Luminescence des minéraux

Sources d'ultraviolet utilisables en minéralogie

Lampes à décharge

Les amateurs de minéraux fluorescents connaissent bien ces lampes assez coûteuses quand elle émettent en UV ondes courtes à cause des filtres nécessaires pour filtrer la partie visible du spectre du mercure.

Nous n'allons pas traiter de ces lampes ici, bien d'autres sites en parlent.

Vous trouverez notamment plus d'information sur le raccordement et sur la comparaison des différentes lampes disponibles dans le commerce sur le site de Richard loyens.

Voici quand même quelques liens vers les principaux fabricants ou fournisseurs de lampes ultraviolettes pour minéralogistes (liste non exhaustive):

Il est également possible de fabriquer soi-même ses lampes; Leur câblage est tout à fait similaire à celui des lampes équivalentes utilisées pour l'éclairage en lumière "blanche" que ce soit en tube luminescents (TL), en lampes compactes (économie d'énergie) ou en tube compact en U.

L'expérience et le graphique ci-dessous montrent que beaucoup plus que la différence de rendement entre les différentes marques de lampe, l'utilisation d'un très bon réflecteur est capitale pour obtenir un bon résultat. Sur ce point, les tubes TL ont l'avantage d'une géométrie linéaire simple et adaptée aux vitrines. Les passionnés de reptiles et d'aquarium sont nombreux sur le web à donner des conseils pour la fabrication de lampes UV (UV-A et UV-B non filtrées pour la lumière blanche). Sur le site uvguide.co.uk (en anglais), vous trouverez notamment l'étude sur le gain produit par l'utilisation d'un bon réflecteur (en vente dans tous les bons magasins d'aquariophilie) dont ce graphique est tiré ainsi qu'énormément d'informations sur les lampes.

Gain de 30 à 40% de la puissance d'UV émise dû à l'ajout d'un réflecteur (en bleu clair)
Source: UV Guide UK

Cet autre article du site Reptile UV Info (RUVI) obtient même un gain de 50% (mesure effectuée en UV-B avec un mesureur d'UV Solarmeter)

Comme le montre le graphique ci-dessous, l'aluminium est presque un réflecteur parfait pour les UV alors que l'argent réfléchit très mal les UV de longueur d'onde moyenne

Coefficients de réflexion ou réflectance ρ :
courbe 1 : argent (réfléchit mal le proche UV)
courbe 2 : cuivre (réfléchit peu le bleu)
courbe 3 : aluminium

Coefficient de transmission ou transmittance τ :
courbe 4 : silice fondue (transmet uniformément le visible)
courbe 5 : verre bleu de marque Sovirel (absorbe le vert et le rouge)

(La zone hachurée correspond au domaine de la lumière visible)

Source: Wikipédia: Photographie, Rayonnements électromagnétiques, Jean-Jacques MILAN

Malheureusement, ces lampes ne conviennent pas bien à la spectrométrie car même après filtrage, le spectre est encore loin d'être purement confiné aux UV.

Leds

Contrairement aux lampes à décharge, les leds procurent une source d'UV quasi monochromatique et assez étroite. Leur inconvénient tient à leur faible puissance individuelle qui oblige à regrouper beaucoup de leds pour avoir une intensité suffisante. L'efficience des leds à 365 nm est d'environ 5-8% alors que celle à 395 nm ont une efficience proche de 20%.
Les leds sont une source idéale pour la spectroscopie car on trouve à peu près toutes les longueurs d'onde de 250nm à 410nm par pas de 5nm! Malheureusement, en dessous de 350nm, les prix explosent.

Nichia: powerful 250mW Nichia NCSU033A 365nm UV LED

Roithner : une source en Europe de toute une gamme de diodes leds UV extrêmement bien fournie allant de 245nm à 400nm; on y trouve également des leds lasers à 406nm.

Sensor Electronic Technology, Inc. : une source aux Etats-Unis d'une vaste gamme de led UV également bien fournie de 200 à 400nm;

Vous trouverez également des tests extrêmements intéressants sur les leds UV sur le site "Led Museum", notamment une led à 274 et une à 365nm de chez Sensor Electronic Technology. Et encore plein d'autres tests de led UV en suivant les liens sur le site.

Ebay : On trouve sur ebay énormément de led UV à la vente parfois pour des prix dérisoires. Attention, très souvent il s'agit de led émettant entre 380 et 410nm. Il existe de bonnes surprises avec des leds émettant à 380-390nm très bon marché.

Exemple de module fabriqué en Chine et donnant d'assez bons résultats avec une émission maximale à 402nm:

 

Certaines firmes on développé des ensemble de diode leds couvrant une surface plus importante comme ce module de 4.5 W @ 390 nm de chez: http://tech-led.com/UV_LED_Array.shtml

On trouve également - éventuellement toujours sur ebay - des mini lampes de poche à led qui rendent de bons services et dont les batteries assurent une autonomie très confortable. (essayez avec les mots clés "uv led 365" et "uv led 375").

Les amateurs de chasse aux scorpions sont aussi assez actifs dans la réalisation de lampes "faites maison" à base de leds. En voici un exemple.

Lasers

Depuis l'arrivée de la technologie blue-ray, les lasers à led émettant à 405-406nm sont devenus très courants et très bon marché. On en trouve entre 5mW et 250mW pour 15 à 100€ (+ frais de port...). Les modèles se présentant sous forme de pointer laser sont extrêmement utiles sur les foires pour tester les minéraux très fluorescents comme la calcite, même s'il ne remplacent pas une source à led à 365-370nm sous forme de lampe de poche ou une lampe à décharge traditionnelle allimentée sur batterie. Ils ont en tous cas l'avantage de la concentration de puissance sur une très petite surface, de l'encombrement négligeable et de la durée de vie des batteries. C'est la source idéale pour la spectroscopie quand on peut se contenter d'une longueur d'onde de 370 ou de 405nm

image et spectre

Il existe bien sûr des lasers plus professionnels notamment ceux utilisés pour la spectroscopie (voir page équipement), mais les prix sont en conséquence!

 

Comparaison des spectres émis par différentes sources d'UV

Vous trouverez sur cette page le spectre d'émission regroupés de quelques lampes et leds disponibles dans le commerce

Mesure des UV

Si le sujet vous intéresse, vous pouvez rejoindre le UV Meter Group de Yahoo. il s'agit d'un groupe de passionnés de reptile effectuant des mesures d'UV-B avec l'appareil Solarmeter 6.2 (Transparence du verre, puissance des lampes, mesure des UV-B émis par le soleil etc.