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1 - RAPPELS DE RADIOMÉTRIE

2 - RAYONNEMENT THERMIQUE

3 - SOURCES À ÉMISSION SECONDAIRE

4 - SOURCES PAR LUMINESCENCE

Article de référence | Réf : E4010 v2

Rappels de radiométrie
Radiométrie et sources non cohérentes

Auteur(s) : Jean-Louis MEYZONNETTE

Date de publication : 10 sept. 1995

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  • Jean-Louis MEYZONNETTE : Ingénieur de l’École Supérieure d’Optique - Professeur à l’École Supérieure d’Optique

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INTRODUCTION

avec la collaboration de Herbert RUNCIMAN pour la rédaction du paragraphe 1.2

La performance d’un système optronique dépend des nombreux paramètres et composants qui, de la source à l’utilisateur, constituent ce qu’il est convenu d’appeler la chaîne optronique, et elle traduit en général la capacité du système à recueillir, puis à exploiter au mieux le signal recherché. Pour cela, la conception du système doit s’appuyer sur une bonne connaissance de chacun des élements de la chaîne, et en particulier sur celle du maillon initial, la source optique qui est à l’origine de l’information.

Tout rayonnement optique résulte de la transformation en énergie lumineuse d’énergies diverses (thermique, électrique, électronique, mécanique, chimique, nucléaire, voire optique). La propagation de cette énergie lumineuse s’interprète soit (théorie ondulatoire) sous la forme d’ondes électromagnétiques de longueurs d’onde comprises entre quelques centièmes et quelques centaines de micromètres, soit (théorie corpusculaire) par le mouvement de particules, les photons, dont l’énergie individuelle est comprise entre 10 –22 et 10 –17 J.

Dans de nombreuses applications, telles que l’observation, l’imagerie, la photographie, l’astronomie, etc., la source optique émet de façon autonome, sans aucune intervention du système optronique (système dit passif ). Dans d’autres, telles que les télécommunications optiques, le système, dit actif, dispose de sa propre source, artificielle, pour créer, modifier ou amplifier le phénomène à exploiter. Dans tous les cas, il est indispensable au concepteur de connaître et /ou de spécifier au mieux les caractéristiques du rayonnement à détecter, car ce sont elles qui conditionnent l’ensemble de la chaîne optronique.

On rappelle tout d’abord les lois fondamentales de la radiométrie, puis on présente les principales familles de sources conventionnelles : par incandescence (ou thermiques), puis par luminescence.

Les sources lasers sont traitées dans un article spécifique de la rubrique.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-e4010


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1. Rappels de radiométrie

Un rayonnement optique se caractérise essentiellement par :

  • sa géométrie, c’est‐à‐dire la répartition spatiale et angulaire de l’énergie rayonnée, aussi bien au niveau de l’émetteur lui-même que dans l’espace où il se propage. Les propriétés correspondantes sont régies par les lois de la radiométrie géométrique ;

  • son spectre, c’est‐à‐dire sa répartition énergétique ou photonique en fonction de la longueur d’onde, dont l’analyse est assurée grâce aux techniques de la spectroradiométrie ;

  • son évolution dans le temps ;

  • son autonomie vis‐à‐vis de l’environnement lumineux ;

  • d’autres paramètres, tels que rendement, consommation, etc.

Ce paragraphe rappelle en premier lieu les notions de base les plus couramment utilisées en radiométrie géométrique, en radiométrie de systèmes optiques, puis la notion de spectre. Il décrit ensuite les systèmes d’unités utilisés en spectroradiophotométrie, avec leurs correspondances mutuelles, et enfin quelques méthodes expérimentales classiques en caractérisation de sources et de rayonnement optiques.

1.1 Rappels de radiométrie géométrique

HAUT DE PAGE

1.1.1 Flux

Si la dualité onde/corpuscule d’un rayonnement optique permet d’en interpréter la plupart des propriétés, la radiométrie optique s’appuie en premier lieu sur les lois de l’optique géométrique et sur l’aspect corpusculaire de la lumière. Pour traiter, au moins en première approximation, l’aspect radiométrique d’un rayonnement, on considère donc généralement que ce dernier se propage sous la forme de particules, ou photons, porteurs d’une énergie individuelle, u, reliée à la longueur d’onde λ (mesurée dans le vide) et à la fréquence ν de l’onde associée par :

u = h ν = hc / λ

avec...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DESVIGNES (F.) -   Rayonnements optiques, radiométrie, photométrie  -  . 1997, Masson.

  • (2) - GRUM (F.), BECHERER (R.J.) -   Optical radiation measurements  -  . Vol. 1 : Radiometry. 1979, Academic Press, New York.

  • (3) - BOYD (R.W.) -   Radiometry and the detection of optical radiation  -  . 1983, Wiley, New York.

  • (4) - GAUSSORGUES (G.) -   La thermographie infrarouge  -  . Technique et documentation, 4e édition, 1999, Paris.

  • (5) -   *  -  RCA Engineers : Electrooptic Handbook. 1978, RCA Corporation.

  • (6) - DESVIGNES (F.) -   Radiométrie, photométrie  -  . Techniques de l’Ingénieur, [R 6 410], Traité Mesures et contrôle, 1992.

  • ...

NORMES

  • Vocabulaire électrotechnique. Chapitre 845 : Éclairage [CEI 60050 (845)]. - NF C 01-845 - 3.89

1 Constructeurs. Fournisseurs

(liste non exhaustive)

HAUT DE PAGE

1.1 Sources étalons, corps noirs

HGH Systèmes Infrarouges

Osram

HAUT DE PAGE

1.2 Radiomètres, luminancemètres

Barnes Engineering

Perkin Elmer Optoelectronics (représentant : Polytec P.I. SA)

Hewlett-Packard

Li Cor Biosciences (représentant : ScienceTec)

Minolta

Ophir Optronics (représentant : BFI Optilas)

Photo Research (représentant : BFI Optilas)

HAUT DE PAGE

1.3 Sphères intégrantes

Labsphere (représentant : Lot-Oriel)

Ophir Optronics (représentant : BFI Optilas)

HAUT DE PAGE

1.4 Luxmètres

Brüel et Kjaer

Chauvin-Arnoux

International Light (représentant : BFI Optilas)

Minolta

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