1. Lumière et rayonnement

Analyse spectrale: Filtres en verre coloré    (1/4)

Les photographes utilisent des filtres en verre coloré pour produire des effets de couleur ou pour éviter les composants indésirables de la lumière du jour, tels que les ultraviolets, qui peuvent provoquer une dominante bleutée excessive dans les photographies en extérieur.

Filtres en verre de couleur à utiliser avec les objectifs des appareils photo.

Les mesures spectrales à l'aide de filtres en verre coloré sont également couramment effectuées en laboratoire. L'image ci-dessous montre une roue à filtres équipée de plusieurs filtres. En tournant la roue, chaque filtre peut être positionné sur le trajet des rayons qui se trouve en bas de la roue. L'image de droite montre la même roue à filtres sur une photo à contre-jour.

Roue à filtres avec cinq filtres optiques pour les mesures spectrales en laboratoire.

Les filtres en verre coloré permettent de sélectionner facilement les gammes spectrales souhaitées dans les mesures de rayonnement.

Cependant, chaque longueur d'onde mesurée nécessite un filtre approprié, de sorte que cette méthode n'est pratique que pour l'analyse d'un maximum de 10 bandes spectrales. Les instruments comportant plus ou moins ce nombre de bandes spectrales sont dits multispectraux,, tandis que les capteurs hyperspectraux mesurent des données à 64, 128 ou 256 longueurs d'onde différentes. Les instruments qui mesurent la luminosité dans une gamme spectrale plus large et affichent leurs données sous forme de niveaux de gris, par exemple dans des images en noir et blanc, sont dits panchromatiques.

L'utilisation de filtres en verre coloré présente l'inconvénient que les bandes spectrales sélectionnées ne peuvent être modifiées qu'en changeant de filtre. Les instruments utilisés dans les satellites ne permettent pas un tel changement de filtre. C'est pourquoi, lors de la phase de planification d'un instrument satellitaire, on prend soin de définir les longueurs d'onde les mieux adaptées à chaque mission particulière.

Photo rétro-éclairée de la roue des filtres, avec les filtres en verre coloré SCHOTT suivants : RG1000 : verre noir transmettant les infrarouges, transmet les longueurs d'onde de 1000 nm et plus. KG 1 : verre absorbant la chaleur, transmet dans le visible et absorbe les longueurs d'onde supérieures à 750 nm. BG 12 : verre bleu-violet, transmet les longueurs d'onde comprises entre 400 (violet) et 480 nm (bleu) et absorbe la lumière verte, jaune et rouge. VG 9 : verre vert, transmet les longueurs d'onde d'environ 490 nm (bleu clair) à 560 nm (jaune) en passant par le vert. IF 430/10 est un filtre d'interférence qui transmet la lumière à 430 nm (bleu) avec une largeur de bande de 10 nm. Les filtres d'interférence sont abordés dans la section suivante.

Le tableau ci-dessous indique les bandes spectrales du Thematic Mapper (TM) du satellite Landsat 7 de la NASA et de l'instrument multispectral SPOT 5 de SPOT IMAGE. Vous remarquerez que les bandes spectrales de ces deux satellites, qui ont été conçus pour la télédétection des surfaces terrestres, sont très similaires.

En ce qui concerne le type de signal, le terme " réfléchissant " fait référence au rayonnement solaire réfléchi et le terme " émissif " fait référence à l'émission thermique de la Terre.