Ml-ceas : une nouvelle technique spectroscopique d'absorption de haute sensibilité à l'aide de laser à impulsions ultracourtes

par Titus Constantin Gherman

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Daniele Romanini.

Soutenue en 2004

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Le résultat principal de ce travail de thèse est le développement d'une nouvelle technique de sensibilité élevée appelée: Mode-Locked Cavity-Enhanced Absorption Spectroscopy (ML-CEAS), qui exploite de manière constructive les propriétés spectrales des lasers à blocage de modes et des cavités optiques. Nous démontrons que ML-CEAS peut être facilement étendue à la région bleu doublant en fréquence une source laser Ti-Sa. La sensibilité élevée de ML-CEAS est démontre par l'observation d'une transition harmonique très élevée de C2H2 à 420 nm (23813 cm-1), avec la limite de détection de 5 x 10-9 cm-1 Hz-1/2. Cette nouvelle technique a été aussi applique au diagnostic des plasmas d'argon et d'azote autour de 400 nm. Un autre résultat est l'installation, et application en ML-CEAS, d'un laser semi-conducteur: diode-pumped, vertical external-cavity, surface-emitting laser (DP-VECSEL) à blocage de modes par un Semiconductor Saturable Absorber Mirror (SESAM). Notre système functionne autour de 1,04 æm. Le train d'impulsions a un taux de répétition de 1,12 GHz et la largeur d'impulsion d'environ 10 ps avec quelques mW de puissance émise en régime à blocage de modes. Une première démonstration de ML-CEAS employant un DP-VECSEL à blocage de modes est également rapportée


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  • Titre traduit

    ML-CEAS : a new high sensitivity absorption spectroscopy with ultra-short laser pulses


  • Résumé

    The principal result of this thesis work is the development of a new high sensitivity technique named: Mode-Locked Cavity-Enhanced Absorption Spectroscopy (ML-CEAS), which exploits constructively the spectral properties of mode-locked lasers and optical cavities. We demonstrate that ML-CEAS can be easily extended to the blue region by frequency-doubling a Ti-Sa laser source. The high sensitivity of ML-CEAS is put in evidence by recording a very high overtone transition of C2H2 at 420 nm (23813 cm-1), with detection limit of 5 x 10-9 cm-1 Hz-1/2. We also include the first practical application of this new technique to the diagnostics of argon and nitrogen plasmas around 400 nm. Another result is the setup, and application in ML-CEAS, of a semiconductor laser: diode-pumped, vertical external-cavity, surface-emitting laser (DP-VECSEL) and mode-locked by a Semiconductor Saturable Absorber Mirror (SESAM). Our system operates around 1. 04 æm. The train of pulses had a repetition rate of 1. 12 GHz and the pulse width was about 10 ps with a few mW of emitted power in mode-locking regime operation. A first demonstration of ML-CEAS using a mode-locked DP-VECSEL is also reported.

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Informations

  • Détails : 200 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.189-200

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/GRE1/0137
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/GRE1/0137/D
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