Une meilleure détection des gaz grâce au laser
Le projet MICEPAS MIR-EC-QCL (Novel miniaturized photoacoustic cell integrated with compact mid-infrared widely-tunable laser for gas-detection applications), financé par l'UE, voulait mettre au point un détecteur de gaz meilleur et plus économique, basé sur la spectroscopie laser. Les scientifiques ont intégré une nouvelle cellule photoacoustique, résonante et miniaturisée, avec un laser à cascade quantique dans l'infrarouge à cavité externe, aboutissant à un détecteur de gaz photocaoustique et compact. Ils ont démontré les capacités du détecteur par une série d'expériences en laboratoire. Les chercheurs ont optimisé la conception de la cellule pour réduire sa taille et la faire fonctionner à une résonance choisie. Ils ont ainsi supprimé à tous les régimes de modulation le bruit de fond de la fenêtre (un signal généré par la cellule suite à l'absorption et à la réflexion du faisceau lumineux par les parois de la cellule). Cette cellule sans bruit de fond peut servir à détecter toute composante active dans l'infrarouge, et peut être aisément adaptée à un faisceau laser de n'importe quel diamètre et fréquence de modulation. Et en dépit de sa petite taille, ses performances sont comparables à celles de cellules plus grandes. Les chercheurs ont construit et testé plusieurs prototypes de détecteurs pour une large gamme d'applications, et décrit les principaux composants de la puce laser, le concept de la cavité laser, et la cellule photoacoustique. L'intégration de cette cellule dans la cavité laser a notablement amélioré la sensibilité de la détection de gaz. Les démonstrations ont montré que ce détecteur peut aussi servir d'hygromètre très sensible, capable de différencier les isotopes dans la vapeur d'eau. Le prototype peut donc servir de base à de meilleurs détecteurs de gaz, plus économiques et convenant à divers usages. Le projet MICEPAS MIR-EC-QCL a mis au point des détecteurs exacts, fiables et économiques, utilisables pour l'analyse in situ de nombreux composants dans l'air, pour la surveillance de la pollution et des rejets de gaz, pour le contrôle de processus industriels, et la détection de fuites. Ils peuvent aussi servir à détecter les gaz impliqués dans les réactions métaboliques de systèmes vivants.
Mots‑clés
Détection de gaz, spectroscopie laser, MICEPAS MIR-EC-QCL, cellule photoacoustique, laser à cascade quantique à cavité externe
