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Comprendre le Verre Diffusant Blanc

Comprendre le Verre Diffusant Blanc

Le principe de conservation d’énergie nous demande de tenir compte l’énergie totale lorsque la lumière est transférée d’un support à un autre. L’énergie totale d’un système peut être divisée en quatre parties : la transmission, la réflexion, l’absorption et la dispersion. Tous ces quatre paramètres dépendent de la chimie du matériau et de la finition de surface. Différents types d’optiques sont conçus pour optimiser ou réduire l’énergie qui rentre dans un ou plusieurs de ces paramètres. Pour un miroir : la transmission, l’absorption et la dispersion sont réduites tandis que la réflexion est optimisée. Pour une lentille : la dispersion, la réflexion et l’absorption sont réduites tandis que la transmission est optimisée. Dans le cas du Verre de Diffusion Blanc, la dispersion est optimisée tandis que l’absorption et la transmission sont équilibrées en modifiant l’épaisseur du diffuseur.

Le Verre Diffusant Blanc est un matériau colloïdal qui utilise l’effet Tyndall pour disperser la lumière. La dispersion Tyndall requiert que les particules qui contribuent à la dispersion soient plus ou moins de la même taille que la longueur d’onde de la lumière dispersée. Par conséquent, si vous pouvez voir distinctement la dispersion du matériau (aspect blanc opaque), les particules doivent à peu près avoir la même taille que la longueur d’onde de la lumière visible. Lorsque la longueur d’onde de la lumière incidente augmente, l’intensité de la lumière dispersée diminue pendant l’intensité de la partie inchangée de la lumière augmente. La Figure 1 montre un faisceau de 1.064 nm transmettant à travers une surface polie du Verre Diffusant Blanc. La tache concentrée de lumière sur la photo montre que 1.064 nm se trouve dans la gamme qui commence à transmettre une lumière non diffusée. Les longueurs d’onde du spectre visible seront entièrement diffusées par le Verre Diffusant Blanc.

Pour obtenir un diffuseur qui disperse à la fois la lumière visible et proche infrarouge, il suffit d'ajouter un second mécanisme de dispersion ayant différentes dépendances de longueur d’onde.

Figure 1: 1064nm Beam Scattered by Polished White Diffusing Glass
Figure 1 : Faisceau de 1.064 nm dispersé par le Verre Diffusant Blanc Poli
Figure 2: 1064nm Beam Scattered by Ground White Diffusing Glass
Figure 2 : Faisceau de 1.064 nm dispersé par le Verre Diffusant Blanc Meulé

La lumière est dispersée géométriquement lorsque l'élément dispersif est beaucoup plus grand que la longueur d'onde de la lumière. En bref, si la lumière atteint une surface dont la normale à la surface change de manière aléatoire, alors la lumière sera réfractée dans des angles aléatoires le long de la surface. Ceci est le mécanisme utilisé pour les diffuseurs de verre meulé. Lorsque vous ajoutez une surface sablée à un matériau colloïdal, vous obtenez un diffuseur efficace sur une large gamme de longueurs d’onde. La Figure 2 montre un faisceau de 1.064 nm traversant un diffuseur de Verre Diffusant Blanc Meulé. Veuillez noter que la lumière est parfaitement diffuse, ce qui est dû aux multiples mécanismes de dispersion.

Les trois autres formes de transfert d’énergie doivent être prises en compte de manière à optimiser la performance d’un système. Dans le cas du Verre Diffusant Blanc, le matériau est poli de manière à avoir une épaisseur de 1,25 mm afin d'équilibrer la transmission et l’absorption. L'épaisseur du verre poli peut être modifiée pour correspondre à la performance souhaitée pour votre application. Vous trouverez ci-après des balayages de transmission liés à du verre diffusant blanc poli à différentes épaisseurs.

Figure 3: White Diffusing Glass Transmission at Various Thickness
Figure 3 : Transmission du Verre Diffusant Blanc à Différentes Épaisseurs

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