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Mesure in situ de la génération de seconde harmonique induite par des particules de suie exposées à la lumière d'un Laser femtoseconde

M. JORET, S. IDLAHCEN, M. MAZUR, J. YON

CORIA, UNIROUEN, INSA Rouen, Rouen, France

[2022]

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Résumé

La présente étude démontre l'aptitude de particules de suie en phase aérosol à générer un signal de seconde harmonique (SHG) après exposition à une source laser femtoseconde. Pour ce faire, une configuration optique a été développée et optimisée afin de mesurer de manière fiable et répétable des signaux SHG extrêmement faibles. Un soin particulier a été apporté à l'analyse et à l'exclusion d'une grande variété de sources d'erreurs, garantissant ainsi que les mesures correspondent bien à des signaux SHG induits par les particules. Les mesures effectuées dans une flamme laminaire prémélangée 1D ainsi que dans un champ électrique ont montré que l'intensité mesurée est liée quadratiquement à l'intensité de la lumière laser incidente, ce qui est caractéristique des phénomènes non linéaires mis en jeux. La mesure de SHG induite par ces particules ouvre des perspectives nouvelles de caractérisation des aérosols.


Mots clés

Optique non linéaire, génération de seconde harmonique, particules de suie, mesures in-situ

Abstract

The present paper demonstrates the ability of soot particles in aerosol phase to generate Second Harmonic Generation (SHG) when exposed to a femtosecond laser pulse. For this purpose, an optical setup was developed and optimized in order to measure extremely weak SHG signals generated in a reliable and repeatable way. Particular care has been taken in order to analyze and exclude a large variety of potential sources of error, thereby ensuring that the measurements are indeed due to SHG in the particles. Measurements conducted in a 1D laminar premixed flame as well as in an electric field have shown that the measured intensity is linked quadratically to the incoming laser light intensity, which is characteristic of non-linear optics phenomena. This paves the way to new methods of aerosol characterization.


Keywords

Non-Linear Optics, Second harmonic generation, Soot particles, In-situ measurement

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