1. ScienceTec : distribution, support
technique et SAV
Atelier-
Atelier-Rencontre autour de la spectrométrie Infra-Rouge
Infra-
IFREMER (Plouzané 29)
(Technopôle Brest-Iroise)
Brest-
Mercredi 27 juin 2012
Vincent Tarazona
Boumédiène Bekara
2. ScienceTec : distribution, support
technique et SAV
Société créée en 1987
Nous fêterons cette année nos 25 ans.
Société indépendante
Capitaux 100% français.
Distributeur de marques internationales
représentant l’excellence en matière
scientifique.
4. LI-COR : Spécialiste de la fluorescence dans l’infrarouge
Partenaire depuis 1995
• Avantages de l’infrarouge : pas de bruit de fond
Membranes
Biomolécules
Visible Proche Infrarouge
FITC Cy3 Cy5 IRDye700 IRDye800
200 400 600 800
• Sensibilité supérieure
Protéomique Biologie Moléculaire In-vivo
5. HITACHI : Spectrophotomètres
Partenaire depuis 1987
Large gamme de spectrophotomètres fiables et robustes pour toutes
les applications
– Quantification ADN, analyse quantitative, cinétique, spectre, validation automatique, archivage des méthodes
U-5100
• Rapport de faisceau
• Gamme spectrale : 190 à 1100 nm
• Bande passante : 5 nm
• Lampe Xénon Flash
• Porte cuve 6 échantillons
U-2900/U-2910
• Double faisceaux
• Gamme spectrale : 190 à 1100 nm
• Correspond aux normes de la Pharmacopée Européenne bande passante : 1,5 nm
• Clé USB
• 2 versions : 1 autonome avec large écran couleur 26,4 cm et 1 à connecter à
1 PC avec le logiciel UV Solutions
Nombreux accessoires optionnels
6. HITACHI : spectrophotomètres
U-3900/U-3900H
– Double faisceaux
– Gamme spectrale 190 – 900 nm (option 1100 nm)
– Système optique :
• U-3900 : 1 monochromateur
• U-3900H : 2 monochromateurs
– Bande passante réglable : 0,1 à 5 nm
– Sphère d’intégration 60 mm ou 150 mm optionnelle
U-4100 : UV / Visible /
proche IR :
– Double faisceaux
– Gamme spectrale 175 à 3300 nm selon les modèles
– Dimensions maximales de l’échantillon : 430x430 mm
– Nombreux accessoires pour mesures non destructives en
transmission et réflexion
7. HITACHI U-4100 caractéristiques
Choississez un système optimum en fonction de vos besoins
Chambre Détecteur
échantillon Sphere d’intégration
Standard standard
ou ou
Large Sphere d’intégration
Ultra sensible
Monochromateur
Prisme et réseau
or
Réseau et réseau
8. HITACHI U-4100 caractéristiques
Echantillons Echantillons Mesure en
solides Larges UV
Gamme
spectrale 240 - 2600 nm 240 - 2600 nm 175 - 2600 nm
Chambre 200×200 430×430
Max. : 200 200 mm Max. : 430 430 mm 200×200
Max. : 200 200 mm
Optimale pour la mesure Possibilité de mesure non- Possibilité de réaliser des
en transmission / destructive en transmission mesures sensible en
réflexion d'échantillons / réflexion des matériaux utilisant la sphère
solides. pour les éléments optiques d'intégration à partir de
Application Compatible avec de et électroniques (grand 175 nm jusqu’au proche
nombreux accessoires verre, tranche de silicium, infrarouge.
dont les mesures en substrat cristaux liquides,
réflexion spéculaire. composés de cellules
photovoltaïques.)
Compartiment
9. HITACHI réseau
Réseau Hitachi gravé mécaniquement.
Machine à graver
Système unique conçu en 1880 par
Henry Augustus Rowland de
l’Université Johns Hopkins
(Baltimore).
Comparé à un réseau holographique,
le réseau gravé mécaniquement ont
les avantages suivants:
(1) Une haute efficacité de diffraction
grâce à une surface rainurée
réfléchissante
(2) Espacement des rainures ajustée,
pour une meilleur correction des
aberrations astigmatiques.
10. Mesure en Transmission
Faisceau incident
Spectre de transmission
④ Faisceau réfléchi ③ Faisceau réfléchi
(Réflexion diffuse) (Réflexion spéculaire)
・Composante rectiligne avancée ①
Emis au même angle que le faisceau incident
Pour les échantillons transparents la majorité du Echantillon
faisceau incident deviendra une composante
rectiligne avancée.
・Composante diffusée ② ② Faisceau transmis
Faisceau transmis qui diffuse à différents angles. (composante diffusée)
L’échantillons diffuse plus si il est irrégulier ou
trouble. ① Faisceau transmis
(composante rectiligne avancée)
・Transmission totale ① + ②
Somme des deux faisceaux transmis ( rectiligne
avancé et diffusé).
11. Mesure en Réflexion
Faisceau incident
Spectre de réfexion
④ Faisceau réfléchi ③ Faisceau réfléchi
(Réflexion diffusée) (Réflexion spéculaire)
・Réflexion spéculaire ③
Emis au même angle que le faisceau incident
Plus importante pour les échantillons “miroirs” Echantillon
・Réflexion diffusée ④
Faisceau réfléchis qui diffuse à différents angles.
② Faisceau transmis
L’échantillons diffuse plus si il est irrégulier ou (composante diffusée)
trouble.
・Réflexion totale ③ + ④ ① Faisceau transmis
Somme des deux faisceaux réfléchis (spéculaire (composante rectiligne avancée)
et diffusé).
13. Sphère d’intégration
Exemple : Mesure de la texture d’un verre
Mesure en transmission dans toutes les directions
→ Accessoire sphère d’intégration
Faisceau incident
Verre (diffuse)
Faisceau incident
Capable de mesurer le faisceau transmis qui est diffusé dans toutes les directions.
14. Sphère d’intégration
Exemple : Mesure de la texture d’un verre
Mesure de la transmission dans
toutes les directions
Afin d’avoir une production efficiente d’énergie,
une couche pyramidale appelée structure texture
est formée à la surface de la zone de réception de
la lumière. Par conséquent il y aura plus de
lumière dirigée vers la zone de production
d’énergie par rapport à une surface plane.
Une telle structure permet d’avoir une diffusion
et une transmission de la lumière élevée.
Pour mesurer ces paramètres nous utilisons un
support de transmission à adhésion forte contre
une sphère d’intégration.
Le graphique ci-contre montre le pourcentage de
transmission directe (bleu) et avec la sphère
d’intégration (rouge) afin de mettre en évidence la
lumière diffusée.
15. Angles d’incidence
Exemple : Evaluation d’un substrat avec un film transparent conducteur
・Les faisceaux transmis dépendent de l’angle
d’incidence Faisceau incident
・Les faisceaux réfléchis dépendent de l’angle
20° 0°
d’incidence
40°
Transmission et réflexion varient en fonction de l’angle
d’incidence 60°
Pour l’évaluation d’un échantillon l’angle d’incidence est un
élément essentiel. Substrat
Ex : Evaluation anti-reflet d’un affichage
Evaluation de l’effet miroir sur les dispositifs optique (CD,
DVD…)
・Transmission et réflexion par radiation solaire
Evaluer les caractéristiques de transmission et de réflexion
de l'échantillon lorsqu'il est irradié par la lumière du soleil
・Transmission et réflexion par la lumière visible
La transmission et la réflexion de la lumière visible peuvent
être déterminées (Vision par l’oeil humain).
15 Ex : Accessoire Réflexion absolue à angle variable
16. Angles d’incidence
Exemple : Evaluation d’un substrat avec un film transparent conducteur
Mesure de la transmission /
réflexion à différents angles
De fins films conducteurs
(semblables à des électrodes)
sont utilisés dans les cellules
photovoltaïques pour extraire
l’électricité. Ces films doivent
avoir une conductivité et une
transmission optimale.
En fonction de l’heure ou des
saisons, l’angle d’incidence de la
lumière change, il est donc
critique d’évaluer la
transmission en fonction du
changement d’angle d’incidence.
Les résultats indiquent que la
transmission du rayonnement
solaire diminue avec
l'augmentation de l'angle
De cette manière, l'utilisation d'un accessoire de réflexion à angle d'incidence, et inversement
variable fournit une mesure quantitative des caractéristiques de pour la réflexion.
transmission et de réflexion avec des angles d'incidences différents.
17. Réflexion spéculaire
Exemple : Mesure d’un film anti réflexion
Mesure en transmission dans toutes les directions
→ Accessoire Réflexion spéculaire à 5 deg.
Faisceau incident
Détecteur
(sphère d’intégration)
Capable de mesurer en transmission et en réflexion sur le même spot
pour les échantillons dont la surface est irrégulière
18. Réflexion spéculaire
Exemple : Mesure d’un film anti réflexion
Afin d'améliorer l'efficacité de la production d'électricité, les cellules
photovoltaïques incorporent des films anti-reflets qui dirigent la lumière du
soleil vers la couche de production d'énergie du semi-conducteur sans fuite
par réflexion.
L’accessoire de réflexion spéculaire permet de vérifier l’effet anti-réflexion à
un angle d'incidence proche de la perpendiculaire par rapport à
l'échantillon.
Le graphique ci-contre représente la mesure en
réflexion à partir de ces substrats dans le proche IR.
Nous identifions une zone de très faible réflexion
vers 1000 nm où on a donc une perte de lumière
minime.
20. Sphère d’intégration
Exemple : Mesure des filtres pour télécommande
La mesure de la transmission est très importante pour l'évaluation en
contrôle qualité.
Le faisceau de 940 nm émis par la télécommande est filtré au niveau
du récepteur et pénètre dans le détecteur. 940 nm
Le spectre de transmission du filtre (du récepteur) est mesuré pour
l'évaluation des caractéristiques optiques.
Ci-contre les spectres de transmission de deux filtres.
Les deux filtres ont une faible transmission dans le
visible 400 - 700 nm, ces filtres ont été conçus pour
ne pas laisser passer la lumière visible vers le
détecteur.
Ils montrent également une transmission élevée à
partir de 750 nm, on a donc une bonne transmission
à 940 nm pour la télécommande.
21. Réflexion spéculaire
Exemple : Mesure sur écran à cristaux liquide
La qualité des films anti- réflichissants peut être
mesurée pour différents équipements : écran à
cristaux liquide, écran de TV, verre de lunette…
Les spectres de réflexion de trois types de films anti-
reflets ont été mesurés.
D'après les résultat de la mesure en réflexion absolue
avec un angle d'incidence de 5 degrés, on peut dire que
la réflexion est de 5% ou moins dans le domaine visible.
Lorsque les spectres sont élargis, nous pouvons voir que
les résultats ont un bon rapport signal sur bruit dans la
région de 0,1% ou moins en réflexion.
