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Auteur(s)
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Jacques DELACOUR : Ingénieur de l’École supérieure d’optique - Président‐directeur général de la société OPTIS
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’évolution du calcul optique à travers les logiciels de calcul va du simple tracé de rayon à la simulation laser la plus complexe. Ces changements montrent l’importance que peuvent avoir les simulations dans les systèmes lumineux les plus usuels. Les outils de simulation disponibles actuellement sur le marché ont eux‐mêmes fait évoluer, de façon considérable, les méthodes de calcul et de conception des ingénieurs et des techniciens amenés à élaborer de tels systèmes.
L’optique, auparavant réservée aux ingénieurs spécialisés dans ce domaine très pointu, tend aujourd’hui à se diversifier, grâce à l’industrialisation des moyens de production, à l’apparition de nouvelles technologies de plus en plus performantes. En ce sens, nous voyons apparaître aujourd’hui de nouveaux outils d’analyse et de conception optique, plus adaptés au monde de l’industrie et qui répondent au besoin de la maîtrise de la lumière d’une façon générale.
Les technologies optiques ont pu évoluer grâce à la performance croissante des techniques de simulation, qui ne cessent de faire progresser les modèles et de les rendre accessibles à un plus grand nombre d’utilisateurs.
Il est probable que le XXI e siècle verra naître un nombre important d’applications optiques grâce à une meilleure maîtrise des propriétés physiques de la lumière. Les logiciels de simulation optique jouent un rôle précurseur en la matière. Aujourd’hui, il est en effet possible de simuler un nombre grandissant d’applications optiques.
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CAO optique : prototypage virtuel4. Simulation photométrique et radiométrique
4.1 Objectif
Le calcul optique vise à améliorer la qualité d’un système optique d’imagerie. Il renseigne sur la qualité que peut avoir l’image d’un point. La dimension supplémentaire qui apparaît lorsqu’un système est ainsi obtenu devient la grandeur énergétique : c’est la photométrie.
Cette analyse permet de prendre en compte le flux réel émis par une source ou un plan objet, d’analyser le transport de ce flux à travers un système optique et d’évaluer le flux collecté sur un capteur.
Dans un cas général, le système optique pourra être un système d’imagerie ou un système de transport de faisceau.
La photométrie apparaît alors comme primordiale puisque l’objectif du système sera alors de collecter ou de disperser la lumière émise par une source selon des objectifs précis.
L’arrivée d’ordinateurs puissants a permis d’appréhender la grandeur photométrique dans les simulations. Au-delà de l’image d’un point, il s’agit de prendre en compte un objet étendu et la façon dont celui-ci rayonne.
HAUT DE PAGE4.2 Nouvelles surfaces
Avec l’évolution de la simulation photométrique, de nouvelles surfaces optiques ont vu le jour, s’appliquant essentiellement dans le domaine de la mise en forme de faisceaux. Ainsi, les lentilles de Fresnel, les composants multifacettes, les lentilles à réflexion totale interne, les guides de lumière cylindriques, coniques, à section carrée, les concentrateurs paraboliques (compound parabolic concentrator ), les surfaces à rayon de courbure variable, les matrices de lentilles, etc., sont des surfaces qui se trouvent aujourd’hui couramment employées en photométrie (figure 16).
HAUT DE PAGE4.3 Méthodes de calcul
Il existe principalement deux types de méthodes de calcul dans les logiciels de simulation photométrique : la méthode analytique et les méthodes aléatoires.
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Méthode analytique
Cette méthode est basée sur les lois photométriques...
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