Optique UV : guide d’achat

Nous savons tous que la lumière Ultraviolette peut être utilisée pour la stérilisation sans en connaître la raison. La réponse vient de l’équation Planck-Einstein :

Planck-Einstein equation

Equation de Planck-Einstein 

L’énergie est égale à deux constantes (Celle de Planck et la vitesse de la lumière) divisée par la longueur d’onde. Nous pouvons directement déduire de cette équation que plus la longueur d’onde sera faible plus l’énergie sera élevée.  L’ultraviolet correspondant aux longueurs d’ondes les plus courtes du spectre électro-magnétique (derrière les rayons X) son énergie est élevée, plus élevée que la lumière du visible et bien plus élevé que les lasers infrarouges.

Une autre caractéristique de l’ultraviolet est que la plupart des matières l’absorbe, il est donc difficile de trouver de bonnes matières transparentes dans l’UV.  Ce guide vous donne les clés pour une compréhension des challenges des composants optiques pour l’ultraviolet:

Définition de l’ultraviolet:

La lumière ultraviolette se réfère à la partie du spectre électro-magnétique entre 10 et 400nm.  Ce spectre est non visible pour les yeux humains et peut être subdivisé en plusieurs sous-spectres :

Ultraviolet Spectre Commentaires
UVA 315-400nm Correspond à la majorité des rayons UV en provenance du soleil et atteignant la terre.
UVB 280-315nm Les « UV dangereux » passant à travers le trou dans la couche d’ozone dans l’atmosphère et mauvais pour le vivant.
UVC 100-280nm Quasiment non présent naturellement sur terre, complètement absorbé par l’atmosphère.
EUV 10-124nm Corresponds aux UV extrêmes,  ils ne peuvent être travaillés que sous vide l’air ambiant ainsi que les composants optiques les absorbant.

Qu’est ce que les composants optiques UV?

Les optiques UV sont des composants optiques qui peuvent être plus ou moins utilisés pour des rayons ultraviolets comme les composants optique classique du visible : lentilles, prismes, filtres, miroirs etc.

La plupart des matières optiques comme le N-BK7, le H-K9L ou le B270 ont transmettent mal dans l’UV, il est recommandé de travailler avec des matière présentant de bonne propriétés de transparence pour les longueurs d’ondes du spectre ultraviolet. Ci-dessous une liste de matières pouvant transmettre les UV :

  • Silice fondue de grade UV
  • Saphir (proche UV uniquement)
  • LiF (Fluorure de Lithium), jusqu’à 110nm.
  • BaF2 (Fluorure de Baryum)
  • CaF2 (Fluorure de Calciu)
  • MgF2 (Fluorure de Magnesium)
  • Des polymères optiques spécifiques pour la transmission dans l’UV

Chaque matière dispose de ses propres spécificités, mais le plus profond on va dans l’UV (plus les longueurs d’ondes sont courtes) plus il est difficile de trouver une matière adéquate. Pour les EUV il est quasiment uniquement possible de travailler avec des composants optiques réflectifs.

Application des optiques UV

Les composants UV sont utilisés partout où il y a un besoin de lumière UV. Nous avons vu en introduction que la lumière UV est très utilisée pour la désinfection, elle est également utilisée pour déclencher la fluorescence en microscopie, pour la certification de produits et autres applications. Du fait des ses courtes longueurs d’ondes, les rayons UV peuvent également être utilisés pour la mesure précise de composants optiques ou pour de la spectrométrie.

Où acheter des composants optiques pour des applications ultraviolettes ?

Du fait de ses très courtes longueurs d’ondes, des défauts de surface qui pourraient être négligés sur des composants optiques utilisés dans le visible ou l’IR, peuvent avoir des impacts dommageables dans l’UV, notamment une plus grande diffusion de la lumière. Pour éviter cela, un très bon polissage de la surface doit être atteint et l’on doit utiliser des matières sans impuretés qui pourraient absorber la partie UV de la lumière.

Il est recommandé de porter une attention particulière aux éléments optiques qui vont être utilisés dans l’ultraviolet, nous recommandons donc de ne travailler uniquement avec des des fabricants d’optique de précision expérimentés dans les composants optiques UV.

N’hésitez pas à contacter SINOPTIX pour vos besoins d’optiques UV.

Autres ressources sur les composants optiques: