Patent WO-2017055606-A1 (WO)
Title: Procédé de mesure de concentration de gaz à l'état de traces par spectroscopie scar
Inventor: MAZZOTTI DAVIDE
IPC: G01N21/3504
Filed: 2016-09-30
Abstract: La présente invention concerne un procédé de spectroscopie par temps d'évanouissement dans un état d'absorption saturée, destiné à mesurer une première concentration d'un gaz par une mesure du spectre d'une transition moléculaire dudit gaz, le procédé comprenant les étapes consistant à : • introduire ledit gaz dont une première concentration doit être mesurée dans une cavité résonnante comprenant deux miroirs de réflexion, ou plus, disposés de façon à former un trajet optique fermé pour un rayonnement électromagnétique émis par une source laser; • accorder la fréquence dudit rayonnement électromagnétique émis par ladite source laser de façon à le fixer à une valeur v, dans une gamme de fréquences [v min , v max ] comprenant ladite transition moléculaire v 0 ; • fixer l'intensité dudit rayonnement électromagnétique dans la cavité à une valeur bien supérieure à l'intensité de saturation { I 
 s  de la transition moléculaire à détecter; • soumettre à un rayonnement ledit gaz au moyen dudit faisceau de rayonnement électromagnétique émis par ladite source laser ayant ladite fréquence fixe v   
   i   
    et ladite intensité dans ladite cavité résonnante; • coupler ledit rayonnement électromagnétique à ladite cavité de façon à obtenir un état de résonance de cavité de laser; • modifier la fréquence du rayonnement électromagnétique émis par le laser de façon à interrompre la résonance de cavité de laser; • détecter un faisceau de rayonnement électromagnétique dans la sortie de ladite cavité après interruption de la résonance de cavité de laser; • enregistrer une pluralité de données représentatives de ladite sortie, obtenir un signal d'évanouissement de la fréquence fixe; • prendre en considération une courbe d'ajustement  S [ t ,  δv 
 i ) du signal d'évanouissement enregistré qui dépend des paramètres suivants : - B( δv 
   
   i   
   ) représente l'arrière-plan de détection, avec ( δνi = v 
   
   i   
   
  = v 
   
   0   
   ); - A   
   d   
   ( δv 
   
   i   
   ) représente l'amplitude du signal d'évanouissement au début de l'événement d'évanouissement; - y   
   c   
   ( δv 
   
   i   
   ) représente la vitesse d'évanouissement de cavité due à des pertes non résonnantes et non saturables (vitesse d'évanouissement de cavité vide); - y g ( δv 
   
   i   
   ) représente une contribution de la transition moléculaire ciblée au signal d'évanouissement; -  ḡ  représente le profil de ligne normalisée de crête  ḡ(v - v 
   
   O   
   
 , w 
   
   R   
   
 )  centré à la fréquence de résonance moléculaire v 0  et  w 
 R  représente la largeur HWHM de la résonance, et  w 
 R  =  w 
 L  pour une forme de Lorentz,  w 
 R  =  w 
 G  pour une forme de Gauss,  w 
 R  = { w 
 L ,  w 
 G } pour une forme de Voigt; - (I) représente le paramètre de saturation au début de l'événement d'évanouissement et à la fréquence de la transition moléculaire ciblée v 0 ,  P (0) représente la puissance intra-cavité au début du signal d'évanouissement; et (II) représente la puissance de saturation, où  w  est le rayon de taille de foyer du faisceau laser, c'est-à-dire le rayon pour lequel l'amplitude du champ correspond à une multiplication de celui de l'axe et représente l'intensité de saturation; • remplacer  Z 
 1U 
 ḡ (v -  v 
 0 , w 
 R ) dans la fonction  S ( t, δν 
   
   i   
   ) par une valeur constante Z   
   1ueff   
    = constante d'une valeur prédéfinie; • ajuster lesdites données enregistrées par une fonction S   
   repl   
   (t,  δν 
   
   i   
   ) dans laquelle Z   
   1ueff   
    = une constante remplace  Z 
 1U 
 ḡ (v -  v 
 0 , w 
 R ) dans la fonction d'ajustement S( t, δν 
   
   i   
   ).