Interférométrie avec des lasers femtosecondes infrarouges, Femtosecond infrared lasers interferometry

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Sous la direction de Nathalie Picqué
Thèse soutenue le 26 janvier 2011: Paris 11
Depuis quatre décennies,la spectroscopie par transformation de Fourier,basée sur l’inter-Féromètre de Michelson,a considérablement amélioré notre connaissance de la structure de sa tomes et des molécules et est devenue un outil de base de diagnostic optique. Aujourd’hui, dépasser certaines de ses performances (limite de résolution, sensibilité et exactitude)permettrait de répondre à de nouveaux enjeux. Cette thèse porte sur le développement expérimental de la spectroscopie de Fourier par peignes de fréquences femtosecondes.Deux lasers peignes de fréquences, composés de Centaines de milliers de raies fines dont la position est parfaitement contrôlée, sondent l’échantillon à Analyser et la transformation de Fourier de leurs interférences temporelles fournit le spectre. Trois dis-Positifs basés sur des lasers femtosecondes infrarouges à fibres dopées (à1 mm et 1.5 mm) ou à solides(à2.4 mm)illustrent les performances de la méthode.Par comparaison à la spectroscopie de Fourier traditionnelle,les temps de mesure ont pu être raccourcis de la seconde à la microseconde, pour des spectres de molécules en phase gazeuse couvrant une centaine de nanomètres à des limites de résolution du GHz. La sensibilité atteint celle des spectromètres par laser accordable les plus performants grâce à des méthodes de détection différentielle ou d’augmentation de la longueur d’absorption par l’utilisation de cavités multipassages ou résonnantes.Augmenter le temps de mesure et résoudre les raies individuelles du peigne permet une spectroscopie de précision à large bande spectrale,car la fréquence absolue de chaque raie de peigne peut être connue avec l’exactitude d’une horloge atomique.
-Spectroscopie de Fourier
-Laser femtoseconde infrarouge
-Peigne de fréquences femtose- conde
-Spectroscopie de Fourier à deux peignes
For four decades, Fourier transform spectroscopy has greatly improved our atomes and Molecules structures knowledges, and thus became a widely used tool for optical diagnosis. However,Today it is useful to overcome some of its limitations in order to address new challenges.This thesis isAbout experimental developpement concerning frequency comb fourier transform spectroscopy. TwoFrequency combs, made of thousands of very narrow frequency lines perfectly known and controlled,Are probing an absorbing sample. The fourier transform of their temporal interference pattern provides the optical spectrum. Three devices based on fiber doped lasers (emitting at 1mm and1.5 mm)And solid lasers (at 2.4mm) are used to demonstrate the method advantages. Compared to traditional Fourier transform spectroscopy the recording time has shrunk by one million for the acquisition of Spectra spreading on a hundred of nanometers at GHz resolution. Using multipass cells of differential detection devices, the sensitivity reached is comparable to that provided by the most efficient laser Based methods. Increasing the resolution allows for clear observation of the comb individual toothWhich position can be measured with the accuracy of an atomic clock, providing thus a simple and accurate method for auto calibrated spectra.
-Fourier transform spectroscopy
-Femtosecond frequency combs
-Dual-comb spectroscopy
-Multi-heterodyne spectroscopy
Source: http://www.theses.fr/2011PA112011/document
Publié le : vendredi 4 novembre 2011
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Nombre de pages : 192
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