Stray light correction on array spectroradiometers for optical radiation risk assessment in the workplace

Correction de la lumière parasite sur des spectroradiomètres CCD pour l'évaluation, au poste de travail, des risques dus aux rayonnements optiques

A Barlier-Salsi (1)

1 IET - Département Ingénierie des Equipements de Travail

The European directive 2006/25/EC requires the employer to assess and if necessary measure the levels of exposure to optical radiation in the workplace. Array spectroradiometers can measure optical radiation from various types of sources; however poor stray light rejection affects their accuracy. A stray light correction matrix, using a tunable laser, was developed at the National Institute of Standards and Technology (NIST). As tunable lasers are very expensive, the purpose of this study was to implement this method using only nine low power lasers; other elements of the correction matrix being completed by interpolation and extrapolation. The correction efficiency was evaluated by comparing CCD spectroradiometers with and without correction and a scanning double monochromator device as reference. Similarly to findings recorded by NIST, these experiments show that it is possible to reduce the spectral stray light by one or two orders of magnitude. In terms of workplace risk assessment, this spectral stray light correction method helps determine exposure levels, with an acceptable degree of uncertainty, for the majority of workplace situations. The level of uncertainty depends upon the model of spectroradiometers used; the best results are obtained with CCD detectors having an enhanced spectral sensitivity in the UV range. Thus corrected spectroradiometers require a validation against a scanning double monochromator spectroradiometer before using them for risk assessment in the workplace.

La directive européenne 2006/25/EC exige que les employeurs évaluent et si nécessaire mesurent les niveaux d’exposition aux rayonnements optiques au poste de travail. Les spectroradiomètres CCD permettent de mesurer les rayonnements optiques émis par différents types sources ; cependant leur précision est altérée par la présence de lumière parasite. Une matrice de correction de la lumière parasite a été développée par le National Institute of Standards and Technology (NIST), à partir de lasers accordables. Sachant que les lasers accordables sont très couteux, l’objectif de cette étude était d’utiliser seulement neuf lasers de faible puissance ; les autres éléments de la matrice étant complété par interpolation/ extrapolation. L’efficacité de la correction a été évaluée en comparant les mesures réalisées à l’aide des spectroradiomètres CCD corrigés et non corrigés à celles d’un spectroradiomètre double monochromateur à balayage pris comme référence. Cette expérimentation a montré qu’il était possible de réduire la lumière parasite d’un facteur compris entre 10 et 100 et donc d’obtenir des résultats identiques à ceux du NIST. Du point de vue de l’évaluation des risques au poste de travail, cette méthode de correction de la lumière parasite permet de déterminer les niveaux d’exposition avec une incertitude acceptable. Le niveau d’incertitude dépend du modèle de spectroradiomètre utilisé ; les meilleurs résultats sont obtenus avec les détecteurs CCD ayant une sensibilité spectrale améliorée dans l’ultraviolet. Ainsi, il est nécessaire de valider la correction des spectroradiomètres par rapport à un spectroradiomètre à balayage à double monochromateur avant de les utiliser pour évaluer les risques au poste de travail.

Mots clés: ultraviolet; spectroradiometer; risk assessment; optical radiation; stray light correction

Domaines: Sciences de l'ingénieur [physics]; Optique / photonique; Chimie-Physique [physics.chem-ph]

A Barlier-Salsi. Stray light correction on array spectroradiometers for optical radiation risk assessment in the workplace. Journal of the Society for Radiological Protection, 2014, J. Radiol.Prot., 34 (4), pp.doi:10.1088/0952-4746/34/4/915. ⟨10.1088/0952-4746/34/4/915⟩. ⟨hal-01148941⟩