Développement d'un spectromètre aux performances inégalées

Depuis quelques années, la spectroscopie de traces de gaz suscite un vif intérêt. Mais fabriquer un spectromètre performant nécessite de réunir plusieurs caractéristiques. C'est désormais chose faite. Explications.

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61757.htmDepuis quelques années, la spectroscopie de traces de gaz suscite un vif intérêt. Avec une très grande sensibilité, cette spectroscopie d’absorption permet en effet d’identifier des composés en très faible abondance. Aussi est-elle utilisée aussi bien dans la recherche fondamentale que dans des domaines tels que la métrologie, la détection in situ de traces de pollution atmosphérique, accidentelle ou pas, ou encore le contrôle de procédés industriels. Néanmoins, jusqu’ici, pour développer un spectromètre performant, de nombreuses caractéristiques devaient être réunies. D’où l’absence jusqu’alors d’un instrument présentant simultanément ces caractéristiques. Un défi que viennent de relever des chercheurs du Laboratoire de Photophysique Moléculaire, le LPPM, du CNRS et du Max Planck Institute of Quantum Optics, en Allemagne, dans le cadre de l’European Laboratory for Frequency Comb Spectroscopy, en collaboration avec l’Université de Tokyo, au Japon, et l’Université Ludwig Maximilian de Munich, en Allemagne.Dirigée par Theodor W. Hänsch, prix Nobel de physique 2005, et Nathalie Picqué du LPPM, cette équipe internationale a conçu en effet un spectromètre basé sur une cavité de haute finesse et deux lasers peignes de fréquences femtosecondes. Or ce procédé permet d’enregistrer des spectres avec une grande sensibilité et 1 million de fois plus rapidement que les meilleurs spectromètres actuels.

Partie d’un résonateur de haute finesse, similaire à celui utilisé pour augmenter la sensibilité de la spectroscopie de Fourier par peignes de fréquences femtosecondes. La lumière verte couplée au résonateur provient d’un peigne de fréquence Ytterbium doublé en fréquence. http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61757.htm, Crédits : Max Planck Institute of Quantum Optics

Ainsi durant une démonstration, le spectre de l’ammoniac, molécule d’intérêt planétologique et environnementale, a été mesuré en 18 micro-secondes. La sensibilité obtenue est déjà 20 fois meilleure, pour un temps de mesure 100 fois plus faible que la démonstration de faisabilité qui détenait le précédent record. Doté d’une telle sensibilité, et avec une extension possible à toutes les régions du spectre électromagnétique, cette méthode pourrait explorer de façon dynamique l’infrarouge moyen, région des « empreintes digitales » de molécules, où aucune technique efficace de spectroscopie en temps réel n’existe aujourd’hui. D’autres applications, nombreuses, sont ainsi envisageables dans des domaines comme la chimie analytique, la physique des plasmas, l’astrophysique de laboratoire, la biomédecine, le sondage environnemental et la sûreté. Pour en savoir plus : Université Paris-Sud 11 – Laboratoire de Photophysique Moléculaire (LPPM) – Nathalie Picqué : tél. +33 (0)1 69 15 66 49 – email : [email protected]Rédacteur : ADIT – Jean-François Desessard – Email : [email protected]Origine : BE France numéro 236 (5/01/2010) – ADIT / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61757.htm