Etude, realisation et caracterisation d'un spectrometre d'absorption intracavite a l'aide d'un laser ti : saphir

par ALES CHARVAT

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de F. STCKEL.

Soutenue en 1994

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Les mesures precises de faibles absorptions dues a des molecules en phase gazeuse requierent une technique qui soit a la fois de haute sensibilite et quantitative. La technique de l'absorption intracavite laser (iclas) repond bien a ce double besoin. Notre travail a ete consacree a l'etude, la realisation et la caracterisation d'un spectrometre iclas a l'aide d'un laser ti:saphir pompe par un laser a argon. Pour cela nous avons modelise et compare des structures de cavites en z a astigmatisme compense, lineaire et en anneau a l'aide des matrices abcd. Nous avons entrepris ensuite l'etude de la dynamique spectro-temporelle de tels lasers et etudie les limitations de la sensibilite. Ces etudes ont montre que la longueur equivalente d'absorption de notre spectrometre est de l'ordre de 30 000 km ce qui est proche de la sensibilite limite due a l'emission spontanee. D'autre part les etudes theoriques et experimentales du regime transitoire des oscillations de relaxation ont confirme que l'absorption intracavite evolue lineairement en fonction du temps de generation durant cette periode. Du fait d'un temps d'etablissement important, la notion de temps de generation effectif a du etre introduite. Nous avons egalement evalue l'influence sur le fonctionnement du laser des gradients d'indice dans le cristal, gradients qui sont dus soit au pompage longitudinal (lentille thermique), soit a l'effet kerr (blocage des modes). L'etude des etats de polarisation de la lumiere nous a permis de degager une conclusion importante: la birefringence du cristal reduit la sensibilite du spectrometre iclas en provoquant d'importantes modulations spectrales et en empechant le fonctionnement unidirectionnel dans un laser en anneau. Pour s'en affranchir nous avons utilise un cristal dont l'axe optique est parallele au faisceau laser. Notre spectrometre a deja permis d'obtenir de nombreux spectres moleculaires en cellule (chd#3, n#2o, co#2) et en jet supersonique (ch#4, no#2)


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  • Détails : 202 P.
  • Annexes : 77 REF.

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