Departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica - Quantalab ...

3.1 Medidas espectrales.
El instrumento utilizado para realizar las medidas espectrales es el
espectrorradiómetro de barrido LI-1800 de la casa Li-Cor, con el receptor 1800-11, que
cubre el intervalo espectral comprendido entre 300 y 1100 nm en un tiempo aproximado
de unos 40 segundos. Una descripción detallada del equipo la podemos ver en trabajos
anteriores del Grupo de Óptica Atmosférica (Duran, 1997; Vergaz, 2001). Este equipo,
con unas dimensiones de 16.3 × 20.1 × 36.0 cm y un peso de 6.4 kg, está diseñado para
facilitar su portabilidad haciendo posible su utilización en campo. Una batería interna de
6V de Ni-Cd permite una autonomía para realizar unas 60 medidas, tomando datos en el
intervalo espectral completo y muestreando cada 1 nm, lo que nos lleva a una duración
de unas 8 horas haciendo una medida cada 15 minutos. En nuestro caso se pretende
hacer un número mayor de medidas en el menor tiempo posible, por lo que esta
configuración resulta claramente insuficiente. Por lo tanto se ha optado por reducir el
intervalo espectral en el que se realizan las medidas, quedándonos con la zona en la que
el sistema es más sensible, y que nos permite verificar las hipótesis con las que estamos
trabajando. Las medidas por lo tanto se han realizado en el intervalo espectral
comprendido entre 400 y 800 nm, muestreando cada 5 nm. De esta manera, al mismo
tiempo que aumentamos la duración de la batería, nos permite reducir el tiempo total
empleado para realizar las medidas.
Este equipo se ha utilizado tanto en medidas relativas (factor de reflectancia)
como en medidas absolutas (irradiancia directa y global). Por lo tanto es preciso contar
una calibración absoluta de este equipo. Esto se viene realizando de forma periódica en
las instalaciones del CIEMAT (Madrid), utilizando para ello un equipo específico
diseñado por la propia empresa Li-Cor; a saber, el sistema 1800-02. Este calibrador está
formado por una lámpara halógena de cuarzo, cuya potencia viene regulada por una
fuente de corriente estabilizada, que ilumina a través de unos diafragmas el detector del
instrumento con una irradiancia conocida. De las diferencias relativas entre los últimos
ficheros de calibración, podemos observar que los errores se mantienen entre el 2% y el
3% entre calibraciones sucesivas, para el intervalo que vamos a utilizar en nuestras
medidas, es decir de 400 a 800 nm.
Dado que las las medidas realizadas para este trabajo no se han realizado en
laboratorio, sino en el exterior, es importante conocer la dependencia del sensor con la
temperatura. Si bien para longitudes de onda cercanas a 1100 nm esta dependencia se
encuentra entorno al 2% / ºC, en el intervalo que hemos seleccionado, de 400 a 800 nm,
ésta es de solo 0.05% / ºC (Li-Cor, 1992), lo que nos permite despreciar los errores
debidos a esta causa.
El receptor 1800-11 consistente en un mazo de fibras ópticas, en cuyo extremo
se encuentra situado un receptor formado por un pequeño domo de teflón de 7 mm de
diámetro. Este receptor se comporta como un receptor coseno, es decir, cumple con la
ley de Lambert, y por lo tanto, la respuesta a una iluminación constante, uniforme,
colimada y que cubra completamente la superficie del receptor ha de variar conforme al
coseno del ángulo de incidencia.
Para verificar este comportamiento coseno del sensor se han llevado a cabo una
serie de medidas utilizando el montaje experimental mostrado en la Figura 3-1 (a), el
cual está formado por un goniómetro, una fuente de iluminación y un sistema para
monitorizar la iluminación. Todo el sistema se ha alineado mediante un sistema
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