MF Witinski, D. Sayres, JN Demusz, M. Rivero, C. Tuozzolo et JG Anderson
Abstrait
Afin d'exploiter la puissance des drones pour la surveillance atmosphérique in situ de traceurs tels que le CO₂, le N₂O et le CH₄, et en vue d'étendre les limites de détection aux espèces présentes à des concentrations inférieures au ppb, nous avons développé des systèmes laser monomodes compacts et légers, associés à une électronique intégrée co-développée. Les sources laser sont de différents types, notamment la génération de fréquence différence améliorée (PE DFG) à l'échelle du µm , récemment développée, les lasers à cascade quantique à rétroaction distribuée (DFB QCL) à l'échelle µm , et de nouveaux types de diodes laser DFB disponibles dans le commerce. Toutes fonctionnent en régime continu (CW) et sont refroidies thermoélectriquement, garantissant un µm de marche élevé dans un format compact et nécessitant peu de maintenance. Les sources lumineuses sont collimatées par des lentilles asphériques miniatures et couplées à une cellule de Herriott astigmatique conçue en interne pour la détection des différentes cibles par absorption directe. Parallèlement aux composants optiques, nous avons développé des systèmes électriques intégrés pour le contrôle du laser, le traitement et l'acquisition des données. Un prototype d' µm est décrit, illustrant l'importance du développement conjoint des composants optiques et électriques pour obtenir un appareil compact, entièrement automatisé et doté de hautes performances scientifiques. Bien que l'accent soit mis ici sur les traceurs atmosphériques, nous appliquons déjà ces technologies aux mesures spectroscopiques d'autres espèces atmosphériques telles que les isotopes, les radicaux libres et les intermédiaires réactionnels afin de répondre à plusieurs priorités scientifiques urgentes définies par le CNRC.
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