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Concept
Fluorescence induite par laser
Résumé
La fluorescence induite par laser est une méthode de diagnostic laser utilisée principalement pour la caractérisation d'écoulements fluides. On l'utilise également en chimie analytique pour le dosage des traces. L'avantage principal réside dans le fait qu'il s'agisse d'une méthode non intrusive, ce qui fait qu'elle est souvent employée pour la recherche en combustion pour la mesure de champs de température dans une flamme ou dans des gouttelettes de combustible.
Outre un volume de mesure réduit (quelques ), cette technique dispose d'une résolution temporelle importante et d'une excellente cohérence spatiale. Elle reste néanmoins d'une grande technicité et chère à mettre en œuvre.
La fluorescence induite par laser consiste en l'émission spontanée de photons par les molécules d'un traceur, à la suite de l'absorption d'un rayonnement laser accordé sur une transition de l'espèce sondée. Le principe de Franck-Condon illustrant le décalage en longueur d'onde des intensités d'absorption et de fluorescence permet dans la pratique de séparer le rayonnement excitateur du rayonnement réémis.
Un traceur fluorescent est utilisé pour absorber la lumière du laser et la réémettre vers un collecteur. Dans le cas de mesure de champs de température, l'utilisation la plus courante est celle d'un colorant organique ayant la particularité d'avoir une intensité de fluorescence dépendante de la température comme la rhodamine B.
À la sortie du collecteur, un filtre optique permet d'éliminer la longueur d'onde émise par le laser. L'intensité fluorescente résultante dépendante de la longueur d'onde est donnée par la relation :
Avec :
une constante optique,
une constante dépendante des propriétés spectroscopiques du traceur fluorescent dans le solvant,
le volume de détection,
l'intensité du laser,
la concentration moléculaire en traceur,
la température,
le terme comportant la dépendance en température de l'intensité de fluorescence à la longueur d'onde .
La stratégie de mesure est fondée sur la détection de la fluorescence sur deux bandes spectrales distinctes.
Source officielle
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