Rev. Phys. Appl. (Paris) 17, 393-398 (1982)
DOI: 10.1051/rphysap:01982001706039300

Réalisation d'un spectromètre infrarouge pour l'analyse comparative de l'émissivité directionnelle des surfaces

Ph. Pigeat et D. Paulmier

Laboratoire d'Etudes et Recherches en Mécanique et Energétique des Surfaces, E.R.A. 892, 2, rue de la Citadelle, 54000 Nancy, France

Abstract
An infrared spectrometer perfectly adapted to the measurement of small variations in spectral and directional emissivity of metallic surfaces is presented. The accessible wavelengths range from 0.5 μm to 10 μm at temperatures between 400 K and 1 000 K. The excellent relative resolution is obtained comparing radiative power of each sides of a metallic ribbon (4 % at ε = 0.2 for 2 μm < λ < 4 μm). In this configuration the difference between the temperatures (10-3 K) of the two samples becomes negligible. The complete optic assembly including the source and the detector is maintained under high vacuum. The optical system assure the comparison of emerging power under rigourously identical solid angles and angles of emission. Furthermore, this device is fairly convenient to allow a systematic measurement from a small variations in emissivity like those resulting from a change of surface parameters such as the roughness or the thickness of a superficial film.

Résumé
Nous décrivons un spectromètre infrarouge parfaitement adapté à la mesure de faibles variations dans l'émissivité monochromatique directionnelle des surfaces métalliques. Le spectre étudié s'étend de 0,5 μm à 10 μm pour des températures d'échantillon situées entre 400 K et 1 000 K. L'excellente résolution relative même pour des facteurs radiatifs faibles (4 % à ε = 0,2 pour 2 μm < λ < 4 μm) est obtenue en comparant l'énergie émise par les faces d'un ruban métallique. Dans cette configuration, la différence en température (< 10-3 K) entre les deux échantillons à comparer devient négligeable. L'ensemble complet, source-détecteur, est monté sous ultra vide. Le système optique assure la comparaison des énergies émises sous des angles solides et des angles d'émission rigoureusement identiques. De plus cet appareil est suffisamment pratique pour permettre la mesure systématique de faibles variations d'émissivité conséquence, par exemple, d'une faible modification d'un paramètre de surface comme la rugosité ou l'épaisseur d'un dépôt.

PACS
0760D - Photometry and radiometry.
0765G - IR spectroscopy and spectrometers.

Key words
emissivity -- radiometers -- spectrometers -- IR spectrometer -- directional emissivity -- metallic surfaces -- radiative power