Etude et réalisation d'un spectrophotomètre optique en ondes guidées PDF Download
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Author: Jean-Sébastien Danel
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 150
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Book Description
CONCEPTION ET REALISATION D'UN APPAREILLAGE PERMETTANT LA CARACTERISATION DES COUCHES MINCES PAR OPTIQUE GUIDEE A LONGUEUR D'ONDE VARIABLE. L'APPAREIL PERMET LA MESURE D'INDICE ET D'EPAISSEUR, LE TRACE DE SPECTRES D'ABSORPTION. LE DISPOSITIF EST ENTIEREMENT AUTOMATISE ET COUVRE LA GAMME SPECTRALE DE 0,52 A 1,5 MU M AVEC UNE RESOLUTION DE 80 A
Author: Jean-Sébastien Danel
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Category :
Languages : fr
Pages : 150
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Book Description
CONCEPTION ET REALISATION D'UN APPAREILLAGE PERMETTANT LA CARACTERISATION DES COUCHES MINCES PAR OPTIQUE GUIDEE A LONGUEUR D'ONDE VARIABLE. L'APPAREIL PERMET LA MESURE D'INDICE ET D'EPAISSEUR, LE TRACE DE SPECTRES D'ABSORPTION. LE DISPOSITIF EST ENTIEREMENT AUTOMATISE ET COUVRE LA GAMME SPECTRALE DE 0,52 A 1,5 MU M AVEC UNE RESOLUTION DE 80 A
Author: Gregory Leblond
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Category :
Languages : fr
Pages : 155
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Book Description
La spectrométrie est une méthode d’analyse fondamentale, omniprésente pour comprendre l’interaction lumière-matière. La principale limitation des spectromètres est leurs structures relativement complexes, difficiles à simplifier et à miniaturiser. SWIFTS (Stationary Waves Integrated Fourier Transform Spectrometer) est un concept innovateur de spectromètre intégré qui permet de dépasser cette difficulté. Le principe de ce composant est la détection de l’intensité d’une onde stationnaire contenue dans un guide. Des lignes métalliques très fines agissant comme des nano-sondes viennent échantillonner l’onde stationnaire, le signal prélevé est récupéré par des détecteurs. Le spectre est obtenu par Transformation de Fourier de l’interférogramme échantillonné. Nos travaux se sont concentrés sur la simulation des nano-sondes. L’extraction du signal contenu dans le guide est en effet une étape critique : la nano-sonde doit diriger le maximum du signal prélevé sur les détecteurs sans toutefois perturber le signal dans le guide. Pour cela, nous avons développé la méthode de simulation FMM (Fourier Modal Method) associée à des PMLs (Perfectly Matched Layer). A partir de cette méthode, nous avons développé des outils de simulation permettant de caractériser et d’optimiser la perturbation d’une nano-sonde positionnée sur un guide. Le modèle développé est également adapté pour simuler le spectromètre SWIFTS comportant un nombre important de nano-sondes. Les simulations obtenues sont confrontées à une étude expérimentale
Author: Bruno Martin
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Languages : fr
Pages : 191
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L'analyse spectrale optique permet l'étude de la composition chimique des matériaux par l'interaction entre la matière et le rayonnement. Ces dernières années, la spectrométrie dans le domaine du proche infrarouge s'est considérablement développée pour satisfaire des besoins dans les domaines comme la médecine, de la détection de gaz ou encore l'industrie des polymères. Dans cette thèse nous nous sommes intéressé à un nouveau concept de spectromètre de Fourier statique faisant intervenir une structure de guide optique planaire courbe fuyante. Un modèle électromagnétique de cette structure courbe a été développé pour dimensionner le spectromètre. Ce modèle est basé sur une méthode de décomposition dans le domaine de Fourier, associée à une transformation conforme et utilisant des couches absorbantes. Les premiers spectromètres ont été réalisés en optique intégrée sur verre et caractérisés. Des résolutions spectrales de 11 nm et 14 nm ont été mesurées. Ces résultats sont encourageants pour continuer le développement du spectromètre.
Author: Jérôme Ferrand
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Languages : fr
Pages : 222
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En 1859 les physicien et chimiste allemands G. Kirchhoff et R. Bunsen ont découvert que chaque élément chimique dispose d'une signature spectrale unique. Suite à cela, la spectrométrie s'est imposée comme un outil d'analyse majeur y compris en astrophysique (notamment grâce à l'italien A. Secchi). Ainsi la plus grande partie des informations dont nous disposons sur les objets astrophysiques proviennent de l'analyse spectrale ; la découverte des premières planètes extra-solaires est même due à celle-ci. Depuis ses débuts, cette technique a trouvé de nombreuses applications dans des domaines aussi variés que la médecine, la détection de gaz ou encore l'étude des polluants. Dans cette thèse nous nous proposons d'étudier et de développer un nouveau type de spectromètres nommés SWIFTS (pour Stationary Wave Integrated Fourier Transform Spectrometer) basés sur la détection d'une onde stationnaire obtenue à l'intérieur d'un guide optique. Pour ce faire, nous utilisons une technique originale dite de " détection évanescente ". Dans cette thèse nous étudions et modélisons les performances d'un tel spectromètre notamment en utilisant une méthode matricielle et une méthode de décomposition dans le domaine de Fourier. Les premiers prototypes ont été réalisés dans les bandes I et R du système photométrique de Johnson, ces bandes ayant été choisies pour la facilité d'obtention de détecteurs et guides optiques efficaces. Étant donné les technologies disponibles, ces prototypes ne peuvent atteindre l'efficacité théorique maximale d'un SWIFTS (environ 73%) ; néanmoins elles nous ont permis de mesurer des résolutions de l'ordre du cm-1 sur un large domaine spectral (650 nm à 900 nm).
Author: Michel Saillard
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Languages : fr
Pages : 90
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Author: André Vuillemin
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Languages : fr
Pages : 108
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Author: Jean-Yves Gay
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Languages : fr
Pages : 78
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Author: Frédéric Gillard
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Languages : fr
Pages : 0
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Pour répondre au besoin de miniaturisation des spectromètres de terrain travaillant dans l'infrarouge, l'ONERA a développé un nouveau concept baptisé MICROSPOC. Ce dispositif est un détecteur infrarouge auquel a été intégré un interféromètre à deux ondes, constituant un spectromètre statique par transformée de Fourier. Ce plan focal infrarouge modifié, qui fusionne la fonction interférométrique et la fonction de détection, associé à une optique de tête simplifiée, permet d'envisager la réalisation d'instruments très compacts. L'objectif de cette thèse est de concevoir un spectromètre infrarouge miniature basé sur le dispositif MICROSPOC. Dans un premier temps, un travail théorique a été mené, dans l'objectif de dimensionner un système optique très compact. Notre choix s'étant orienté vers un système optique de collection (le détecteur voit une source étendue à distance finie), l'étude de l'acceptance angulaire de MICROSPOC dans ces conditions d'éclairement est indispensable afin de prévoir le contraste et la forme des franges d'interférence. Les résultats montreront la grande acceptance angulaire de MICROSPOC.Dans un second temps, un démonstrateur basé sur un composant MICROSPOC et sur le système optique simplifié a été réalisé. Ce démonstrateur a été caractérisé en laboratoire puis utilisé sur le terrain lors d'une campagne de mesures. Ces différentes exploitations ont montré la robustesse de l'instrument malgré l'obtention d'interférogrammes présentant divers défauts.Dans un troisième temps, une chaîne de traitement a été développée afin d'estimer un spectre à partir d'un interférogramme obtenu à l'aide du démonstrateur. Du fait des caractéristiques intrinsèques de MICROSPOC, la transformée de Fourier n'est pas la meilleure solution pour estimer un spectre. Nous l'avons montré en nous intéressant aux effets des disparités de longueur d'onde de coupure du détecteur sur l'estimation d'un spectre. Nous nous sommes alors tournés vers une approche consistant à utiliser la caractérisation spectrale de l'instrument pour inverser la mesure. Cette approche donne des résultats satisfaisants.Enfin, le but principal de cette thèse a été élargi par la conception et la réalisation de différents démonstrateurs combinant une fonction d'imagerie à une fonction de spectrométrie. Les premières pistes pour la conception d'un spectromètre qui tient dans la main ont été données.
Author: Joël Becker
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Languages : en
Pages : 0
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Author: Jean Romier
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Languages : en
Pages : 217
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UN SPECTROMETRE DE TERRAIN, PORTABLE ET AUTONOME, TRAVAILLANT DANS LES DOMAINES DU VISIBLE, PROCHE ET MOYEN INFRAROUGE PILOTE PAR MICRO-ORDINATEUR A ETE REALISE A PARTIR DE CAPTEURS COMMERCIAUX. CET INSTRUMENT A ETE ETALONNE AFIN DE PERMETTRE SON UTILISATION (1) SUR LE TERRAIN, POUR MESURER LES REFLECTANCES DE COUVERTS (DE FAIBLE HAUTEUR) NECESSAIRES A LA CORRECTION DES MESURES AEROPORTEES ET/OU SPATIALES CONJOINTEMENT REALISEES SUR LES MEMES CIBLES, ET (2) EN LABORATOIRE, POUR LA VALIDATION DE MODELES DE REFLECTANCE DES COUVERTS FORESTIERS. CE DEVELOPPEMENT INSTRUMENTAL A EN PARTICULIER PERMIS LA REALISATION DE DEUX EXPERIENCES: VALIDATION D'UN MODELE DE TRANSFERT RADIATIF TURBIDE A QUATRE FLUX ET ETALONNAGE DE MESURES RADIOMETRIQUES AEROPORTEES. DANS LE CADRE DE LA TELEDETECTION, UNE LIMITATION MAJEURE DE CET INSTRUMENT EST DE NE FOURNIR QU'UNE VALEUR MOYENNE DE LA CIBLE VISEE. J'AI DONC ETUDIE ET REALISE UN SPECTROMETRE IMAGEUR DE GRANDE RESOLUTION SPECTRALE DONT L'ELEMENT DISPERSIF EST UN AOTF (FILTRE ACOUSTO-OPTIQUE ACCORDABLE). CET INSTRUMENT EST CAPABLE D'ENREGISTRER DES IMAGES DE CIBLES ET AINSI DONNER A L'UTILISATEUR LA POSSIBILITE D'ANALYSER A DIFFERENTES LONGUEURS D'ONDE LES ELEMENTS DE CETTE CIBLE ET DE TENIR COMPTE DE SON HETEROGENEITE. EN CONTRE PARTIE DE CETTE AMELIORATION INSTRUMENTALE, IL DEVIENT POSSIBLE DE CARACTERISER ET DE MODELISER DE MANIERE BEAUCOUP PLUS PRECISE ET DETAILLEE LES DIFFERENTS ELEMENTS DE LA BIOSPHERE. LES POSSIBILITES DE CET INSTRUMENT DEVRAIENT PERMETTRE D'EFFECTUER DES ETUDES SIMILAIRES D'ANALYSE DE SURFACES DANS D'AUTRES DOMAINES TELS QUE LA CHIMIE ET LA BIOLOGIE
