Spectroscopie à cavité optique

La spectroscopie à cavité optique (en anglais, cavity ring-down spectroscopy, CRDS) est un type de spectroscopie laser où l'échantillon est placé à l'intérieur d'une cavité hautement réfléchissante au laser et un effet induit par l'absorption de la lumière laser est détecté. Le temps de décroissance de la lumière sortant de la cavité est déterminé en fonction de la longueur d'onde laser pulsée. Ces méthodes se sont développées pour répondre au besoin dans plusieurs domaines comme la chimie, la physique et même en génie. Les molécules gazeuses qui sont en concentration en partie par milliard dans l’air n’arrivaient pas à être détectées par les autres méthodes spectrométriques telles que la spectrométrie à cellule multipasse. En effet, les bandes d’absorption des molécules en faible concentration étaient trop petites. Une idée fait surface : augmenter la trajectoire optique du faisceau luminaire, afin que les pics des molécules en basses concentrations puissent être assez gros pour être quantifié. C’est là que la méthode de spectroscopie d’absorption à cavité optique s’est développée : en coinçant le faisceau lumineux entre des miroirs, le trajet optique augmente de façon exponentielle. En réfléchissant sur des miroirs ultras réfléchissants, le trajet optique passe de quelques centimètres à des kilomètres. Cela permet, entre autres, de détecter et de quantifier des molécules gazeuses qui sont en concentration partie par milliard. Les nombreux conflits globaux et l’utilisation accrue des armes explosives ont été une des raisons pour laquelle la CRDS a été développé. Il s'agit d'une méthode adaptée dont la limite de détection était plus basse a été développée. Elle est très utilisée pour les molécules gazeuses et pour les molécules qui absorbent peu la lumière, comme les explosifs. Cette méthode n’a cessé de s’améliorer depuis. Plusieurs améliorations ont pu augmenter sa sensibilité et diminuer sa limite de détection. Plusieurs aspects seront abordés comme l’historique de la méthode, sa théorie, son instrumentation, son application ainsi que les avantages et les inconvénients qui en découlent.