Qu’est-ce qu’un spectroradiomètre?
Un spectroradiomètre (spectroradiomètres) est un appareil permettant d’analyser la lumière (rayonnement) émise par une substance de manière spectroscopique.
En séparant et en détectant la lumière de différentes longueurs d’onde et fréquences, la composition et les propriétés d’une substance peuvent être étudiées. En général, deux ensembles de lumière ont une radiance spécifique à la longueur d’onde différente (radiance spectrale), même s’ils apparaissent de la même couleur à l’homme.
Deux ensembles de sources lumineuses ayant une radiance spectrale différente peuvent apparaître de la même couleur lorsqu’ils éclairent un ensemble d’objets, mais de couleurs différentes lorsqu’ils éclairent un autre ensemble d’objets. Pour éviter ce phénomène, il est essentiel de mesurer la radiance spectrale à l’aide d’un spectroradiomètre.
Utilisations des spectroradiomètres
Les spectroradiomètres sont utilisés dans divers domaines, notamment l’analyse chimique, la recherche sur les matériaux, la surveillance de l’environnement, les sciences de la vie et l’astronomie. Dans le domaine de l’analyse chimique, ils sont utilisés pour analyser la composition des substances, par exemple pour mesurer et caractériser la concentration des éléments et des composés dans les solutions et les gaz. En particulier, ils sont souvent utilisés pour caractériser les écrans et les éclairages, qui sont des produits utilisant des sources lumineuses.
Comme indiqué plus haut, la mesure et la reproduction des sources lumineuses au niveau de la “radiance spectrale”, plutôt qu’au niveau de la “couleur telle qu’elle est perçue par l’œil humain”, permettent une reproduction précise des couleurs dans un large éventail de conditions. Pour les écrans et les éclairages, les couleurs sont exprimées à l’aide de sources lumineuses provenant des trois couleurs primaires rouge, bleu et vert.
Pour représenter fidèlement les couleurs, les trois sources lumineuses primaires doivent être mesurées et reproduites au niveau de la radiance spectrale, et les trois sources lumineuses doivent être réparties de manière appropriée.
Caractéristiques des spectroradiomètres
Les spectroradiomètres représentent quantitativement la lumière sur l’échelle de la radiance spectrale. La quantité mesurée par un spectroradiomètre est la “radiance spectrale”. Les unités sont W/sr/m2/nm-1 (watts par stéradian par mètre carré par nanomètre).
En général, la lumière émise par une source lumineuse peut être “intense” ou “faible”. Parmi les échelles de mesure de cette “intensité”, la “radiance” est la métrique qui prend en compte “l’intensité de la lumière émise parallèlement à un plan”. Contrairement au flux radiant (unité W : watts), qui tient compte de la surface, la radiance (unité W/sr/m2) ne tient compte ni de la surface ni de l’angle solide.
La radiance a la propriété de varier en fonction de la longueur d’onde et est exprimée en termes de longueur d’onde sous le nom de “radiance spectrale”. Pour mesurer la radiance spectrale, la lumière émise par une source lumineuse est décomposée (spectralement) en longueurs d’onde à l’aide d’un réseau de diffraction, et la lumière séparée spectralement est reçue par un capteur. La lumière reçue est alors convertie en un signal électrique et la radiance spectrale est déterminée.
De nombreux spectroradiomètres sont équipés d’une unité arithmétique, qui peut calculer des valeurs telles que la luminance (par opposition à la radiance), la valeur tristimulus XYZ et la coordonnée chromatique xy.
Types de spectroradiomètres
Les types spécifiques de spectroradiomètres sont les suivants
1. Le spectrophotomètre
Il s’agit d’un instrument permettant de mesurer la lumière à des longueurs d’onde spécifiques absorbées par une substance et de quantifier l’absorbance de cette lumière. Les spectrophotomètres sont largement utilisés pour analyser la concentration des substances et la progression des réactions.
2. Le spectrofluorimètre
Instrument utilisé pour mesurer la lumière de fluorescence réémise par l’excitation de la lumière absorbée par une substance. Les spectrofluorimètres sont largement utilisés pour analyser les propriétés et la concentration des substances.
3. Les analyseurs spectro-infrarouges
Cet équipement est utilisé pour analyser la composition et la structure d’une substance en mesurant le spectre du rayonnement infrarouge absorbé par la substance. Les analyseurs spectroscopiques infrarouges sont largement utilisés dans des domaines tels que l’analyse chimique et la recherche sur les matériaux.