Surface éclairée par un laser

[Manuman]

Bonjour,

mon problème est simple:
J'utilise un laser pour éclairer une surface liquide.
j'ai donc un laser pour lequel je fais diverger son rayon avec une lentille.
Je sais qu'il faut placer la lentille à une distance focale f de la surface liquide.
Par contre, je ne sais pas à quelle distance soit la lentille du laser pour avoir quelque chose d'optimal.
Et surtout, j'aimerais connaitre la surface qui sera éclairée par le rayon laser, une fois qu'il a passé la lentille? Cela doit dépendre de f la distance focale mais ,je pense, aussi d'un angle qui doit être caractéristique de la lentille...

Pourriez-vous me renseigner sur ces données?

Merci d'avance
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Je n'ai pas compris votre manip.
Vous voulez faire diverger ou converger le faisceau de votre laser?
Vous voulez une grande surface ou une petite surface de liquide éclairée?

De plus, si vous nous racontiez pour quoi faire, on pourrait vous aider plus précisément.
Au revoir.

[f6bes]

Bjr manuman,
Si tu DIVERGES (écarter) cela ne rends pas "paralléle" ton faisceau !
Si tu veux CONVERGER te faut une lentille CONVERGENTE (qui "raméne" le faisceau en un POINT) tout comme une loupe .

Surface:Au minimum c'est UN point.

Mais comme dit LFPR , c'est plus que nébuleux !

A+

[Manuman]

merci pour vos réponses.

En fait, je veux mesurer la répartition du profil de température dans une mince épaisseur d'eau. Pour cela, j'utilise la technique de fluorescence (LIF laser induced fluorescence):
J'introduis un traceur (de la poudre) dans l'eau et je l'excite avec un faisceau laser.
Une fois excité, le traceur devient fluorescent pendant une certaine durée très courte. Avec une caméra CCD, je peux ainsi observer la répartition de la fluorescence de ce traceur et remonter à la température du traceur et ainsi de l'eau.

Donc j'ai besoin d'éclairer ma surface d'eau avec un faisceau laser (argon). Comme un rayon laser n'éclaire qu'un point (ou une petite surface), j'ai besoin d'une lentille divergente pour créer un faisceau qui puisse éclairer une surface raisonnable: je ne peux pas me permettre de déplacer mon laser et tout le système d'observation pour chaque point de mesure!!
C'est pour cela que je voulais savoir quelle taille pouvait avoir mon faisceau laser après avoir traversé ma lentille convergente, donc du coup quel angle de déviation max peut apporter la lentille ?

Pour l'histoire des rayons parallèles, je pense que c'est parce que tu penses à l'intensité lumineuse en chaque point du faisceau: or en fait je ne m'en occupe pas parce que j'utiliserais deux traceurs différents et en mesurant le rapport de leurs fluorescences respectives qui ne dépend pas de l'intensité lumineuse, je pourrai accéder à la température !

Enfin bref, c'est bien compliqué mais ce qui m'intéresse c'est de savoir ou placer ma lentille pour avoir une surface éclairée raisonnable, sachant qu'en tout je dois faire mes mesures sur une surface d'un m².

Mes cours d'optique sont bien loin, du coup j'ai besoin d'aide juste pour ce point!!

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Re.
Il faut que vous connaissiez le diamètre du faisceau de votre laser.
Si vous utilisez une lentille convergente, tout le faisceau converge dans le point focal de la lentille (je néglige les effets de diffraction, qui n'ont pas d'intérêt ici).
À partir de ce point focal, le faisceau diverge.
Donc il faut voir de quelle distance disposez-vous pour élargir le faisceau. Faites un dessin avec la lentille et les bords du faisceau qui convergent puis divergent du point focal. Au niveau de la surface qui vous intéresse les bords doivent avoir la bonne dimension (rayon correspondant à 1 m²). Il ne vous reste qu'appliquer le théorème de Thales pour ces deux beaux triangles semblables.
Avec une lentille divergente on peu gagner un peu de place, mais je crois que, en général, on a plus de choix dans le tiroir des lentilles convergentes. N'oubliez pas les objectifs de microscope.
Au revoir.

[Manuman]

Ok merci, ça me revient maintenant!! C'est de l'optique géométrique avec des rayons à tracer etc.

Le rayon du laser est de 300µm .
Pour avoir le plus rapidement possible un faisceau assez large, il faudrait que la focale de la lentille soit le plus possible...
Du coup il faut que je me renseigne sur les focales des lentilles que j'aie à disposition et prendre aussi en compte le fait que je puisse prendre des lentilles convergentes.

Merci

[LPFR]

Re.
De 300 μm à 56 cm, cela fait un agrandissement de presque 2000. Il faudrait que la focale de votre lentille soit 2000 fois plus petite que la distance dont vous disposez pou élargir le faisceau. Ce n'est pas évident, même avec des objectifs de microscope.
Une autre possibilité est d'élargir le faisceau avec deux cylindres croises. Le premier l'étale dans un sens et le second à 90°. Et là, vous pouvez utiliser des fibres de verre du diamètre du faisceau. Reste à les aligner avec le faisceau (heureusement ce n'est pas mon problème).
Est-ce que vous avez calculé la puissance par unité de surface pour votre laser élargi? Vous suffit-elle?
A+

[Manuman]

Merci pour le calcul.

Bon c'est sûr ça parait impossible de faire un faisceau qui puisse éclairer la surface!! Manque de place évident!!

Pour la puissance lumineuse, je ne sais malheureusement pas trop ce que ça va donner car je n'ai pas encore assez de données sur le sujet...
Je redirai quand j'en saurai plus

Par contre, que voulez vous dire par fibres de verre?? Je veux dire, quel serait leur intérêt et comment les utiliser??

A bientôt

[LPFR]

Bonjour.
J'avais suggéré l'utilisation de deux lentilles cylindriques à la place d'une lentille "normale" car vous risquez d'avoir besoin d'une focale de l'ordre du millimètre (vous n'avez pas encore dit la distance dont vous disposiez entre le laser et la surface).
Comme vous n'avez pas besoin de former des images, on peut utiliser deux lentilles cylindriques croisées pour élargir le faisceau. Et des cylindres de faible diamètre on peut les obtenir ou même se les faire soi même. Il suffit de trouver ou se fabriquer une fibre de verre ou de plastique du bon diamètre (0,5 mm, par exemple).
Au revoir.