Présentation générale
La sphère intégrante RTS-3ZC est dotée d'une géométrie 13º/D permettant une incidence proche de la normale à 13º et une collecte diffuse via le faisceau de fibres optiques de l'instrument. L'intérieur de la sphère d'intégration est en Zenith Polymer®, un matériau de réflectance diffuse solide et usiné à partir de PTFE. Zenith Polymer® est un réflecteur très réfléchissant (> 95 %) et lambertien sur une large plage spectrale allant de 350 à 2500 nm, à l'efficacité et aux performances optiques maximales. Une source lumineuse au tungstène collimatée spécialement conçue, incluse avec la sphère, fournit des niveaux d'éclairement énergétique proches de ceux du soleil au niveau de l'échantillon.
L'ensemble de sphère de base comporte six ports compatibles avec les porte-échantillons, l'ensemble de source lumineuse, l'adaptateur à fibre optique, le piège lumineux et les bouchons de port fournis. Deux étalons de référence Zenith® avec une valeur de réflectance diffuse à 99 %, l'un étalonné et l'autre non étalonné, sont inclus avec l'ensemble pour les mesures de réflectance spectrale absolue ou relative.
Illustré ci-dessus : spectre de réflectance d'une feuille avec correction de la lumière parasite (courbe bleue, carrés) et sans (courbe rouge, cercles).
Grâce à ses multiples configurations possibles, avec un minimum de paramètres, la sphère permet une analyse rapide de plusieurs quantités importantes :
- Réflectance hémisphérique totale 13º/D (spéculaire incluse)
- Méthode de comparaison et méthode de substitution
- Facteur de réflectance hémisphérique 13º/D (sans réflexion spéculaire)
- Transmittance hémisphérique normale
La sphère peut être soit montée sur un trépied, soit portée à la main. La sphère intégrante RTS-3ZC est conditionnée dans une mallette de transport étanche et robuste, qui maintient l'ensemble sphère et tous les composants en toute sécurité.
Utilisation des sphères intégrantes dans la radiométrie de terrain
Les études de modélisation du bilan radiatif et de la canopée des plantes exigent souvent la mesure des valeurs de réflectance et de transmittance hémisphériques des échantillons réels. Pour bon nombre de ces études, l'utilisation de valeurs de réflectance mesurées à l'aide de géométries d'illumination directionnelle/de visualisation directionnelle peut entraîner des résultats erronés.
La sphère intégrante est idéale pour ces mesures, car elle recueille tout le rayonnement réfléchi par ou transmis au travers d'un échantillon. Avec une sphère intégrante externe (l'échantillon est externe à la sphère), la sphère recueille la lumière réfléchie par un échantillon, ou la lumière transmise à travers un échantillon, et diffuse l'énergie sur toute la surface de la sphère dans une distribution très uniforme. Un détecteur répond ensuite à une partie de l'énergie de la paroi sphérique pour obtenir une valeur significative de la réflectance hémisphérique moyenne de l'échantillon. En utilisant les principes d'une sphère intégrante, la réflectance ou la transmittance d'un échantillon peut être dérivée en utilisant le rapport entre une référence connue et un échantillon inconnu.
Les sphères sont utilisées de cette façon depuis le début du XXe siècle, et les méthodes de mesure de la réflectance avec des sphères sont bien documentées au sein des comités de normalisation américains et internationaux. En fait, si des étalons avec des valeurs de réflectance connues sont utilisés comme références pour les mesures d'échantillons, les résultats peuvent également être considérés comme des valeurs de réflectance absolument traçables.