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Stage de M2

Cavité optique de haute finesse pour la spectroscopie à haute résolution dans le domaine THz

Niveau M2

Notre connaissance de la composition chimique des divers objets du milieu interstellaire repose sur les observations spectroscopiques. Pour cela, la spectroscopie de laboratoire obtenue à haute résolution spectrale et permettant la caractérisation précise des niveaux rotationnels d’une espèce moléculaire donnée a permis la détection de plus de 200 molécules dans le milieu interstellaire (en grande majorité grâce à des données enregistrées dans la gamme des longueurs d’onde millimétriques et submillimétriques, f=50-1000 GHz). Parmi ces espèces, les espèces transitoires (radicaux, ions, molécules carbonées insaturées) représentent plus de 65 % des espèces identifiées à ce jour mais leur forte réactivité rend leur caractérisation par spectroscopie à haute résolution extrêmement difficile. De manière à étudier ces espèces au laboratoire dans l’objectif de les détecter par radioastronomie, il est nécessaire d’augmenter considérablement la sensibilité des spectromètres.

Pour cela, nous proposons de développer un nouveau spectromètre exploitant une cavité optique à haute finesse dans la gamme des longueurs d’onde sub-millimétriques (voir figure ci-dessous). Ces cavités résonnantes permettent d’obtenir des trajets d’absorption considérables dans les gammes spectrales où les lasers sont couramment utilisés mais sont très peu exploitées à ce jour dans la gamme sub-millimétrique.

Le stage proposé possède une forte coloration optique mais peut évoluer selon l’état d’avancement du projet et les discussions avec les candidats intéressés. Le stage portera sur la conception et la caractérisation de la cavité haute finesse (tests des performances des différentes configurations de miroirs), la mise en place du dispositif dans une enceinte à vide (positionnement motorisé précis de la distance entre miroirs de manière à conserver la résonnance de la fréquence injectée avec les modes longitudinaux) et réalisation des tests dans un contexte de spectroscopie à ultra-haute résolution spectrale. L’association du nouveau spectromètre avec les différents dispositifs de décharges que nous possédons seront aussi réalisés pendant le stage.

Voir en ligne : Systèmes moléculaires, Astrophysique et Envrionnement