Concentrateurs luminescents
Les concentrateurs luminescents sont des nouvelles sources de lumière qui sont à la fois très puissantes et très lumineuses.
Elles utilisent des matériaux luminescents sous la forme de parallélépipèdes polis sur toutes les faces. Les grandes faces servent à apporter l'énergie (pompage optique) et l'une des plus petites faces est utilisée comme face de sortie.
Photo de concentrateurs luminescents utilisant des plastiques dopés par des colorants visibles
Le groupe Lasers étudie ces nouvelles sources de lumière pour le pompage de laser et pour des applications d'illumination. En utilisant des LEDs pour le pompage, les concentrateurs luminescents peuvent émettre des puissances dépassant le kW avec une luminance vingt fois supérieure à celle du soleil.
Le groupe Lasers est pionnier dans ce domaine qu'il explore depuis 2012, en anticipant l'amélioration des performances des LEDs et leur baisse de coût rapide.
Par exemple, un concentrateur luminescent peut être basé sur un cristal fluorescent de Ce:YAG émettant dans le visible et avec une absorption dans le bleu. Des milliers de LEDs bleues sont réparties sur les deux grandes surfaces et l’émission se fait par les tranches.
La conversion de fréquence par mécanisme d'absorption-émission alliée à la réflexion totale interne permet une émission par les tranches du cristal avec une valeur d'éclairement supérieure d'un facteur 10 à 20 par rapport à l'éclairement donné par des LEDs.
Schéma d'un concentrateur de lumière pour le pompage de milieu laser.
L'éclairement important dans le jaune orange des concentrateurs luminescents est exploitée pour le pompage optique des cristaux laser à spectre large comme le Cr:LiSAF, l'alexandrite (Cr:BeAl2O4) ou le saphir dopé au titane (Ti:Al2O3) qui ont tous des bandes d'absorption dans le visible. Ces cristaux sont très intéressants pour réaliser des lasers accordables dans le proche infrarouge ou pour développer des lasers femtosecondes de forte énergie.
Exemples de concentrateurs luminescents en Ce:YAG pompés par des LED bleues. A gauche, la zone de sortie est la tranche la plus lumineuse. A droite, le concentrateur est collé à un cristal laser d'alexandrite (en rouge).
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Références
Lasers pompés par concentrateurs luminescents
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