Melange degenere a quatre ondes en regime de saturation sur no et en resonance a deux photons sur o : application aux milieux en combustion

• Auteur / Autrice : Véronique Gros
• Direction : Sylvie Le Boiteux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 13

Résumé

Dans le cadre de ce memoire, nous avons etudie le melange degenere a quatre ondes (degenerate four wave mixing, dfwm) dans la configuration vers l'avant. Cette technique de diagnostic a ete appliquee a la molecule de no et a l'atome d'oxygene. Dans un premier temps, nous avons dresse un bilan des detectivites obtenues sur certaines especes interessantes dans les milieux de combustion. Ensuite, a l'aide d'une modelisation complete et d'une validation experimentale, nous avons etudie les proprietes du signal dfwm en presence de saturation. L'originalite de cette modelisation est liee a l'utilisation de tenseurs spheriques irreductibles. Cette approche nous a permis de simplifier la resolution du signal et surtout de decrire precisement le couplage entre les differents niveaux zeeman de chaque niveau rotationnel. De plus, nous avons pris en compte une amplitude et une polarisation quelconque des champs excitateurs et des experiences sur no ont ete conduites en flamme dans ces differentes conditions. Completees par une analyse theorique systematique des raies de no, ces experiences ont permis d'ameliorer notre comprehension du phenomene de saturation du processus dfwm. A terme, ces simulations autorisent l'obtention de mesures quantitatives sur no quelle que soit l'intensite du champ laser. Par ailleurs, nous avons etudie la faisabilite de la detection de l'atome d'oxygene (o) en resonance a deux photons. L'interpretation du signal est effectuee en champ faible a l'aide d'un calcul perturbatif, developpe pour differents arrangements des polarisations incidentes. Des mesures de o dans une decharge micro-onde ont permis de valider les resultats de ce calcul. En utilisant ces resultats preliminaires et nos previsions theoriques, nous avons reussi a detecter o en flamme a pression atmospherique. Grace au choix judicieux de polarisations croisees, l'amplitude du signal resonant a deux photons a ete optimisee tout en reduisant le bruit de fond lie aux reseaux thermiques dans la flamme. En definitive, nous avons demontre la possibilite de mesurer la concentration de ces deux especes (o et no) en flamme et ceci de maniere quantitative.