Les peignes de fréquence, initialement inventés pour la métrologie de fréquence dont l'invention a été récompensée par le prix Nobel, sont aujourd'hui connus comme une source de lumière moderne permettant une mesure spectroscopique avec une précision et une résolution sans précédent pour la spectroscopie moléculaire de haute précision et la chimie analytique rapide en temps réel dans une large gamme de longueur d'onde. Cependant, les cavités optiques utilisées actuellement ont une bande de résonance limitée de quelques dizaine nanomètre, ce qui restreint, dans une certaine mesure, les mesures spectroscopiques à haute sensibilité en utilisant ces peignes de fréquences sur une large bande spectrale.

Ce projet de thèse vise à développer une approche novatrice en combinant la nouvelle source à peigne de fréquence avec une nouvelle cavité optique qui est résonante dans toute la bande spectrale de l'UV proche à l'infrarouge proche avec une bande passante d'environ 2000 nm (unique dans le monde) : « Spectroscopie à peigne de fréquences en cavité à prisme large bande ». Cette approche spectroscopique novatrice sera validée par des démonstrations dans les domaines suivants : (1) la spectroscopie moléculaire large bande de haute précision et haute résolution en collaboration avec Dr. Michelle Bailey au NIST (USA). (2) l'analyse rapide de cinétique chimique en collaboration avec Dr. Pei-Ling Luo de l'Institute of Atomic and Molecular Science de l'Academia Sinica (Taiwan). (3) la mesure simultanée des principaux gaz à effet de serre (GES, tels que CO2, CH4, H2O, ….) et des radicaux OH/HO2 dans l'environnement en collaboration avec Prof. Hendrik Fuchs du Forschungszentrum Jülich GmbH (Allemagne).
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This PhD thesis' project aims to develop an innovative spectroscopic approach by combining a new frequency comb source, whose invention was rewarded by the Nobel Prize, with a new resonant optical cavity in the entire spectral band from the near UV to the near infrared (unique in the world):

« BroadBand Prism-Cavity Enhanced Frequency-Comb Spectroscopy (BBPCE-FCS) ».

This innovative spectroscopic approach BBPCE-FCS will be validated by demonstrations in the following areas :

(1) High-precision and high-resolution broadband molecular spectroscopy in collaboration with Dr. Michelle Bailey of Hodges' group of National Institute of Standards and Technology (NIST), USA.

(2) Fast analysis of chemical kinetics in collaboration with Dr. Pei-Ling Luo of Institute of Atomic and Molecular Science, Academia Sinica in Taiwan.

(3) Monitoring of HO2 radicals in the atmosphere in collaboration with Prof. Hendrik Fuchs of Forschungszentrum Jülich GmbH in Germany.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Funding category:

Boursier étranger du gouvernement français