Spectroscopie par diffusion Raman Stimulée en continu dans une fibre optique

Spectroscopie par diffusion Raman Stimulée en continu dans une fibre optique

Proposition de stage de Master/Ingénieur à l’INPHYNI

Spectroscopie par diffusion Raman Stimulée en continu dans une fibre optique

Contexte

Ce stage vise à estimer la faisabilité de la détection de la structure chimique d’un ou plusieurs analytes (cibles) en faible concentration à travers une fibre optique et au moyen de la spectroscopie par diffusion Raman stimulée (Stimulated Raman Scattering, SRS). L’imagerie par SRS en microscopie est une technique en fort développement. Elle utilise des sources impulsionnelles, lourdes, coûteuses et délicates à manipuler. Notre but n’est pas de faire de l’imagerie, mais de détecter et quantifier de faibles concentrations de cibles par leur signature vibrationnelle. Pour simplifier le dispositif expérimental, nous testerons la continuous wave SRS (cwSRS) employant des sources laser continues.
Les cibles, en contact avec l’extrémité de la fibre optique, peuvent être du tissu vivant, ou des molécules en solution dans un liquide. La spectroscopie par effet Raman permet de détecter la signature vibrationnelle de la cible, et par conséquent sa structure chimique. Mais la signature de la cible se superposera à celle du matériau de la fibre (bruit de fond) et aux autres éléments du matériau/liquide sondé. La spectroscopie par SRS sera testée pour améliorer d’une part le rapport signal/bruit global, car c’est un phénomène non-linéaire cohérent qui élimine en principe le bruit incohérent. D’autre part la capacité de discerner le signal utile (de la cible) du bruit parasite sera évaluée en testant des méthodes de soustration.

Stage

Le but principal du stage est la mise en œuvre expérimentale en laboratoire du cwSRS, utilisant diverses longueurs de fibres optiques, et des molécules cibles aux propriétés vibrationnelles bien connues. La première étape de bibliographique et de modélisation visera à quantifier les niveaux de signal utile et de bruit dans une expérience type en fonction des nombreux paramètres expérimentaux. Ensuite, l’expérience sera assemblée en laboratoire, testée sur le colorant seul (mesure référence), puis en intercalant une fibre optique. A l’issue du stage, nous espérons connaître la limite de détection du dispositif réalisé pour un colorant type, en corrélation avec les paramètres expérimentaux (lasers, fibre, puissances optiques, réglage de l’étage de détection, ...).
La ou le stagiaire devra maîtriser au moins les notions de base de l’optique géométrique et physique, de modélisation numérique, de technique expérimentale en optique, et d’optoélectronique.
Connaissances qui seraient un plus : optique guidée, optique non-linéaire, langage de programmation (Scilab préféré, ou équivalent), traitement de données analogiques.

Durée du stage

de 3 à 6 mois, dépendant du programme (M1, M2, Ingénieur)

Mots clé

Optique-non-linéaire, fibres optiques, optique guidée, modélisation, traitement de données.

Responsable

Bernard DUSSARDIER, Tél : 04 92 07 67 48/ 06 32 71 66 67. email : bernard.dussardier@inphyni.cnrs.fr

Institut et lieu du stage

Institut de Physique de Nice (INPHYNI), Parc Valrose / 06108 NICE CEDEX 2

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