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Partie 2 • Méthodes spectrométriques
En une seule analyse, on peut ainsi doser rapidement près d’une vingtaine d’éléments. La
correction du bruit de fond est possible en déterminant simultanément plusieurs raies appartenant à un même élément. La linéarité des mesures s’étend sur une gamme plus étendue
qu’en absorption atomique.
14.5.2 Appareils à optique fixe, à réseau échelles
Un montage différent consiste à associer une classe particulière de réseau, dit à échelle
avec un prisme focalisateur. Il conduit à une double dispersion de la lumière, dans le sens
horizontal par le réseau et dans le sens vertical par le prisme lentille. Ce dispositif croisé,
dont la distance focale atteint plusieurs mètres, de grande résolution est appelé séparateur
d’ordres. Il permet l’observation simultanée d’une gamme spectrale étendue, par ex. 200800 nm (fig. 14.9).
Dans un réseau échelle la lumière incidente parvient perpendiculairement aux petits côtés
des miroirs qui sont en nombre plus restreint que pour les réseaux traditionnels (par ex., une
centaine par mm) (fig. 14.9). L’observation de la lumière diffractée se fait pratiquement sous
le même angle, ce qui donne un maximum de luminosité à l’ensemble (réseau « blazé »).
Le calcul montre que des radiations dont les longueurs d’onde sont peu différentes sont superposées dans la direction d’observation par suite du grand intervalle séparant deux miroirs
successifs. Ce phénomène de multiplexage (superposition des différents ordres n du réseau
−n vaut environ 100) est résolu par un élément dispersif croisé, tel un prisme qui utilise la
seconde dimension du plan focal pour étaler les différentes images de la fenêtre d’entrée. Le
spectre reste stationnaire par rapport à l’optique.
En fin de parcours, la dispersion des « raies » se fait sur une matrice de capteurs dont la
réponse fournit quasi simultanément des informations sur des milliers de taches spectrales
(fig. 14.10). Il en résulte des analyses plus rapides. Par diverses améliorations, la gamme
dynamique de ces capteurs rejoint maintenant celle des photomultiplicateurs.
14.5.3 Appareil à balayage de longueurs d’onde (type monochromateur)
À la différence des appareils précédents, le système dispersif se déplace pour faire défiler
les différentes longueurs d’onde devant la fente de sortie qui demeure fixe. Un moteur pas à
pas permet une sélection programmée des longueurs d’onde désirées et l’examen séquentiel
des lignes spectrales. La lumière issue de la source est analysée soit par un montage d’Ebert
(cf. § 9.2), soit par un double monochromateur de type Czerny-Turner afin d’atteindre une
très haute résolution optique (quelques nm), comparable à la largeur d’une raie d’émission
à cette température, sur un large domaine spectral (160–850 nm). Plusieurs montages de ce
type peuvent être placés en série pour constituer des double ou triple monochromateurs de
hautes performances sans que les dimensions de l’ensemble ne rendent l’installation trop
encombrante.
Ces appareils se distinguent par leur flexibilité. Une source annexe à vapeur de mercure
sert comme moyen d’étalonnage interne des longueurs d’onde afin d’assurer un positionnement très rapide du réseau et d’offrir une précision de pointé élevée. Le trajet optique se
fait dans une enceinte rigide maintenue sous vide. Ici encore la proximité de certaines raies
nécessite un montage mécanique très précis.
Partie 2 • Méthodes spectrométriques
En une seule analyse, on peut ainsi doser rapidement près d’une vingtaine d’éléments. La
correction du bruit de fond est possible en déterminant simultanément plusieurs raies appartenant à un même élément. La linéarité des mesures s’étend sur une gamme plus étendue
qu’en absorption atomique.
14.5.2 Appareils à optique fixe, à réseau échelles
Un montage différent consiste à associer une classe particulière de réseau, dit à échelle
avec un prisme focalisateur. Il conduit à une double dispersion de la lumière, dans le sens
horizontal par le réseau et dans le sens vertical par le prisme lentille. Ce dispositif croisé,
dont la distance focale atteint plusieurs mètres, de grande résolution est appelé séparateur
d’ordres. Il permet l’observation simultanée d’une gamme spectrale étendue, par ex. 200800 nm (fig. 14.9).
Dans un réseau échelle la lumière incidente parvient perpendiculairement aux petits côtés
des miroirs qui sont en nombre plus restreint que pour les réseaux traditionnels (par ex., une
centaine par mm) (fig. 14.9). L’observation de la lumière diffractée se fait pratiquement sous
le même angle, ce qui donne un maximum de luminosité à l’ensemble (réseau « blazé »).
Le calcul montre que des radiations dont les longueurs d’onde sont peu différentes sont superposées dans la direction d’observation par suite du grand intervalle séparant deux miroirs
successifs. Ce phénomène de multiplexage (superposition des différents ordres n du réseau
−n vaut environ 100) est résolu par un élément dispersif croisé, tel un prisme qui utilise la
seconde dimension du plan focal pour étaler les différentes images de la fenêtre d’entrée. Le
spectre reste stationnaire par rapport à l’optique.
En fin de parcours, la dispersion des « raies » se fait sur une matrice de capteurs dont la
réponse fournit quasi simultanément des informations sur des milliers de taches spectrales
(fig. 14.10). Il en résulte des analyses plus rapides. Par diverses améliorations, la gamme
dynamique de ces capteurs rejoint maintenant celle des photomultiplicateurs.
14.5.3 Appareil à balayage de longueurs d’onde (type monochromateur)
À la différence des appareils précédents, le système dispersif se déplace pour faire défiler
les différentes longueurs d’onde devant la fente de sortie qui demeure fixe. Un moteur pas à
pas permet une sélection programmée des longueurs d’onde désirées et l’examen séquentiel
des lignes spectrales. La lumière issue de la source est analysée soit par un montage d’Ebert
(cf. § 9.2), soit par un double monochromateur de type Czerny-Turner afin d’atteindre une
très haute résolution optique (quelques nm), comparable à la largeur d’une raie d’émission
à cette température, sur un large domaine spectral (160–850 nm). Plusieurs montages de ce
type peuvent être placés en série pour constituer des double ou triple monochromateurs de
hautes performances sans que les dimensions de l’ensemble ne rendent l’installation trop
encombrante.
Ces appareils se distinguent par leur flexibilité. Une source annexe à vapeur de mercure
sert comme moyen d’étalonnage interne des longueurs d’onde afin d’assurer un positionnement très rapide du réseau et d’offrir une précision de pointé élevée. Le trajet optique se
fait dans une enceinte rigide maintenue sous vide. Ici encore la proximité de certaines raies
nécessite un montage mécanique très précis.