Capteur QEPAS utilisant un résonateur radial

Autor: Guillaume Aoust, J.-M. Melkonian, Myriam Raybaut, Antoine Godard, Raphaël Lévy, Maxime Duquesnoy
Přispěvatelé: DPHY, ONERA, Université Paris Saclay [Châtillon], ONERA-Université Paris-Saclay, Mirsense, Nanno-INNOV, DPHY, ONERA, Université Paris Saclay [Palaiseau]
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Applied Physics B-Laser and Optics
Applied Physics B-Laser and Optics, Springer Verlag, 2021, 127 (11), pp.150. ⟨10.1007/s00340-021-07699-2⟩
ISSN: 1432-0649
0946-2171
DOI: 10.1007/s00340-021-07699-2
Popis: International audience; We report on the use of a radial acoustic resonator to increase the acoustic signal of a quartz enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) sensor. This approach is an attractive alternative to usual configurations based on microtube longitudinal resonators since it enables to substantially relax laser beam alignment and positioning and thus paves the way towards more cost-effective industrial production. This new QEPAS configuration is first investigated and designed by finite element simulation. It is then experimentally implemented and characterised by detecting acetylene around 1.5 µm. The combination of the radial acoustic resonator with a custom quartz tuning fork (QTF) leads to a QEPAS sensor with a normalised noise equivalent absorption (NNEA) of 3.9 10^-9 W.cm-^1.Hz^-1/2 which is close to the performance of state-of-the-art QEPAS sensors based on microtube resonators.; Nous rapportons l'utilisation d'un résonateur acoustique radial pour augmenter la sensibilité d'un capteur photoacoustique à base de diapason en quartz (QEPAS). Cette approche est une alternative aux configurations habituelles utilisant des résonateurs longitudinaux à base de microtubes. En effet, elle permet de relâcher les contraintes d'alignement laser et de positionnement des résonateurs, permettant de faciliter l'industrialisation de tels capteurs. Cette nouvelle configuration QEPAS est d'abord décrite, puis modélisée par simulations éléments finis. Enfin, cette configuration est testée expérimentalement et caractérisée en détectant de l’acétylène vers 1.5 microns. La combinaison de ce résonateur acoustique radial et d'un diapason à façon mène à un rapport signal-à-bruit normalisé (NNEA) de 3.9 10^-9 W.cm-^1.Hz^-1/2 ce qui est similaire à l'état de l'art de tels capteurs utilisant des microtubes.
Databáze: OpenAIRE
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