Résumé :

L’objectif de cette thèse est d’étudier l’utilisation Peignes de fréquence pour la spectroscopie moléculaire à haute résolution dans la région du spectre électromagnétique térahertz (THz). Cette approche est basée sur la conversion d’un peigne dans le domaine optique vers le domaine THz. Néanmoins l’état de l’art de ces sources nécessite un récepteur THz tres sensible de type hétérodyne afin de mesurer séparément l’amplitude de chaque dent du peigne. Nous démontrons l’efficacité de cette approche à des fréquences inferieures à 1THz à l’aide de récepteurs à base de diodes Schottky. Pour les fréquences supérieures des mélangeurs commerciaux existent mais il se pose le problème de l’oscillateur local (OL). Nous avons exploré l’utilisation de lasers moléculaires pompés optiquement (OPML). Plusieurs milieux actifs ont été considérés : l’ammoniac (NH3), le cyanure d’hydrogène (HCN), la vapeur d’eau (H2O), et la vapeur d’eau lourde (D2O). Les résultats expérimentaux mettent en evidence des gains significatifs toutefois limités par la puissance des lasers à cascade quantiques (quantum cascade lasers ou QCL) disponibles. Des puissances suffisantes pour le pompage d’un mélangeur sont néanmoins obtenues et ouvrent la voie à des conceptions plus avancées d’OPML. Enfin l’OPML est utilisé comme OL dans une expérience de spectroscopie moléculaire mettant enjeule rayonnement synchrotron. Le montage expérimental et les techniques utilisées pour l’acquisition des signaux permettent des mesures de grande précision dans une gamme (1 – 4 THz) où il existe peu de solutions. Ce travail permet d’envisager à terme un spectromètre compact et performant dans toute cette gamme.

Abstract :