Lentille en plaque de verre optique ZWB, filtre UV pour durcissement UV et capteur de flamme

Définition de la plaquette de verre optique ZWB :

Dans le monde diversifié et spécialisé des matériaux optiques, le verre ZWB constitue un élément essentiel pour les applications fonctionnant dans la région ultraviolette (UV) du spectre électromagnétique. La désignation « ZWB » suit le système de classification allemand (Jena) des verres, où il est reconnu comme un type spécifique de verre filtrant transmettant les UV. Contrairement aux verres optiques standards comme BK7 ou SF11, conçus pour offrir des performances optimales dans le spectre visible, le verre ZWB est soigneusement formulé pour obtenir une propriété unique et cruciale : une grande transparence au rayonnement UV de courte longueur d'onde tout en bloquant efficacement la lumière visible et infrarouge. Cela en fait un composant indispensable dans une large gamme d'équipements scientifiques, industriels et de sécurité.

Propriétés et composition de la plaque de verre optique ZWB :

La caractéristique fondamentale du verre ZWB est son profil spectral de transmission distinct. Il présente une excellente transmittance dans les domaines UV-B et UV-A, généralement entre environ 250 et 400 nanomètres (nm). Sa courbe de transmission atteint un maximum dans cette région UV, puis chute brusquement, agissant ainsi comme une barrière efficace contre la lumière visible (400-700 nm). Ce comportement est l'inverse de celui des verres teintés courants, qui bloquent les UV et transmettent la lumière visible.

Cette propriété unique n'est pas fortuite, mais est obtenue grâce à une composition chimique spécifique. Le verre ZWB traditionnel est un verre à base de phosphate dopé avec de fortes concentrations d'oxyde de nickel (NiO). Les ions de nickel présents dans la matrice du verre sont responsables de son apparence caractéristique, profondément bleu-vert ou presque noire, à l'œil humain. Ces ions possèdent des niveaux d'énergie électroniques spécifiques qui absorbent les photons du spectre visible, empêchant leur transmission. Toutefois, l'énergie des photons UV ne correspond pas à ces bandes d'absorption ou est suffisante pour les contourner, ce qui permet au rayonnement UV de traverser le verre avec des pertes relativement faibles. Ce principe fondamental fait du verre ZWB ce que l'on appelle un filtre UV « verre noir ».

Caractéristiques de la plaque en verre optique ZWB :

Haute transmission UV : Il laisse passer la lumière ultraviolette tout en bloquant efficacement la majeure partie de la lumière visible et infrarouge.

Absorbe la lumière visible : Il apparaît bleu foncé ou presque noir car il absorbe les longueurs d'onde jaunes, vertes et rouges.

verre « noir bleu » : Souvent désigné comme un verre « noir bleu » en raison de son aspect sombre sous une lumière ambiante.

Applications de la plaque de verre ZWB :

La capacité à isoler et transmettre la lumière UV pure rend le verre ZWB inestimable dans de nombreux domaines :

Durcissement UV et traitement industriel : L'une des applications les plus répandues est les systèmes de durcissement UV utilisés dans l'impression, le revêtement et le collage. Les lampes au mercure haute pression ou les lampes UV-LED émettent un large spectre lumineux. Les filtres ZWB sont placés devant ces lampes pour absorber les composantes visibles et infrarouges, délivrant ainsi un faisceau concentré et « froid » d'énergie UV. Cette lumière UV pure initie efficacement la réaction photochimique dans les résines curables par UV sans causer de dommages thermiques indésirables aux substrats sensibles.

Fluorescence et spectroscopie : Dans les instruments scientifiques, le verre ZWB est essentiel en tant que filtre d'excitation. Dans les microscopes à fluorescence et les spectrofluoromètres, une source lumineuse intense (comme une lampe au xénon) est utilisée. Un filtre ZWB est placé dans le trajet d'excitation afin de fournir une lumière UV propre et quasi monochromatique qui frappe l'échantillon. Cela excite les fluorophores, provoquant leur émission de lumière à une longueur d'onde plus élevée (lumière visible), laquelle est ensuite observée ou mesurée à travers un autre filtre bloquant les UV. Cette séparation entre la lumière d'excitation et la lumière émise est fondamentale pour les techniques de fluorescence.

Analyse médico-légale et chimique : En sciences médico-légales, les filtres ZWB sont utilisés dans des lampes UV spécialisées pour révéler des empreintes digitales latentes, des fluides corporels et d'autres indices qui fluorescent sous éclairage UV. De même, en chimie, ils servent à analyser des minéraux, détecter de fausses coupures et étudier des réactions chimiques photosensibles dans la gamme UV.

Photothérapie et dispositifs médicaux : Certains traitements médicaux, tels que la photothérapie pour des affections cutanées comme le psoriasis et le vitiligo, nécessitent une exposition contrôlée à des longueurs d'onde UV spécifiques. Les filtres ZWB peuvent être utilisés pour modeler la sortie de lampes thérapeutiques, en garantissant que le patient soit exposé uniquement aux rayonnements UV-A ou UV-B en bande étroite bénéfiques sur le plan thérapeutique, tout en éliminant les longueurs d'onde nocives ou inutiles.

Éclairage et assainissement : Bien que ne constituant pas le filtre principal pour les lampes germicides UVC (254 nm), les verres de type ZWB peuvent être utilisés dans des applications où la bande de transmission UV spécifique correspond aux exigences de désinfection, en empêchant toute fuite de lumière bleue visible depuis l'appareil.

Spécifications techniques