STIMULATED RAMAN SPECTROSCOPY FOR REAL-TIME, HIGH-RESOLUTION MOLECULAR ANALYSIS OF GASES IN HOLLOW CORE FIBRES

A stimulated Raman scattering spectrometer for real-time, high- resolution molecular analysis of gases is based on two hollow-core fibres (420, 450) illuminated by a single high-power, short-pulse laser pump. The first fibre (420) is prefilled with high-concentration target gases. Interaction of each target gas inside the first fibre (420), with the laser pump, generates Raman signals corresponding to the target gases. The combined beam of the Raman signals and the pump laser beam is directed into the second fibre (450) containing the measured target gases. Interaction of each target gas with the combined beam generates the Stimulated Raman Growth, i.e., amplification of the Raman signal, which is proportional to the corresponding target gas concentration. A receiver subsystem (30) receives the beam from the second fibre (450), spectrally separates it to wavelengths corresponding to each target gas, extracts the Stimulated Raman Growth value corresponding to each target gas and calculates the concentration of each target gas. L'invention concerne un spectromètre de diffusion Raman stimulé, destiné à une analyse moléculaire à haute résolution en temps réel de gaz, fondé sur deux fibres à cœur creux (420, 450) éclairées par une pompe laser unique haute puissance à impulsions brèves. La première fibre (420) est pré-remplie de gaz cibles à haute concentration. L'interaction de chaque gaz cible à l'intérieur de la première fibre (420) avec la pompe laser génère des signaux Raman correspondant aux gaz cibles. Le faisceau combiné des signaux Raman et du faisceau laser de pompe est dirigé dans la seconde fibre (450) contenant les gaz cibles mesurés. L'interaction de chaque gaz cible avec le faisceau combiné génère la croissance Raman stimulée, c'est-à-dire l'amplification du signal Raman, proportionnelle à la concentration en gaz cible correspondante. Un sous-système récepteur (30) reçoit le faisceau de la seconde fibre (450), sépare ce dernier spectralement en des longueurs d'onde correspondant à chaque gaz cible, extrait la valeur de croissance Raman stimulée correspondant à chaque gaz cible et calcule la concentration de chaque gaz cible.