Fluorescence induite par laser, mesure de durées de vies

Résumé du document

La fluorescence induite par laser est une technique d'analyse moléculaire et atomique découverte récemment. Cette méthode utilise l'émission optique de molécules ou atomes excités à l'aide d'un rayonnement électromagnétique.
Cette technique permet d'étudier les molécules ou les atomes dans leur état fondamental mais également dans leur état excité.
Dans ce rapport, cette technique permet la mesure des temps de vies des niveaux excités de molécules fluorescente.

Extraits

[...] Fluorescence induite par laser, mesure de durées de vies Introduction La fluorescence induite par Laser (LIF) est une méthode d'analyse utilisant l'émission optique des molécules ou atomes excitées à des énergies plus élevées par absorption de rayonnement électromagnétique. L'avantage principal de la détection de fluorescence comparé aux mesures d'absorption est la meilleure sensibilité obtenue grâce au faible bruit de fond. Pour les molécules qui peuvent être excitées, le laser fournit une excitation forte et sélective de l'analyte diminuant ainsi certaines interférences. [...]

[...] Cette décroissance de l'intensité est définie par la formule : I=Io exp t / τ ) avec τ le temps de vie. Cette partie de décroissance permet donc de calculer le temps de vie d'un niveau excité. Pour le calculer, il suffit de sélectionner uniquement les points situés après le sommet. Par Excel, il est alors possible de faire une régression exponentielle de la courbe I = ou linéaire en prenant comme ordonnée le logarithme népérien de l'intensité (Ln I). [...]

[...] Conclusion La fluorescence induite par laser (LIF) est une méthode d'analyse atomique et moléculaire très puissante pour la caractérisation de composés. Le dispositif expérimental relativement léger et simple à mettre en place. Pour ce TP, elle nous a servi à déterminer la durée de vie des niveaux excités de la molécule étudiée en suivant la décroissance du nombre de photons émis en fonction du temps. Ainsi, pour des composés luminophores, la durée de vie de ces niveaux est de l'ordre de la milliseconde ce qui fait que ce produit est coloré sous l'action de la lumière. [...]

[...] La fluorescence est caractérisée par l'énergie du photon incident soit l'énergie d'excitation, l'énergie du photon émis ainsi que le temps mis par les électrons pour changer de niveaux. Ainsi, les trois données principales généralement analysées pour caractériser les propriétés de luminescence d'un matériau sont son spectre d'excitation, son spectre d'émission et les déclins des niveaux d'intérêt. Le spectre d'excitation est lié au spectre d'émission. Il correspond aux différentes intensités absorbées qui génèreront une émission. Le spectre d'émission est lui obtenu pour une longueur d'onde d'excitation constante. [...]

[...] Ce dernier, s'il est excité va émettre de la lumière dans toutes les directions. Le prélèvement du signal émis se fait en dehors du faisceau excitateur. Généralement, le système de prélèvement de la lumière (fibre optique, lentilles) est placé à la normale du faisceau excitateur. Afin d'analyser les longueurs d'ondes émises, ce faisceau est lui aussi envoyé dans un système dispersif (réseau). Le signal en sortie est finalement envoyé dans un capteur pour être mesuré. Ce dernier est généralement un photomultiplicateur une photodiode, ce capteur peut alors être relié à un système d'acquisition (oscilloscope, PC via un Convertisseur Analogique Numérique) afin d'avoir accès à leur valeur. [...]