Filtres IR et Cie

On nage souvent en pleine confusion  dans les noms des filtres concernant l'infrarouge.

A la limite s'il y a observation du Soleil, la confusion peut devenir très dangereuse !
Si un débutant en astronomie solaire s' achète un filtre IR (par exemple) chez Schott et l'utilise (avec un pré filtre H alpha)
en croyant se protéger convenablement des rayons infrarouges dangereux ... Bonjour les dégâts !
Comme il s'agit en fait d' un filtre passe haut (800nm+)  tous les IR passent et il se brûle la rétine instantanément !
Bien sûr tout le monde savait qu'il fallait un filtre bloquant les IR... sauf lui !

DEFINITIONS et USAGES

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Un filtre "IR"

est un filtre laissant passer uniquement les IR, proches IR
et éventuellement un chouia de rouge profond.
C'est un filtre passe haut et suivant la référence il supprime la lumière en dessous de 750nm, 800nm, 850nm etc.

Utilisation :

Photo infrarouge argentique, webcam (surface de Mars très souvent et pour des études particulières de Jupiter, Saturne - sauf lunettes)

Note : une diapo couleur toute noire est un assez bon filtre IR

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Un filtre IRB*, IRCut, IR-, -IR, minus IR

est un filtre bloquant le passage des rouges profonds,
proches IR et IR au dessus de 700nm environ.

C'est un filtre passe bas qui laisse donc passer la lumière visible mais il atténue aussi souvent les rouges.

* pour IR blocking

Utilisation :

1) en photo digitale

les APN, webcams, etc. utilisent un capteur couleur (quand les webcamiens ne sont pas passé par là pour les modifier !). Un pixel carré est formé de 4 "puits" à lumière. Chaque puit est recouvert d'une micro lentille colorée, la plupart du temps en mode RGB (2 puits verts en diagonale, un rouge, un bleu).

On pourrait penser que les puits vont ainsi récolter de la lumière rouge, verte et bleue...
C'est une erreur en tout cas pour les appareils actuels car les colorants utilisés laissent tous passer l' infrarouge.
Les puits reçoivent donc rouge+IR, vert+IR, bleu+IR !
Et comme la sensibilité des puits aux IR est très forte, il n'y a pas grande différence entre les puits RGB !

C'est pour cela que l'on place un filtre IRB (IR-) en avant du capteur.
Soit de façon séparée (exemple quickcam VC, Canon D10, etc.) soit en l'intégrant à l'objectif (Vesta Pro, Toucam).
On se débarrasse ainsi de l'IR parasite et les couleurs deviennent excellentes !

Bien sûr pour une utilisation astronomique en ciel profond (nébuleuses),
le filtre IRB réduit un peu la sensibilité dans le rouge aussi et c'est particulièrement gênant en photographie HAlpha (Canon D10...).

En webcam, l'utilisation d'un filtre IRB se discute au cas par cas sauf dans le cas d'un système optique à lentille
(la correction même APO ne prenant en compte que le visible !
l' IR se focalise sur une grosse tâche donnant des étoiles à l'aspect de comètes).

Les bons télescopes à miroir sont exempts de chromatisme.
Le problème se pose quand s'interposent des lentilles (Barlow, réducteur, cas du Clavius ...).
Il faut faire des essais et tout est affaire de compromis entre la turbulence,
les couleurs obtenues ... car le filtre oblige à travailler à une vitesse d'acquisition moindre
et/ou à pousser plus fort le gain et donc le bruit !
D'après mon expérience en webcam on peut en gros s'en passer pour Jupiter et Saturne,
mais pas pour Mars ni en ciel profond (dans ce dernier cas on obtient des images mauves, sans bleus, verts, jaunes ou rouges intenses).

Avec une webcam monochrome il faut en mettre un si l'on veut faire de la trichromie avec 3 filtres
(sauf filtres dont on sait qu'ils incorporent un filtre IRB : exemple Astronomix type 2).
Sinon on pourra employer simplement un filtre rouge plus ou moins sombre suivant le diamètre de l'instrument
(de R21, R25 à Wratten 70) semble t il en général sans IRB (cas de Mars).

2) Observation du Soleil en lumière H Alpha

(656.3 nm, en général, dans les observatoires on utilise aussi des filtres un chouia + ou - autour de cette valeur)

La combinaison de filtre utilisé pour l'observation du Soleil au télescope en H Alpha est la suivante :

Coté ouverture (de 40 à 90 mm de diamètre) :
- pré filtre HA (élimine la majorité de la lumière non désirée bleu, verte, jaune, orange)
- **Filtre IRB (cas du "Lumicon prominence filter"...)

Coté oculaire :

- **Filtre IRB de petit diamètre (30-40mm)
- Filtre HAlpha proprement dit à bande passante hyper étroite "H Alpha" de 0.11nm (1.1A°)
cas du Lumicon prominence filter ("filtre ne montrant que les protubérances autour du disque solaire)
à 0.05nm (0.5A°) pour voir les détails sur le disque lui même et les protubérances.
Le prix augmentant exponentiellement avec la diminution de la bande passante !

Notes :

1) *** l'un des deux peut être absent. Deux c'est plus de sécurité si le prefiltre venait à casser.

2) Les protubérances étant animées d'une certaine vitesse, par effet Doppler, si la bande passante est très étroite (<.7A°)
on voit moins de leur étendue qu'avec un filtre de bande passante entre .8 et 1.5A° ... mais avec plus de contraste !
On peut pas avoir les deux !

Pour ce qui se passe sur le disque, plus la bande passante est étroite, meilleur c'est !

Merci de respecter ces définitions sinon un jour un filtre vert sera compris comme un filtre qui bloque la lumière verte :)))