Spectroscopie infrarouge à haute résolution par lasers accordables : applications à l'étude de composés d'intérêt atmosphérique

par Nofal Ibrahim

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Johannes Orphal.


  • Résumé

    La spectroscopie infrarouge à haute résolution est un outil très puissant pour mesurer les concentrations d’un grand nombre de gaz traces atmosphériques et pour caractériser les propriétés physico-chimiques de ces espèces. L’utilisation de lasers accordables permet de balayer de petits intervalles spectraux avec une très haute résolution spectrale et un rapport signal/bruit très élevé. Ainsi, la détermination expérimentale des paramètres de raies par spectroscopie laser complète les informations obtenues par la spectroscopie à transformée de Fourier. Nous avons travaillé dans cette thèse sur la conception et la réalisation de plusieurs spectromètres basés sur des diodes-laser accordables et les applications de ces instruments pour la spectroscopie quantitative d’espèces d’intérêt atmosphérique. Nous avons réalisé quatre études différentes : Une étude pour mesurer les paramètres spectroscopiques (intensités, coefficients d’élargissement) de H2O dans l’infrarouge proche (au voisinage de 820 nm) en utilisant une diode laser à cavité externe (ECDL) et la technique de spectroscopie directe. Une étude d’intercomparaison des coefficients d’absorption de l’ozone entre deux régions spectrales : l’ultraviolet (270-290 nm) et l’infrarouge moyen (à 10 micron). Étude des paramètres spectroscopiques (positions, intensités, et coefficients d’élargissement) et limite de détection de NH3 simultanément par deux techniques différentes (spectroscopie d’absorption directe et spectroscopie photoacoustique) au voisinage de 1550 nm. La première mesure des coefficients d’élargissement par l’air de HO2 par la technique CRDS au voisinage de 1550 nm.

  • Titre traduit

    High resolution infrared spectroscopy using tunable lasers : applications to the study of atmospheric species


  • Résumé

    High resolution infrared laser spectroscopy is a powerful technique for measuring a wide variety of atmospheric trace gases and for characterizing and quantifying of their physico-chemical properties. The use of tunable lasers provides the opportunity to scan over small spectral intervals with a very high spectral resolution and very high signal to noise ratio. The experimental determination of spectroscopic parameters using laser spectroscopy completes other techniques like Fourier transform spectroscopy. This work describes the development of three diode-laser spectrometers and the use of another two laser spectrometers tunable in the near- and mid-infrared regions for the measurement of atmospheric species. We have carried out four different studies: Measurements of H2O lines strengths, self- and air-broadenings coefficients in the 820 nm spectral region using an external cavity diode laser (ECDL) and a long-path absorption cell. Intercomparaison of the ozone absorption coefficients in the mid-infrared (10 micron) and ultraviolet (270-290 nm) spectral regions. Study of direct absorption and photoacoustic spectroscopy of NH3 in the 1550 nm region. The first measurement of the air-broadening coefficients of the HO2 radical using CRDS in the region around 1550 nm.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (240 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 210-230

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)259
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