Luminophores Intematix

Afin de ne pas rencontrer à nouveau la situation précédente, une étude de marché fut réalisée afin de trouver un industriel, spécialisé dans les fortes puissances optique, capable de répondre au cahier des charges voulu. Le choix final se porta sur les luminophores « chromalit » d’Intematix. En effet Intematix à développer cette forme de luminophore afin de l’utilisée pour des réseaux de LEDs de plus grande puissance optique. Ceux-ci seraient donc plus adaptés au laser que les précédents. La figure ci-dessous illustre ce nouveau modèle de luminophore proposé par Intematix.

Figure 99 : Luminophore « chromalit » proposé par Intematix.

Cette forme de luminophore, appelée chandelle, permet en outre de vérifier une modélisation proposée au chapitre 3. En effet cette forme fait que la raie laser est plus atténuée au centre du luminophore qu’au pourtour de celui-ci. Ce modèle devrait donc présenter une raie bleue en sortie plus faible que les luminophores précédents.

Intematix proposa alors plusieurs luminophores réalisables. Le tableau suivant les répertorie ainsi que les valeurs de bases fournies par le constructeur.

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Tableau 6 : différents luminophores proposés par Intematix.

Le problème apparaissant avec ce tableau est que Intematix ne pouvais pas garantir un fort indice de rendu des couleurs pour une température de couleur supérieure à 3000K. après avoir soumis ce problème à l’entreprise cliente il fut décidé de prendre un luminophore avec l’indice de rendu des couleurs le plus haut possible même ci la valeur de la température de couleurs étaient insuffisante. En effet si l’indice de rendu des couleurs reste suffisant ce luminophore permettra de vérifier la faisabilité d’une source laser aillant une dispersion chromatique minimale et un indice de rendu des couleurs satisfaisant. De plus il permettra de valider la forme proposée par Intematix ce qui pourrait amener à la réutiliser. Enfin ces luminophore permettent de vérifier expérimentalement un modèle étudié précédemment. En plus de pouvoir déboucher sur une application domestique à défaut de médicale.

Le luminophore choisi fut donc le CL-930 celui-ci aillant les caractéristiques théoriques suivantes :

Une coordonnée x de 0,4338. Une coordonnée y de 0,403.

Un indice de rendu des couleurs de 90 minimum. Une température de couleur de 3000K.

La figure suivante montre le spectre obtenu pour un courant nominal de 0,8A.

Figure 100 : spectre obtenu pour le couplage de la diode laser avec le luminophore CL-930 d’Intematix en W/(sr/m²) par nm.

140 Ces résultats montrent plusieurs choses. Tout d’abord les résultats obtenus correspondent bien aux valeurs données par le constructeur. Ceci permet de confirmer l’efficacité du banc de mesure ainsi que la possibilité d’adapter efficacement un luminophore à une diode laser. De plus ce luminophore aillant au départ été caractérisé à l’aide d’un réseau de LEDs il semble exister une similitude du comportement lumineux entre un réseau de LEDs et une diode laser. Le défaut principal d’un réseau de LEDs étant l’emballement les variations de coordonnées chromatiques en fonction du courant il convient une fois de plus de mesurer ces dernières dans le cas présent. La figure suivante montre donc la variation des coordonnées x et y en fonction du courant nominal.

Figure 101 : variation des valeurs de x et y pour le luminophore CL-930 d’Intematix en fonction du courant nominal en Ampère.

La source obtenue avec le luminophore « Chromalit » semble bien plus stable en courant que les deux précédents. Cette stabilité montre que cette fois-ci le luminophore est bien dimensionné par apport à la diode laser car celui-ci ne semble pas atteindre son seuil de saturation. Cela confirme aussi la stabilité en courant de la raie laser elle-même. Pour vérifier si ces résultats correspondent aux attentes du cahier des charges du client, il faut se référer à l’ellipse des valeurs acceptable fournie par l’entreprise. Celle-ci est définie et représentée dans la figure suivante.

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Figure 102 : ellipse de valeurs acceptables définies par le client pour une température de couleur de 5000 K.

La courbe précédente représente les valeurs entre lesquelles doivent se situer, et rester les coordonnées chromatiques de la source lumineuse. Cette courbe est appelée ellipse de Macadam d’échelon 3. Une ellipse de Macadam permet de qualifier la variation chromatique possible autour d’une valeur chromatique cible et de définir à partir de quelle valeur cette variation sera visible par l’œil humain. Ceci s’applique à tous les éclairages, qu’ils soient blancs ou en couleur. Cependant comme l’œil humain décerne plus rapidement une différence dans les nuances de blanc que dans le vert par exemple, les tailles des Ellipses sont différentes en fonction des couleurs comme le montre la figure ci-dessous [123].

Figure 103 : exemple d’ellipses de Macadam ainsi que la variation de leur taille en fonction de la couleur, chaque ellipse étant grossie d’un facteur 10.

142 En lumière blanche, au sein de la même ellipse de Macadam des différences de 1 échelon ne sont pas visibles, des différences de 2 à 3 échelons sont à peine discernables et des différences de 4 échelons sont visibles mais considérées comme acceptables. Lors du choix d’une source lumineuse, il est conseillé de privilégier un écart maximum de 4 échelons, dit ellipse de macadam 4, un écart de 3 étant l’idéal.

Le problème étant que la courbe fournie par l’entreprise cliente est adaptée à une température de couleur de 5000K il faut donc prendre l’ellipse correspondante pour 3000K. La figure suivante montre donc l’ellipse de Macadam 3 correspondant à 3000K de température de couleurs ainsi que les coordonnées chromatiques obtenues précédemment. Afin de bien distinguer le degré de stabilité obtenu chacun des résultats est normalisé par rapport au centre de l’ellipse.

Figure 104 : Coordonnées obtenues dans le domaine XYZ en fonction du courant, pour le luminophore CL-930 d’Intematix, normalisées et comparées à l’ellipse de Macadam

correspondante.

La figure précédente confirme la bonne stabilité chromatique de la source observée. Afin de pouvoir quantifier numériquement le résultat obtenu il est possible d’utiliser la distance de Mahalanobis vis-à-vis de l’ellipse de départ. De cette façon l’ellipse choisie correspondra aux points à distance unitaire du centre. La courbe suivante montre le résultat obtenu pour chaque valeur de courant observée par apport au contour de l’ellipse.

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Figure 105 : distance de Mahalanobis entre les valeurs mesurées pour chaque valeur de courant, en bleu, par rapport au centre de l’ellipse.

Grace à la figure précédente il est possible d’observer que dans le pire des cas les coordonnées chromatiques ne dévient pas de plus de 30% de la valeur tolérée par l’industrie. La source lumineuse obtenue peut donc être définie comme fortement stable en fonction du courant d’entrée. De plus cette source affiche un indice de rendu des couleurs supérieur à 90 elle correspond donc à ce qui est attendu dans l’industrie actuelle. Finalement le seul défaut de cette source étant sa température de couleur trop basse, elle présente malgré tout le meilleur résultat dans le cas recherché au départ.