Le débutant face à l'Enigme

[Fredlab]

Bonjour
Et bien encore merci pour ces précisions et pour avoir pris du temps en explications.
Alors il faudrait faire de grosses LED...

[Gérard Weiss]

Bonjour à tous, Christian, Frederic,

Mézigue :
On peut résoudre ce problème en floutant l'image de la source lumineuse avec un verre dépoli, mais on perd alors beaucoup de lumière...
Christian :
Avec la puissance actuelle des nouvelles Led, cela me semble pas trop un problème ...

Tout à fait d'accord pour les observations courantes. Mais on a parfois besoin de beaucoup de lumière dans certains cas, par exemple : contraste de phase, utilisation de polariseurs et d'analyseurs, réduction du bruit en photo, surtout lorsqu'on effectue une séparation des couches, etc.

Frederic :
Alors il faudrait faire de grosses LED...

Il existe déjà des LEDs avec de grandes surfaces lumineuses pour des puissances importantes, 20W, 40W voire 60W. Avec l'éclairage de Köhler toutefois, seule une petite partie de la surface sera utilisée. La lumière produite par le reste sera perdue, mais il faudra toujours dissiper la chaleur avec de gros radiateurs. Donc pas intéressant en microscopie !


Heureusement, on peut très bien constituer une source lumineuse à LED ayant une surface adaptée à l'éclairage de son microscope. On utilise pour cela une petite enceinte lumineuse.

101001_Enceinte lumineuse pour LED_Schéma.jpg (32.76 Kio) Vu 1936 fois

(1) Radiateur
(2) LED de puissance, Luxeon, Ostar...
(3) Surface lumineuse de la LED
(4) Lentille de la LED. (Elle pose par ailleurs un problème également résolu avec cette l'enceinte.)
(5) Tube à paroi réfléchissante fait d'une feuille d'aluminium ménager enroulée et collée avec de l'adhésif double-face mince pour moquette (voir son magasin de bricolage favori).
(6) La lumière se propage à l'intérieur du tube un peu comme dans une fibre optique à rupture d'indice.
(7) Petit support en carton
(8) Feuille de papier calque à grain fin
(9) Diaphragme
(10) Lumière produite par le dispositif

Le tube (5) a une longueur de 10mm. C'est la bonne distance pour que le calque (8) puisse flouter complètement la surface lumineuse (3). Ça permet aussi de bien re-mélanger dans le tube les bandes chromatiques bleu-violacée et jaunâtre propres aux LED alors que la lentille (4) de la LED les avaient séparées du fait que c'est une lentille simple et par conséquent non corrigée de l'aberration chromatique.
Le diaphragme (9) a un diamètre de 3mm. C'est ce qu'il faut sur mon Dialux pour que son image soit un peu plus grande que le diaphragme d'ouverture dans le condensateur. Le diaphragme d'ouverture est donc uniformément éclairé, sans effets de bord.


J'ai réalisé un montage expérimental, donc provisoire. (Mais le provisoire tend à durer très longtemps chez moi, et mon épouse s'en plaint beaucoup ! )

101001_Enceinte lumineuse pour LED_Ensemble monté.jpg (84.88 Kio) Vu 1936 fois

Le même ensemble démonté :

101001_Enceinte lumineuse pour LED_Ensemble démonté.jpg (86.55 Kio) Vu 1932 fois

La source lumineuse est simplement posée derrière le microscope. La lentille collectrice (11) est celle de l'éclairage d'origine, le support et l'enceinte de l'ampoule ayant été démontés.
Le centrage vertical, selon Z, est assuré une fois pour toutes par par quelques fiches en bristol (12).
Le centrage latéral, selon X, est réglé simplement en centrant le cercle lumineux rendu visible par la poussière sur le hublot du socle du microscope. (Et oui, la poussière peut servir à quelque chose en optique ! )
La distance selon Y entre la source et le collecteur (11) est réglée par la méthode habituelle de l'éclairage de Köhler, c'est à dire en enlevant un oculaire et en faisant apparaitre le grain du papier calque à la sortie de l'objectif du microscope.

101001_Eclairage expérimental par LED.jpg (68.37 Kio) Vu 1920 fois

L'éclairage est bien homogène, même avec des objectifs faibles couvrant un grand champ. Mais je préfère quand même pouvoir passer rapidement de la LED à l'halogène ou inversement pour les raisons expliquées précédemment dans ce fil de discussion.

101001_Eclairage halogène alternatif.jpg (70.36 Kio) Vu 1919 fois

[Christian]

Bonjour à tous,
Gérard,

Tout à fait d'accord pour les observations courantes. Mais on a parfois besoin de beaucoup de lumière dans certains cas, par exemple : contraste de phase, utilisation de polariseurs et d'analyseurs, réduction du bruit en photo, surtout lorsqu'on effectue une séparation des couches, etc.

Je comprends tout à fait ta recherche du meilleur rendement et suis très gourmand d'explications.
Toutefois je ne te suis pas (comprends pas ?) lorsque tu dis qu'un éclairage Led est insuffisant pour une utilisation en contraste de phase, en fond noir ou éclairage oblique (je laisse de coté le DIC que je ne connais pas).
En effet, sur passablement de systèmes, une "simple" 5W permet tout ceci ?!
(en revanche, si le sujet est mobile un flash sera bien plus performant au niveau photo)
Je me demande aussi s'il n'y a pas de fausses comparaisons selon les appareils de capture et leur montage (caméra / compact / reflex) ?

[Gérard Weiss]

Bonsoir à tous, Christian,

Toutefois je ne te suis pas (comprends pas ?) lorsque tu dis qu'un éclairage Led est insuffisant pour une utilisation en contraste de phase, en fond noir ou éclairage oblique (je laisse de coté le DIC que je ne connais pas).
En effet, sur passablement de systèmes, une "simple" 5W permet tout ceci ?!

Non je me suis mal exprimé ! Une 5W et même une 3W permettent de faire beaucoup de choses, et je m'en sers moi-même depuis longtemps. Simplement on arrive quelquefois aux limites en combinant par exemple les forts grossissements avec le contraste de phase ou l'éclairage oblique. Idem pour réduire le bruit des photos. J'aime beaucoup également faire de l'observation stéréoscopique avec mon microscope binoculaire (je prépare un topo à ce sujet pour le forum), mais ça consomme beaucoup de lumière ! L'observation en épiscopie peut demander aussi beaucoup de lumière. Bref, on s'amuse...

en revanche, si le sujet est mobile un flash sera bien plus performant au niveau photo)

Tout à fait ! Mais le flash devient moins utile lorsqu'il y a juste à tourner un potentiomètre pour avoir assez de lumière pour faire des photos au 1/1000^em de seconde par exemple. En plus, on garde le même éclairage.
Par ailleurs, si on veut pouvoir utiliser directement la même LED aussi bien en continu qu'en flash, il faut alors pouvoir disposer d'une bonne réserve de puissance pour compenser la faible durée de l'éclair !

Je me demande aussi s'il n'y a pas de fausses comparaisons selon les appareils de capture et leur montage (caméra / compact / reflex) ?

Très bonne question ! A la réflexion, il semblerait que les APN avec une petite matrice soient avantagés puisque la luminosité de l'image formée sur cette matrice est inversement proportionnelle au carré du grandissement image/objet observé. Mais ça reste à creuser...


La microscopie permet décidément des activités très variées pour tous les gouts et toutes les compétences !