CHAPITRE 2 : Mise en phase gazeuse de biomol´ ecules 45
2.2 D´esorption laser ultra-douce sur micro-gouttelettes sous vide
2.2.4 M´ethode de visualisation
La visualisation de la micro-gouttelette en diff´erents points de sa trajectoire se fait `a
travers des hublots port´es par une des brides de l’enceinte (figure 2.11).
ࡴࢁࡸࡻࢀ
VISU 1
ࡴࢁࡸࡻࢀ
LASER
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VISU 2
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Figure 2.11 –Photo de la bride supportant les hublots de visualisation. La bride poss`ede
trois hublots : le hublot ”VISU 1” permet de visualiser la micro-gouttelette dans la
chambre ”g´en´erateur”,”LASER”, sur le mˆeme axe, permet l’entr´ee du laser IR dans
l’enceinte, et le hublot”VISU 2” permet la visualisation de la micro-gouttelette dans la
chambre principale.
Ces diff´erents hublots donnent optiquement acc`es `a diff´erents points remarquables de la
trajectoire de la micro-gouttelette, dans la chambre g´en´erateur et dans la chambre
princi-pale. Les figures 2.12 `a 2.14 permettent de visualiser ces diff´erents points `a l’int´erieur de
Chambre
intermédiaire
Chambre
générateur
Chambre
principal
ࡴࢁࡸࡻࢀ
VISU 1
ࢄࡱ ࡹࡵࡾࡻ െ ࡳࡻࢁࢀࢀࡱࡸࡱࢀࢀࡱ
Figure 2.12 –Photographie de la partie source sans la bride portant les hublots.
Sur la figure 2.13, la pi`ece comprenant la chambre ”g´en´erateur” et la chambre interm´ediaire
sont mont´ees s´epar´ement du reste de la source. Le hublot est celui de la chambre g´en´erateur
et permet de visualiser l’´ecorceur 1 (hublot ”VISU 1”). Sur la figure 2.14, la bride
ap-partenant `a la partie inf´erieure de la chambre interm´ediaire a ´et´e enlev´ee afin de pouvoir
visualiser la profondeur de cette chambre. L’´ecorceur 2 est fix´e sur cette bride. Dans notre
exp´erience, nous n’avons aucun acc`es optique `a cette chambre interm´ediaire.
Chambre
intermédiaire
Chambre
générateur
±ࢉ࢘ࢉࢋ࢛࢘
Figure 2.13 –Photographie de la pi`ece comprenant la chambre ”g´en´erateur” et la
chambre interm´ediaire. Le zoom permet de voir clairement l’´ecorceur 1 dans la chambre
±ࢉ࢘ࢉࢋ࢛࢘
Profondeur
Chambre
intermédiaire
5 cm
Figure2.14 –Photographie permettant d’observer l’int´erieur de la chambre
interm´ediaire. A droite, on voit la bride qui ferme le dessous de la chambre interm´ediaire.
L’´ecorceur 2 repose sur cette bride
Les micro-gouttelettes ´eject´ees ont une vitesse de l’ordre de 20 m.s
−1
. On suit leur
progression dans la chambre ”g´en´erateur” et principale par le biais de cam´eras CCD
(situ´ees `a l’ext´erieur de l’enceinte) qui font face `a des diodes puls´ees (en phase de r´eglage,
la fr´equence `a laquelle ces diodes sont puls´ees est de 25Hz, soit un flash tous les 40 ms
ce qui permet une observation confortable. En phase d’acquisition, cette fr´equence est
celle impos´ee par le laser de d´esorption, soit 20 Hz). Ces diodes sont plac´ees devant le
passage des micro-gouttelettes. On a fait le choix de visualiser les micro-gouttelettes par
transmission et non par r´eflexion dans le but d’obtenir un meilleur contraste avec les
diodes. Ces diodes sont synchronis´ees sur l’´ejection des micro-gouttelettes. On peut faire
varier le d´elai entre l’impulsion de la diode et l’impulsion du dispenseur. Cela permet de
voir les micro-gouttelettes `a diff´erents moments, donc `a diff´erents endroits. Un syst`eme
optique est r´ealis´e dans les deux chambres afin d’obtenir un grandissement suffisant.
Dans la chambre ”g´en´erateur”, il y a deux diodes puls´ees : l’une en face de la sortie du
capillaire, et l’autre en face du sommet de l’´ecorceur 1. Un syst`eme de deux lentilles
convergentes est plac´e dans la chambre pour obtenir un grandissement de 4 (figure 2.15).
La lentille la plus proche de l’´ecorceur 1 est mont´ee sur une platine de translation
verticale. Elle permet de visualiser la micro-gouttelette de la sortie du capillaire jusqu’au
sommet de l’´ecorceur 1. L’autre lentille est dans un barillet solidaire de l’enceinte, dans
l’axe du hublot de visualisation”VISU 1”. Les focales, ainsi que les positions des lentilles,
sont donn´ees sur la figure 2.16. L’encombrement dans la chambre ”g´en´erateur” ne permet
pas de placer la cam´era CCD `a l’int´erieur de la chambre. Elle fait face au hublot ”VISU
1”. Cette cam´era est de la marque BAUMER avec des temps d’exposition allant de 4µs `a
`
a 25 Hz et synchronis´ee sur l’´ejection des micro-gouttelettes. On peut r´egler le temps
d’exposition de la cam´era et la dur´ee du pulse de la diode afin d’am´eliorer le contraste
de l’image. Pour un bon contraste, la dur´ee du pulse est de 2 µs. ´Etant donn´e que la
persistance r´etinienne garde sur la r´etine l’image pendant 40 ms (25 Hz), et que les
diodes sont justement puls´ees `a 25 Hz en phase de r´eglage, on a l’impression de voir une
gouttelette en l´evitation (effet stroboscopique).
En ce qui concerne la visualisation dans la chambre principale, l’encombrement est
encore plus important. En effet, la pr´esence d’un syst`eme d’extraction qui permet de
guider les esp`eces ioniques issues de la d´esorption laser et d’un tombac reli´e `a la pompe
turbo permettant de faire le vide dans la chambre interm´ediaire, prennent beaucoup
de place (figure 2.12). Pour cette chambre nous disposons de deux hublots plac´es `a la
mˆeme hauteur (le hublot ”VISU 2” et le hublot ”LASER”, figure 2.11), mais distants de
quelques cm sur l’horizontale. le hublot ”LASER” permet l’acc`es du laser IR dans la zone
d’interaction et le hublot ”VISU 2” permet la visualisation de la micro-gouttelette dans
cette mˆeme zone d’interaction. Pour visualiser la micro-gouttelette, la diode doit ˆetre
l´eg`erement inclin´ee pour que le trajet de la lumi`ere ´emise ne soit pas confondu avec l’axe
laser. Deux miroirs de l’autre cˆot´e de la micro-gouttelette sont n´ecessaires pour d´ecaler
le trajet de la lumi`ere ´emise par la diode afin de ressortir par le hublot ”VISU 2” (voir
figure 2.16).
8,5 cm
11,5 cm
F = 4 cm
F = 2,5 cm
5 cm
Lenteille réglabe
en hauteur
ࡰࢊࢋ࢙
࢛࢙±ࢋ࢙
Figure 2.15 –Dispositif de visualisation de la micro-gouttelette dans la chambre
g´en´erateur. La distance entre le dispenseur et l’´ecorceur est de 10 mm (cette distance peut
ˆ
etre modifi´ee). La lentille mont´ee sur la platine de translation a une ´etendue qui permet de
suivre la micro-gouttelette depuis sa sortie du dispenseur jusqu’`a sont entr´ee dans
l’´ecorceur 1.
par un premier miroir M1, puis par un deuxi`eme miroir M2. Ensuite, le faisceau lumineux
traverse une lentille convergente de focale 4 cm, et finalement traverse le hublot ”VISU 2”
pour terminer son chemin sur la cam´era CCD. Cette cam´era CCD n’a pas besoin d’ˆetre
puls´ee (c’est la diode qui est puls´ee). Elle est compos´ee d’un barillet dans lequel se trouve
une lentille de courte focale pouvant ˆetre translat´ee. La mise au point est effectu´ee au
pr´ealable grˆace `a un fil d’´etain plac´e suivant l’axe des micro-gouttelettes au niveau de la
zone d’interaction. Le grandissement obtenu est de 4.
HUBLOT
VISU 2
HUBLOT
LASER
Figure2.16 – Dispositif de visualisation des micro-gouttelettes dans la chambre
principale. Vue de dessus. Le faisceau de la diode en vert, apr`es avoir travers´e M1 et M2,
traverse la lentille. Le tombac n’est pas repr´esent´e sur le sch´ema afin de ne pas surcharger
