Le projet que nous avons pu mener à bien grâce au CRIJ consistait à équiper le laboratoire de « Couches minces » de la « Universidad Nacional de Ingenieria » (UNI) d’un spectromètre miniaturisé, VS 140 de l’entreprise Horiba Jobin Yvon.

Intérêt scientifique :

Cet instrument permet l’analyse spectrale de la lumière présentée à son orifice d’entrée. par l’intermédiaire d’une fibre optique. Cet appareil est équipé d’un réseau de diffraction qui disperse la lumière en ses différentes composantes et d’un détecteur CCD que l’on peut considérer comme un détecteur multiple (1056 éléments) qui permet de couvrir un large spectre (250 à 900 nm) et de recueillir les différentes composantes de la lumière dispersées

Deux étudiants de la UNI (Universidad National de Ingenieria - LIMA) s’initient au maniement du spectromètre relié à un ordinateur. Laboratoire de Couches Minces du Professeur Walter Estrada, encadrement assuré par Mr José Carlos Diaz Maitre de Conférences (formé à cette méthode en France).

par le réseau de diffraction. Les mesures provenant de chaque élément du détecteur sont ensuite collectées et leur affichage en fonction de la longueur d’onde permet de visualiser le spectre de la lumière incidente. L’instrument est relié à un ordinateur de manière à visualiser et traiter les données fournies par le détecteur.

Education : Cet instrument est extrêmement intéressant pour la formation scientifique en physique. Il est d’ailleurs utilisé à la UNI auprès de jeunes étudiants comme on peut le voir sur certaines photos en particulier la photo 2. Il est utilisé pour l’enseignement des travaux pratiques dans les domaines concernant la caractérisation spectrale de la lumière et l’interaction lumière matière.

Recherche appliquée : Cet instrument est également très utile pour de nombreux domaines de recherche appliquée. Les applications de cet instrument concernent tous les domaines où l’analyse de la lumière réfléchie par, ou bien traversant l’échantillon est importante. La faculté de physique de la UNI a décidé de privilégier des buts analytiques en utilisant la méthode de création de plasma sur un échantillon (solide ou liquide) par laser impulsionnel.

Principe : L’interaction du faisceau laser (intense) avec la surface de l’échantillon provoque la création d’un plasma avec éjection des espèces atomiques présentes à la surface. Ces espèces se trouvent dans le plasma et sont fortement excitées, et certaines vont émettre de la lumière dont les caractéristiques spectrales permettent d’en déterminer l’origine (par exemple Fer, Or,

Sur la photo 1, on voit le dispositif, qui comprend outre le spectromètre, le faisceau d’un laser impulsionnel (lumière verte)et en bleu la fibre optique. Nickel, etc…). Il est donc nécessaire de disposer d’un instrument (spectromètre) pour mettre en évidence la signature spectrale de chaque type d’atome qui émet. Cette signature spectrale constitue « l’empreinte digitale » de l’espèce atomique. Comme ce sont les atomes qui ont été éjectés de la surface qui émettent, on remonte ainsi à la composition élémentaire de la surface. Cette expérience en cours à la UNI est une première tentative de recherche appliquée pour déterminer si cette technique peut être utilisée. Son intérêt est que d’une part, elle peut être utilisée directement sans préparation d’échantillon et que d’autre part elle donne des résultats (semi-quantitatifs) en temps réel.

Importance pour le Pérou : Le Pérou est un pays où la diversité de minerais est l’une des plus grandes au monde. Ce dispositif expérimental constitue un moyen de montrer les potentialités de la méthode d’analyse de la lumière émise par le plasma créé par un faisceau laser intense. Des applications sont également possibles pour la détection d’éléments polluants dans l’environnement, comme le plomb dans l’eau.

Photo2 : Mr José Diaz Rosado exploite les données provenant du spectromètre.

GPhoto groupe UNI : Le professeur Walter Estrada(au centre), Mr José Diaz, un étudiant de la coopération suédoise, un étudiant péruvien