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Colloque
La spectroscopie photoacoustique offre beaucoup d'avantages face aux autres techniques usuelles : en particulier, l'analyse des matériaux fortement absorbants ainsi que la possibilité d'obtenir des spectres de solides opaques. Le couplage de cette technique avec la spectroscopie par transformée de Fourier présente donc un intérêt certain pour les spectroscopistes. Nous avons entrepris des travaux pour en réaliser une application. À cet effet, nous avons conçu une cellule "maison" (Polytechnique) avec le spectromètre FT Digilab FTS 15 / C/D de type "rapid scan" de l'Université de Montréal. Cependant, la méthode quantitative devient difficile. Une normalisation est nécessaire pour les solides homogènes …
Colloque
Les résultats des différentes expériences réalisées à ce jour avec les techniques photoacoustiques utilisées dans leur interprétation des théories simplifiées, souvent unidimensionnelles et négligeant le couplage des ondes thermiques et élastiques. Un modèle thermofluidique a été proposé récemment dans le cadre d'hypothèses simplificatrices. Nous avons donc mis au point un programme d'éléments finis pour la résolution numérique de ces équations, fondé principalement sur un algorithme développé à l'École Polytechnique. Ce programme, d'une grande précision, compte tenu des faibles variations de température (10^-2 °C) et des faibles déplacements (10^-9 m) générés par l'effet photoacoustique, permet de prédire l'amplitude et la phase …
Colloque
Le spectromètre photoacoustique présenté permet l'étude non destructive de matériaux pulvérulents ou liquides. La cellule contient: l'échantillon absorbant le rayonnement incident modulé, un gaz où diffuse la chaleur créée, un microphone détectant les variations de pression induites. Les échantillons ont les propriétés éventuelles suivantes: hétérogénéité, dilatation thermique, faible absorption optique, diffusion optique. L'analyse du signal décompose P qui en deux parties: une en phase Pph et une en quadrature de phase Pqu avec l'excitation. En dehors des bandes d'absorption ces deux grandeurs déterminent la contribution S à la pression de la dilatation de l'échantillon. La phase de la deuxième contribution …
Colloque
La molécule d'oxyde nitrique NO possède un moment magnétique électronique; on peut donc mesurer un fort effet Zeeman. Nous voulons mesurer cet effet Zeeman par effet photo-acoustique. L'absorption par NO d'un faisceau laser infra-rouge est mesurée à l'aide d'un microphone placé à l'intérieur d'une petite cellule située dans l'entrefer d'un électro-aimant. La technique d'effet Zeeman car le signal acoustique est d'autant plus grand que le volume de la cellule est petit et l'on peut facilement produire de grands champs magnétiques sur des petits volumes. D'autre part, la sensibilité de la méthode permet de s'affranchir des longues cellules nécessaires aux mesures …
Colloque
L'influence sur l'effet photoacoustique d'un contact thermique imparfait, entre un échantillon mince (quartz) et substrat épais, peut être prépondérante dans la détection quantitative par méthode photoacoustique de poussières déposées sur une surface (ex: fibres d'amiante). Cette méthode permet aussi de mesurer de façon non destructive le contact thermique d'une couche déposée sur une surface (ex: peinture) et de caractériser son adhérence. On a étudié le cas où une feuille mince est baignée de gaz de tous côtés, en parfait contact avec un liquide et en contact imparfait avec un bloc de métal. Dans ce dernier cas, un système spécial permet …
Colloque
Il est possible de différencier par méthode photoacoustique l'absorption d'une couche mince déposée sur un substrat de l'absorption de ce substrat. Nous obtenons ce résultat en éclairant l'échantillon (couche mince + substrat) à analyser avec une onde lumineuse stationnaire de demi-longueur d'onde supérieure à l'épaisseur de la couche. En déplaçant l'onde stationnaire, l'amplitude du signal photoacoustique dû à l'absorption de la couche mince, est modulée à la fréquence correspondant à l'apparition des nœuds et des ventres de l'onde stationnaire sur la couche mince. Le signal dû à l'absorption de volume du substrat reste au contraire constant. Des calculs théoriques ont …
Colloque
Nous étudions l'application de la spectroscopie photoacoustique à la mesure sans altération du spectre d'absorption infrarouge de échantillons en poudre. Nous utilisons une cellule photoacoustique très faible volume sur laquelle on focalise le faisceau modulé (10Hz<ƒ<50Hz) sortant d'un monochromateur à transformée. De nombreux spectres d'amplitude et de phase d'échantillons fibreux d'amiante chrysotile ont été enregistrés dans la région du spectre de 10μm et sont comparés au spectre de transmission obtenus de façon classique. Le spectre d'amplitude est généralement semblable à celui d'un niveau de base important tandis que le spectre de phase reproduit beaucoup mieux le spectre réel. Une meilleure …
Colloque
On a observé le spectre infrarouge entre 3400 et 3800 cm-1 de l'amiante chrysotile en éclairant avec un laser HF continu des fibres déposées sur la fenêtre d'une cellule fermée remplie d'air; l'énergie absorbée est détectée de manière acoustique en mesurant avec un microphone l'élévation de pression résultant de l'échauffement de l'air. La cellule photoacoustique a été spécialement conçue pour éliminer la vapeur d'eau atmosphérique qui absorbe dans la même région. L'évaluation de la limite de détection montre que l'on pourrait détecter des concentrations de quelques parties par million en utilisant un détecteur de type industriel basé sur le filtrant …
Colloque
Trois mécanismes principaux produisent des fluctuations en fréquence du laser HF: les vibrations mécaniques, les dilatations thermiques et les instabilités du plasma. Pour contrôler les fluctuations les plus grossières, une méthode passive est utilisée: montage du laser sur une table antivibratoire et utilisation d'invar pour la cavité oscillante. Pour les vibrations plus rapides, une méthode active est utilisée: boucle électronique de rétroaction stabilisant le laser sur une lame de Fabry-Perot. Cette dernière méthode permet de mesurer les instabilités intraséquence du laser, et optimiser le choix des paramètres de stabilisation autour du laser. Les résultats obtenus avec les différentes méthodes sont …
Colloque
Trois mécanismes principaux produisent des fluctuations en fréquence du laser HF: les vibrations mécaniques, les dilatations thermiques et les instabilités du plasma. Pour contrôler les fluctuations les plus grosses, un étalon Fabry-Perot est utilisé: montage du laser sur une table antivibratoire et utilisation d'un miroir à cavité oscillante. Pour les instabilités plus rapides, une méthode de rétroaction stabilisant le laser sur le Lamb Dip. Une cavité Fabry-Perot à longueur variable permet de mesurer les instabilités intrinsèques du laser, d'optimiser le choix des paramètres de la boucle et de mesurer les performances de la stabilisation. Lors du congrès, les performances les …
