LESIA - Observatoire de Paris

Le spectromètre infrarouge de DISR

jeudi 7 janvier 2010, par Gérard Epstein & Bruno Bézard

Le LESIA (anciennement DESPA) a été responsable de la fourniture de sous-systèmes du spectromètre infrarouge de DISR qui comprend deux voies : ULIS (Upward Looking Infrared Spectrometer) et DLIS (Downward Looking Infrared Spectrometer).

Ce spectromètre comporte deux champs de vue, l’un visant vers le haut (pour ULIS) et l’autre vers le bas (pour DLIS). Il forme ainsi des spectres sur deux barrettes linéaires de détecteurs InGaAs de 150 pixels chacune, donnant accès au domaine spectral 0,85 - 1,7 microns.

Le spectromètre infrarouge avec le plan focal, l'obturateur et le collet (...)
Le spectromètre infrarouge avec le plan focal, l’obturateur et le collet d’entrée des fibres optiques

Ces détecteurs sont issus du développement effectué par Thomson pour le satellite d’observation de la Terre SPOT 4. La résolution spectrale atteinte est de 15 à 20 nanomètres avec un échantillonage de 6 nanomètres/pixel.

Le champ observé par DLIS est centré à 20° du nadir et couvre 3x9°. Celui de ULIS, défini par un diffuseur et des écrans externes, couvre 170° en azimuth et l’intervalle 5-88° en angle zénithal. Les performances du détecteur, multiplexé par CCD (bruit de lecture 1000 e- et rendement quantique 0,7 à 1,7 microns), sont excellentes.

L’électronique de proximité a été fournie par la société AETA. La caractérisation des détecteurs et de leur électronique a été effectuée au LESIA (anciennement DESPA), en collaboration avec le CERI (Orléans) pour la qualification en irradiation en protons des plans focaux.

Schéma du spectromètre infrarouge
Schéma du spectromètre infrarouge

Les images sont formées par une série de lentilles de quelques mm de diamètre, reliées aux fentes des spectromètres par des fibres optiques. Le concept de ces spectromètres est également très compact, utilisant des réseaux par transmission.

Lors des dernières centaines de mètres de la descente, une lampe de 20 W (munie d’un réflecteur adapté au champ de vue des instruments visant le bas) s’est allumée, de façon à augmenter considérablement le rapport signal à bruit des spectres de la surface.

Un obturateur (fourni par la société Etel) est placé devant la fente du spectromètre infrarouge de façon à effectuer régulièrement des mesures de courant d’obscurité des barrettes linéaires utilisées. Une lampe à filament (redondée) permet l’étalonnage interne des différents instruments, son flux étant distribué par un réseau de fibres optiques et des diviseurs de faisceaux.