FTIR Rocket – spectromètre FTIR

Le FTIR Rocket est disponible en plusieurs versions afin de couvrir différentes plages spectrales dans l’infrarouge moyen. Les modèles standard comprennent une version 2–6 µm, une version 1,5–8,5 µm et une version 2–12 µm – chacune étant construite avec un séparateur de faisceau spécifique et un détecteur MCT refroidi thermoélectriquement, optimisé pour cette plage. Il existe en outre des modèles à plage étendue allant jusqu’à 2–16 µm : l’un utilise un détecteur MCT refroidi à l’azote liquide (LN₂) pour une sensibilité maximale aux grandes longueurs d’onde, et l’autre utilise un détecteur DLATGS pyroélectrique pour couvrir l’ensemble de la plage sans refroidissement. Ce choix de plages permet de sélectionner le modèle le mieux adapté aux longueurs d’onde pertinentes pour votre application.

Trois configurations de détecteurs sont disponibles. Les détecteurs MCT refroidis thermoélectriquement (Peltier) (dans les modèles 2–6 µm, 1,5–8,5 µm et 2–12 µm) offrent une excellente sensibilité dans leurs plages respectives, sans recours à la cryogénie. Le détecteur MCT refroidi au LN₂ (dans le modèle 2–16 µm) offre une sensibilité encore plus élevée pour des signaux très faibles ou une couverture mid-IR étendue, mais il nécessite des recharges d’azote liquide pendant le fonctionnement. Enfin, le détecteur DLATGS pyroélectrique (dans un modèle alternatif 2–16 µm) couvre la large plage sans refroidissement ; il est généralement moins sensible que les détecteurs MCT, mais peut être utile pour mesurer des sources de forte intensité ou lorsqu’une configuration sans cryogène et à faible maintenance est privilégiée. Le choix dépend de vos exigences en matière de sensibilité et de considérations pratiques : pour obtenir le meilleur rapport signal/bruit dans l’IR lointain, le MCT LN₂ est idéal, tandis que pour des mesures de routine dans la plage principale du mid-IR, les modèles MCT refroidis TE sont généralement suffisants et plus simples à utiliser.

Oui. Le FTIR Rocket est très compact (à peu près la taille d’une petite boîte à chaussures) et ne pèse qu’environ 1,8 kg, ce qui le rend utilisable hors du laboratoire ou intégrable dans des systèmes portables. Il fonctionne avec une alimentation 12 V DC et se connecte via USB à un ordinateur portable, ce qui permet une utilisation sur le terrain (par exemple à partir d’une batterie ou d’une configuration mobile). La conception à semi-conducteurs de l’instrument – sans pièces mobiles nécessitant un alignement – ainsi que l’interféromètre robuste le rendent résistant au transport et aux vibrations modérées. Pour les déploiements réellement éloignés ou sur le terrain, les utilisateurs privilégient généralement les versions à détecteurs refroidis thermoélectriquement (afin d’éviter l’azote liquide). Avec des boîtiers adaptés ou une protection environnementale appropriée, le FTIR Rocket peut être déployé pour des mesures sur site, par exemple pour la télédétection de gaz ou la surveillance de procédés dans une installation.

Le FTIR Rocket se pilote via une connexion USB à un PC Windows. Il est livré avec un logiciel doté d’une interface utilisateur graphique (GUI) qui permet de configurer les paramètres de mesure (tels que la moyenne des balayages, le gain du détecteur, etc.) et d’afficher les spectres en temps réel. Le logiciel prend en charge l’acquisition de balayages de référence (fond) et vous pouvez basculer entre l’affichage des interférogrammes bruts, des spectres à faisceau unique ou des spectres de transmission/d’absorption. Des fonctions de base telles que l’enregistrement des données, le zoom sur les spectres et l’application d’une apodisation sont également incluses. En outre, une API/bibliothèque gratuite (DLL) est fournie pour les développeurs, avec des exemples en C++, C#, LabVIEW et MATLAB. Cela signifie que vous pouvez facilement intégrer le spectromètre à votre propre logiciel ou à des systèmes automatisés, en permettant un traitement de données personnalisé ou un pilotage à distance de l’instrument selon les besoins.

Aucun alignement optique de routine n’est nécessaire. L’Interferometer du FTIR Rocket est conçu avec un alignement permanent : les deux miroirs rétro-réflecteurs sont fixés sur un bras oscillant commun, de sorte que la différence de chemin optique est créée sans qu’aucun miroir ne se désaligne. Cela garantit que l’instrument reste étalonné et stable dans le temps ; vous n’aurez pas à ajuster la position des miroirs ni à réaligner le système, même s’il est déplacé ou soumis à de faibles vibrations. L’échelle de longueur d’onde est étalonnée automatiquement et en continu par le laser de référence intégré, stabilisé en température afin de maintenir une précision de l’ordre de quelques parties par million. Les opérations de maintenance sont réduites au minimum : pour les détecteurs refroidis thermoélectriquement, il suffit de veiller à ce que les ouïes de ventilation du dissipateur thermique ne soient pas obstruées ; pour la version LN₂, manipulez le dewar du détecteur et les recharges conformément au manuel ; et pour toutes les versions, il est recommandé de maintenir l’environnement interne de l’Interferometer au sec (l’appareil dispose d’un orifice pour dessiccant) afin d’éviter l’absorption d’humidité par les optiques mid-IR lors d’une utilisation à long terme.

Oui, dans certaines limites. Le FTIR Rocket est équipé d’un Interferometer à balayage avec une vitesse de balayage typique d’environ 4 Hz à résolution maximale, ce qui signifie qu’il acquiert quelques spectres par seconde. Il ne peut pas capturer de manière isolée un événement unique de durée inférieure à la milliseconde, mais il peut mesurer avec précision le spectre d’une source impulsionnelle répétitive. En fait, de nombreux utilisateurs ont caractérisé avec succès des lasers IR pulsés avec des taux de répétition supérieurs à 10 kHz à l’aide du FTIR Rocket. Tant que la source émet un train d’impulsions stable (ou une modulation périodique), l’Interferometer enregistre un signal d’interférence correspondant à une moyenne sur de nombreuses impulsions. Le spectre résultant représente la sortie optique globale de la source pulsée. En résumé, même si on ne peut pas l’utiliser comme un oscilloscope pour des impulsions uniques, il est parfaitement adapté à l’analyse du contenu spectral de sources infrarouges pulsées ou modulées à haute fréquence (lasers, LED IR, etc.).

Le FTIR Rocket est un spectromètre moyen infrarouge polyvalent ; il peut donc être utilisé pour un large éventail de tâches en spectroscopie IR. Les usages courants comprennent l’identification et la quantification chimiques — par exemple l’analyse d’échantillons de gaz (détection de raies d’absorption moléculaires pour la surveillance environnementale ou la sécurité), la mesure de liquides ou de films minces (comme dans la pharmacie ou la pétrochimie pour le contrôle qualité) et la caractérisation des spectres de matériaux (tels que polymères, revêtements ou échantillons géologiques). Grâce à l’option de couplage par fibre, il est également utilisé avec des sondes ATR ou des capteurs à fibre optique pour des mesures à distance ou in situ (par exemple la surveillance de réactions dans un récipient ou le balayage de surfaces pour détecter des contaminants). Un autre domaine d’application important est la caractérisation des sources optiques : le FTIR Rocket sert souvent d’analyseur de spectre optique moyen IR pour des diodes laser IR, des lasers à cascade quantique, des LED et des émetteurs thermiques — permettant aux ingénieurs de mesurer le spectre d’émission, la longueur d’onde de crête et la largeur de bande de leurs sources IR. En recherche et développement, la combinaison de portabilité et de performances le rend utile aussi bien pour des expériences de spectroscopie en laboratoire que pour des essais sur le terrain, lorsque des instruments FTIR plus volumineux seraient peu pratiques.