Détection du méthane en champ libre par la lumière rétrodiffusée dans un interféromètre non linéaire

Jinghan Dong, Weijie Nie, Arthur C. Cardoso, Haichen Zhou, Jingrui Zhang, John G. Rarity, Alex S. Clark

Abstrait

L'interférométrie non linéaire trouve de nombreuses applications en détection, spectroscopie et imagerie. Cependant, la plupart des implémentations nécessitent des miroirs hautement réfléchissants et un alignement optique précis, ce qui limite considérablement leur polyvalence et leur utilisation en extérieur. Ce travail, basé sur la conversion paramétrique stimulée, démontre la spectroscopie d'absorption du méthane dans l'infrarouge moyen (MIR) par la détection de photons proche infrarouge à l'aide d'une caméra CMOS sur silicium. La lumière MIR, utilisée pour sonder le méthane, est rétrodiffusée de manière diffuse par une surface lambertienne, subissant une perte de transmission importante. Nous mettons en œuvre un système d'acquisition et de collecte confocal monomode à l'échelle µm , utilisant un système à deux lentilles pour adapter les modes des faisceaux interférents et obtenir ainsi la détection du méthane ambiant à une distance de 4,6 m avec une perte de 57 dB. Notre méthode est également étendue à des surfaces réelles, telles que le verre, le métal brossé et une feuille, démontrant une détection robuste du méthane ambiant avec divers matériaux cibles.