light shaping diffuseurs LSD). Ils permettraient d'atteindre des rendements de transmission de 90 % ou plus en partant d'une lampe à filament, à arc, ou d'une diode. De plus, ces LSD fonctionnent en lumière naturelle. L'hologramme est étudié de manière à homogénéiser la lumière en modifiant localement la distribution de l'énergie lumineuse, redirigeant finement chaque partie du faisceau de manière à obtenir l'illumination optimale, en intensité et en localisation. Il est enregistré comme structure de surface dans un photoresist, par interférométrie laser. Cette première matrice conduit à une matrice secondaire, métallique, qui peut être utilisée pour transférer l'hologramme au produit final par estampage ou moulage par injection. Les LSD de Physical Optics ont déjà plusieurs applications. Techsonic Industries, une compagnie d'équipements marins de l'Alabama, commercialise par exemple un nouvel outil portable de mesure de profondeur pour les plongeurs, qui utilise un diffuseur holographique placé derrière la fenêtre de lecture pour faciliter la vision, même à des profondeurs où l'éclairage ambiant est médiocre.

Compenser les irrégularités de structure et de brillance

Kulicke & Soffa, un constructeur d'équipements de fabrication de semi-conducteurs de Pennsylvanie, incorpore des diffuseurs holographiques dans ses machines pour faciliter le placement de microfils d'or ou d'aluminium sur des puces en silicium avant leur installation sur un circuit imprimé. La machine de Kulicke & Soffa utilise comme éclairage un faisceau lumineux généré par des diodes. En incorporant un LSD au condenseur optique du système de vision robotique, K & S compense aisément les irrégularités de structure et de brillance du faisceau lumineux, augmentant ainsi la précision de sa machine. Les LSD de Physical Optics doivent être personnalisés pour la plupart des utilisations, mais ils ont déjà des applications standards. Par exemple, en combinant ses diffuseurs optiques avec des lentilles de Fresnel, PO fabrique une gamme de lentilles " déviatrices " potentiellement utilisables dans toute application où une image ou une source lumineuse a besoin d'être vue hors de l'axe direct, comme des affichages ou des éclairages publics.



USINE NOUVELLE N°2583
 

 

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