Exporation du potentiel de la mciro-spectrometrie optique pour l'analyse de l'environnement: Focus sur les gas et la qualité de l'air.

par Alaaeldeen Fathy Rezk Thabet Mohamed

Projet de thèse en Electronique, Optronique et Systèmes

Sous la direction de Tarik Bourouina.

Thèses en préparation à Paris Est , dans le cadre de MSTIC : Mathématiques et Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication , en partenariat avec ESYCOM - Electroniques, Systèmes de Communication et Microsystèmes (laboratoire) depuis le 01-07-2017 .


  • Résumé

    Cette thèse vise l'étude de dispositifs microfabriqués, dédiés à l'analyse de l'air ambiant. L'analyse de la qualité de l'air présente des spécifications sévères notamment un rapport signal sur bruit (RSB) élevé ainsi qu'une résolution de longueur d'onde élevée qui correspondent aussi à des limitations des micro-spectromètres MEMS en raison de leur petite taille.    De nouvelles techniques peuvent être appliquées, telles que l'utilisation de plusieurs spectromètres pour améliorer la résolution SNR et la longueur d'onde, les sources optiques miniaturisées à haute luminance et les détecteurs haute sensibilité. En outre, les cellules microfluidiques peuvent être intégrées sur la même puce, pour avoir une base de silicium entièrement compacte analyseur de gaz.       Les travaux de recherche porteront sur la conception de MEMS optiques et de dispositifs microfluidiques, ainsi que sur la modélisation, y compris les développements théoriques analytiques et les simulations numériques électromagnétiques. Cela impliquera également une validation expérimentale approfondie en utilisant les dispositifs fabriqués en salle blanche, ce qui nécessitera la construction d'un nouveau banc expérimental pour faciliter le couplage de la lumière sur la puce.

  • Titre traduit

    Potential of Micro-scale Optical Spectroscopy for Environmental sensing: Focus on Gas and Air Quality.


  • Résumé

    This thesis aims the study of microfabricated devices, dedicated to the environment air analysis. The air quality analysis requires tough specifications including high signal to noise ratio (SNR) as well as high wavelength resolution which are drawbacks of MEMS spectrometers due its small size. New techniques can be applied such as using multiple spectrometers for enhancing SNR and wavelength resolution, miniaturized high radiance optical sources and high sensitive detectors. Also, microfluidic cells can be integrated on the same chip, to have a fully compact silicon based gas analyzer. The research work will involve design of optical MEMS and microfluidic devices, as well as modeling, including analytical theoretical developments and numerical electromagnetic simulations. It will also involve thorough experimental validation using the devices fabricated in cleanroom, which will require building a novel experimental setup to facilitate on-chip light coupling.