CONCEPTION ET REALISATION D'UN SPECTROMETRE PAR TRANSFORMEE DE FOURIER. ETUDE DE L'INTERFEROMETRE BIREFRINGENT, TRAITEMENT DES DONNEES ET ANALYSE SPECTRALE PDF Download
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L'OBJET DE CETTE THESE EST L'ETUDE DE LA FAISABILITE D'UN SPECTROMETRE A TRANSFORMEE DE FOURIER COMPACT ET SANS REGLAGE. L'APPAREIL EST CONSTRUIT AUTOUR D'UN INTERFEROMETRE BIREFRINGENT, CONSTITUE DE DEUX PRISMES DE WOLLASTON EN SPATH IDENTIQUES ET ACCOLES ET D'UNE BARRETTE CCD. LE TRAITEMENT DES DONNEES PROPOSE EST VALIDE EN UTILISANT DES LAMPES SPECTRALES, ET PLUS PARTICULIEREMENT LA LAMPE A VAPEUR DE ZINC-MERCURE-CADMIUM. L'ETUDE THEORIQUE COMPLETE DU SYSTEME PERMET D'ESTIMER LA RESOLUTION DU SPECTROMETRE (ENVIRON 80 CM 1) ET MONTRE LA NECESSITE DE PRENDRE EN COMPTE LA VARIATION NON LINEAIRE DE LA DIFFERENCE DE MARCHE INTRODUITE PAR L'INTERFEROMETRE LE LONG DE LA BARRETTE. UNE METHODE DE REECHANTILLONNAGE DES DONNEES EST PROPOSEE AFIN D'OBTENIR UN SIGNAL REGULIEREMENT ECHANTILLONNE EN FONCTION DE LA DIFFERENCE DE MARCHE. POUR AMELIORER LA QUALITE DU SPECTRE RECONSTRUIT, UN FILTRAGE FREQUENTIEL PUIS SPATIAL DES SIGNAUX EST APPLIQUE. ENFIN, UN ETALONNAGE DE L'APPAREIL, PRENANT EN COMPTE LE CARACTERE DISPERSIF DU MATERIAU BIREFRINGENT, PERMET D'OBTENIR UN SPECTRE GRADUE EN NOMBRE D'ONDE. LE SPECTRE OBTENU AVEC LA METHODE DU PERIODOGRAMME NE PERMET PAS DE SEPARER LES RAIES LES PLUS PROCHES DES LAMPES ETUDIEES, LA RESOLUTION DE CETTE METHODE ETANT LIMITEE PAR L'ETENDUE DU SIGNAL A ANALYSER. D'AUTRES METHODES D'ANALYSE SPECTRALE SONT DONC APPLIQUEES. L'ETUDE MENEE MONTRE QUE LA METHODE AR-LONG ET LA METHODE DE CAUCHY, EXPLOITANT UNE INFORMATION A PRIORI, SONT TOUT A FAIT ADAPTEES AU PROBLEME. ENFIN, AU VU DES RESULTATS OBTENUS, UN REDIMENSIONNEMENT DE L'INTERFEROMETRE AINSI QU'UNE NOUVELLE REALISATION SONT PROPOSES AFIN D'OBTENIR UNE MEILLEURE RESOLUTION (ENVIRON 16 CM 1) ET UNE PLAGE DE LINEARITE DE LA DIFFERENCE DE MARCHE PLUS GRANDE.
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L'OBJET DE CETTE THESE EST L'ETUDE DE LA FAISABILITE D'UN SPECTROMETRE A TRANSFORMEE DE FOURIER COMPACT ET SANS REGLAGE. L'APPAREIL EST CONSTRUIT AUTOUR D'UN INTERFEROMETRE BIREFRINGENT, CONSTITUE DE DEUX PRISMES DE WOLLASTON EN SPATH IDENTIQUES ET ACCOLES ET D'UNE BARRETTE CCD. LE TRAITEMENT DES DONNEES PROPOSE EST VALIDE EN UTILISANT DES LAMPES SPECTRALES, ET PLUS PARTICULIEREMENT LA LAMPE A VAPEUR DE ZINC-MERCURE-CADMIUM. L'ETUDE THEORIQUE COMPLETE DU SYSTEME PERMET D'ESTIMER LA RESOLUTION DU SPECTROMETRE (ENVIRON 80 CM 1) ET MONTRE LA NECESSITE DE PRENDRE EN COMPTE LA VARIATION NON LINEAIRE DE LA DIFFERENCE DE MARCHE INTRODUITE PAR L'INTERFEROMETRE LE LONG DE LA BARRETTE. UNE METHODE DE REECHANTILLONNAGE DES DONNEES EST PROPOSEE AFIN D'OBTENIR UN SIGNAL REGULIEREMENT ECHANTILLONNE EN FONCTION DE LA DIFFERENCE DE MARCHE. POUR AMELIORER LA QUALITE DU SPECTRE RECONSTRUIT, UN FILTRAGE FREQUENTIEL PUIS SPATIAL DES SIGNAUX EST APPLIQUE. ENFIN, UN ETALONNAGE DE L'APPAREIL, PRENANT EN COMPTE LE CARACTERE DISPERSIF DU MATERIAU BIREFRINGENT, PERMET D'OBTENIR UN SPECTRE GRADUE EN NOMBRE D'ONDE. LE SPECTRE OBTENU AVEC LA METHODE DU PERIODOGRAMME NE PERMET PAS DE SEPARER LES RAIES LES PLUS PROCHES DES LAMPES ETUDIEES, LA RESOLUTION DE CETTE METHODE ETANT LIMITEE PAR L'ETENDUE DU SIGNAL A ANALYSER. D'AUTRES METHODES D'ANALYSE SPECTRALE SONT DONC APPLIQUEES. L'ETUDE MENEE MONTRE QUE LA METHODE AR-LONG ET LA METHODE DE CAUCHY, EXPLOITANT UNE INFORMATION A PRIORI, SONT TOUT A FAIT ADAPTEES AU PROBLEME. ENFIN, AU VU DES RESULTATS OBTENUS, UN REDIMENSIONNEMENT DE L'INTERFEROMETRE AINSI QU'UNE NOUVELLE REALISATION SONT PROPOSES AFIN D'OBTENIR UNE MEILLEURE RESOLUTION (ENVIRON 16 CM 1) ET UNE PLAGE DE LINEARITE DE LA DIFFERENCE DE MARCHE PLUS GRANDE.
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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: NELSON.. DE OLIVEIRA Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 103
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LA SPECTROMETRIE PAR TRANSFORMATION DE FOURIER (STF) EST UNE TECHNIQUE ABSENTE EN EUV (=10NM-140NM), EN DEPIT DE SES QUALITES INTRINSEQUES (POUVOIR DE RESOLUTION, EXACTITUDE DES AMPLITUDES, CALIBRATION SUR UNE SEULE RAIE DE REFERENCE). CECI PROVIENT DE LA DIFFICULTE DE REALISATION DES LAMES SEPARATRICES INDISPENSABLES AU FONCTIONNEMENT DES INTERFEROMETRES A DIVISION D'AMPLITUDE, QUI SONT A LA BASE DE LA STF DANS LE VISIBLE OU L'UV. L'INTERFEROMETRIE PAR DIVISION DE FRONT D'ONDE PERMET DE CONTOURNER CETTE DIFFICULTE, LES PRINCIPES DE BASE DE LA STF RESTANT LES MEMES (TRANSFORMATION DE FOURIER DU SIGNAL INTERFEROMETRIQUE ECHANTILLONNE AU COURS DU DEPLACEMENT DE L'UN DES DEUX MIROIRS DE L'INTERFEROMETRE). NOTRE OBJECTIF ETAIT DE REALISER UN PROTOTYPE SANS SEPARATRICE COUVRANT LE DOMAINE SPECTRAL 50 NM, AVEC UN POUVOIR DE RESOLUTION THEORIQUE MAXIMUM D'ENVIRON 400000. POUR Y PARVENIR, NOUS AVONS DEVELOPPE UN INTERFEROMETRE VUV-EUV DU GENRE BIMIROIRS DE FRESNEL, COUPLE A UN SYSTEME DE CONTROLE ORIGINAL DU DEPLACEMENT DU MIROIR MOBILE. IL EST BASE SUR UNE STABILISATION ANGULAIRE DU REFLECTEUR MOBILE, ET SUR UNE MESURE INTERFEROMETRIQUE DU DEPLACEMENT, UTILISANT UN LASER HE-NE STABILISE. LE SYSTEME DELIVRE UNE IMPULSION TOUS LES 29 NM EN DIFFERENCE DE MARCHE, CE QUI PERMET DE TRAVAILLER JUSQU'A =56 NM, AVEC UNE RESOLUTION SPECTRALE THEORIQUE =0.33 CM 1 POUR 512K ECHANTILLONS (TF EN COSINUS). ON A MESURE EXPERIMENTALEMENT LA FONCTION D'APPAREIL EN ENREGISTRANT L'INTERFEROGRAMME DE LA RAIE DU LASER DE CONTROLE. L'ETUDE DU BRUIT DANS LE SPECTRE PERMET D'ESTIMER LA DISPERSION DU PEIGNE D'ECHANTILLONNAGE A ENVIRON 0.4 NM RMS, CE QUI PERMET D'OBTENIR UNE FONCTION D'APPAREIL TRES PROCHE DE LA FONCTION THEORIQUE. LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL A ETE CONCU DIRECTEMENT POUR ETRE IMPLANTE DANS UN ENVIRONNEMENT SOUS VIDE POUR 50 NM. DE PLUS LES PRINCIPES DE CONCEPTIONS PERMETTENT UNE EXTENSION IMPORTANTE DU DOMAINE SPECTRAL ACCESSIBLE, SANS AGGRAVATION FORTE DES SPECIFICATIONS.
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Ce projet de recherches fut proposé pour tenter de définir les champs d'applications scientifiques et industrielles potentielles de la spectrométrie IRTF. On propose un plan d'implantation de cette technologie au niveau des principales situations analytiques rencontrées dans l'industrie laitière (dosage des composés de produits laitiers en utilisant différentes méthodes d'échantillonnage spectroscopique et contrôle de procédés de fabrication laitière). Ce travail a impliqué la mise en place de nouvelles méthodologies d'acquisition et de traitements de données. On a développé des applications de procédures analytiques multidimensionnelles et on propose des solutions informatiques. On propose alors des applications pour cette méthode instrumentale tout au long de la chaine de transformation du lait, pratiquement de la vache au consommateur. Ce travail consiste en la détermination de l'âge et de la population bactérienne de laits crus, l'analyse qualitative et quantitative de lait liquide, le suivi de cinétique de coagulation enzymatique du lait avec la définition d'un nouveau paramètre rhéologique, l'analyse qualitative et quantitative de fromage frais et le suivi de l'affinage de plusieurs fromages avec la prédiction de leur âge ainsi que leur teneur en azote soluble. Aucun de ces résultats n'a actuellement quitté le laboratoire de R. et D. Toutefois, le travail reporté dans cette thèse pourrait être considéré comme une étude de faisabilité de la méthode et comme une base possible pour de nouveaux travaux de recherche et développement utilisant la spectrométrie IRTF.
Author: Robert Bell Publisher: Elsevier ISBN: 0323152104 Category : Science Languages : en Pages : 401
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Introductory Fourier Transform Spectroscopy discusses the subject of Fourier transform spectroscopy from a level that requires knowledge of only introductory optics and mathematics. The subject is approached through optical principles, not through abstract mathematics. The book approaches the subject matter in two ways. The first is through simple optics and physical intuition, and the second is through Fourier analysis and the concepts of convolution and autocorrelation. This dual treatment bridges the gap between the introductory material in the book and the advanced material in the journals. The book also discusses information theory, Fourier analysis, and mathematical theorems to complete derivations or to give alternate views of an individual subject. The text presents the development of optical theory and equations to the extent required by the advanced student or researcher. The book is intended as a guide for students taking advanced research programs in spectroscopy. Material is included for the physicists, chemists, astronomers, and others who are interested in spectroscopy.
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Nous avons réalisé un spectromètre à transformée de Fourier et à jet pulsé en cavité Pérot Fabry dans le domaine millimétrique. Une impulsion électromagnétique de fréquence millimétrique et de courte durée polarise le gaz introduit par détente dans la cavité. Le gaz réémet un signal en fonction du temps dont le spectre correspond aux fréquences des transitions entre deux niveaux d'énergie de rotation de la molécule. De nombreux spectromètres de ce type ont été développés dans le domaine centimétrique. Des difficultés technologiques rendaient leur développement difficile dans le domaine millimétrique. Nous avons appliqué une technique originale qui consiste en la production de bandes latérales par un mélange effectué sur un détecteur microonde entre une diode Gunn d'émission millimétrique et un synthétiseur d'émission centimétrique. Un récepteur superhétérodyne et un pilotage automatique d'une partie du spectromètre assure l'acquisition des données. Le spectromètre est testé sur les molécules de propyne, d'acétonitrile et de triméthylamine. Les résultats sont comparés aux valeurs expérimentales trouvées auparavant. Ceci montre le bon fonctionnement du spectromètre. Des constantes moléculaires sont affinées.
Author: STEPHANIE.. PRUNET CASSAN
Author: STEPHANIE.. PRUNET CASSAN
Author: Jérôme Ferrand
Author: Jean Floc'h
Author: NELSON.. DE OLIVEIRA
Author: Bertrand S.. Lanher
Author: Mostefa Djafour (auteur d'une thèse de sciences.)
Author: Robert Bell
Author: Ludovic Aimé
Author: Jacques Pinard (physicien.)
Author: Jacques Pinard