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The aerosols are an essential component of the urban pollution and of physico-chemistry of the atmosphere. It's of the first interest to dispose of three-dimensions concentration maps with lidar method. An original method, with one wavelength, has been developed. It's based on the impacting and study of filters and their composition. In particular, the distribution is bimodal with one mode at 20 nm and the other one around 1 μm. With our lidar, we have measured the aerosol concentration, the evolution and the stratification of the boundary layer. But, this method is heavy because of the filters study, and use as a strong hypothesis that the atmsophere is homogeneous vertically.To distinguish between the modes of the distribution and obtain an “all-optical” diagnostic, we have extend in the infrared, more sensitive to micrometer sized aerosols, the existing UV lidar system, more sensitive to the small sizes.This extension is based on optical parametric oscillators (OPO). The different crystals, capable of producing efficiently mid-infrared wavelengths, have been tested. These crystals are the KTiOPO4 (KTP), the KTiAsO4 (KTA) and the KNbO3. After that, one of these OPO has been implemented in our lidar system. Preliminary infrared lidar concentration measurements have been obtained for water droplets during a haze episode.Concurrently to the preceding linear lidar systems, a non-linear lidar project (Teramobile project) is born. A white light source, due to generated filaments in the air during terawatt laser beam propagation, is used to do multispectral aerosol lidar. With this source, from UV to mid-IR, aerosol concentration measurements will be possible without any a priori hypothesis, contrary to the preceding methods., Les aérosols sont une composante essentielle de la pollution urbaine et de la physico-chimie de l'atmosphère. Il est primordial de disposer de cartographies 3D de leur concentration par méthode lidar.Une méthode originale, à une longueur d'onde, a été développée. Elle est basée sur l'impaction et l'étude de filtres permettant d'obtenir des informations complémentaires sur la distribution de taille des aérosols et sur leur composition. Les résultats, obtenus dans l'UV montrent que la distribution a un mode pour les petites tailles (~100 nm) et un mode pour les particules plus grosses (~1 μm). Notre lidar a aussi permis de mesurer la concentration en aérosols, l'évolution et la stratification de la couche limite. Mais cette méthode reste lourde à cause de l'étude des filtres et utilise comme hypothèse forte que l'atmosphère est homogène verticalement.Pour distinguer entre les modes des particules et obtenir un diagnostique « tout-optique », nous avons étendu dans l'IR, plus sensible aux aérosols de la taille du micron, le système lidar UV existant, plus sensible aux petites tailles.Cette extension est basée sur des oscillateurs paramétriques optiques (OPO). Les différents cristaux susceptibles de produire efficacement de l'IR moyen ont été testés. Ces cristaux sont le KTiOPO4, le KTiAsO4 et le KNbO3. Puis, un de ces OPO a été implanté dans notre système lidar. Les mesures lidar préliminaires de concentration dans l'IR, ont été obtenues pour des gouttelettes d'eau lors d'un épisode de brume. Parallèlement aux systèmes lidar linéaires précédents, un projet de lidar non-linéaire (projet Teramobile), a vu le jour. Une source de lumière blanche provenant des filaments, générés dans l'air lors de la propagation d'un faisceau laser térawatt, est utilisée pour faire du lidar aérosols multispectral. Avec cette source allant de l'UV à l'IR moyen, des mesures de concentration en aérosols seront possibles sans aucune hypothèse a priori contrairement aux méthodes précédentes.

The aerosols are an essential component of the urban pollution and of physico-chemistry of the atmosphere. It's of the first interest to dispose of three-dimensions concentration maps with lidar method. An original method, with one wavelength, has been developed. It's based on the impacting and study of filters and their composition. In particular, the distribution is bimodal with one mode at 20 nm and the other one around 1 μm. With our lidar, we have measured the aerosol concentration, the evolution and the stratification of the boundary layer. But, this method is heavy because of the filters study, and use as a strong hypothesis that the atmsophere is homogeneous vertically.To distinguish between the modes of the distribution and obtain an “all-optical” diagnostic, we have extend in the infrared, more sensitive to micrometer sized aerosols, the existing UV lidar system, more sensitive to the small sizes.This extension is based on optical parametric oscillators (OPO). The different crystals, capable of producing efficiently mid-infrared wavelengths, have been tested. These crystals are the KTiOPO4 (KTP), the KTiAsO4 (KTA) and the KNbO3. After that, one of these OPO has been implemented in our lidar system. Preliminary infrared lidar concentration measurements have been obtained for water droplets during a haze episode.Concurrently to the preceding linear lidar systems, a non-linear lidar project (Teramobile project) is born. A white light source, due to generated filaments in the air during terawatt laser beam propagation, is used to do multispectral aerosol lidar. With this source, from UV to mid-IR, aerosol concentration measurements will be possible without any a priori hypothesis, contrary to the preceding methods.; Les aérosols sont une composante essentielle de la pollution urbaine et de la physico-chimie de l'atmosphère. Il est primordial de disposer de cartographies 3D de leur concentration par méthode lidar.Une méthode originale, à une longueur d'onde, a été développée. Elle est basée sur l'impaction et l'étude de filtres permettant d'obtenir des informations complémentaires sur la distribution de taille des aérosols et sur leur composition. Les résultats, obtenus dans l'UV montrent que la distribution a un mode pour les petites tailles (~100 nm) et un mode pour les particules plus grosses (~1 μm). Notre lidar a aussi permis de mesurer la concentration en aérosols, l'évolution et la stratification de la couche limite. Mais cette méthode reste lourde à cause de l'étude des filtres et utilise comme hypothèse forte que l'atmosphère est homogène verticalement.Pour distinguer entre les modes des particules et obtenir un diagnostique « tout-optique », nous avons étendu dans l'IR, plus sensible aux aérosols de la taille du micron, le système lidar UV existant, plus sensible aux petites tailles.Cette extension est basée sur des oscillateurs paramétriques optiques (OPO). Les différents cristaux susceptibles de produire efficacement de l'IR moyen ont été testés. Ces cristaux sont le KTiOPO4, le KTiAsO4 et le KNbO3. Puis, un de ces OPO a été implanté dans notre système lidar. Les mesures lidar préliminaires de concentration dans l'IR, ont été obtenues pour des gouttelettes d'eau lors d'un épisode de brume. Parallèlement aux systèmes lidar linéaires précédents, un projet de lidar non-linéaire (projet Teramobile), a vu le jour. Une source de lumière blanche provenant des filaments, générés dans l'air lors de la propagation d'un faisceau laser térawatt, est utilisée pour faire du lidar aérosols multispectral. Avec cette source allant de l'UV à l'IR moyen, des mesures de concentration en aérosols seront possibles sans aucune hypothèse a priori contrairement aux méthodes précédentes.

International audience; P. 9. Préface / Pierre Laporte et François Salin P. 11. Introduction - Le réseau des technologies des lasers femtosecondes. La mission ressources et compétences technologiques du CNRS / Gérard Lelièvre et Catherine Leblanc Communications P.27. Technologie des sources femtosecondes historique et état de l'art / Charles Hirlimann et François Salin P. 47. Applications industrielles et médicales pour les lasers femtosecondes / Jean-Luc Tapie et al... P. 53. Générateurs paramétriques en régime fs / Rysvan Maleck P. 65. Génération et détection d'ondes acoustiques par des impulsions laser femtosecondes / Bernard Perrin P. 91. Impulsions électriques femtosecondes:techniques optoélectroniques et applications / Jean-Louis Coutaz et al. P. 107. Mesure de la phase spectrale d'une impulsion ultra-brève / Christophe Dorrer et Manuel Joffre. P. 123. Caractérisation et contrôle de la phase temporelle des impulsions femtoseconde / Jean-Paul Chambaret et al.. P. 141. Caractérisation et contrôle de la répartition d'énergie et du front d'onde d'impulsions femtosecondes / Gilles Chériaux et al.. P. 157. Méthodes de spectrocopie non-linéaire / Claude Rullière P. 159. Spectroscopie Raman de résonance picoseconde / Guy Buntix et OlivierPoizat P. 183. Artefacts dans une expérience pompe-sonde / Stanislas Pommeret et al.. P. 209. Le Contrôle cohérent / Bertrand Girard et al.. P. 223. Les composants spécifiques à la manipulation d'impulsions femtosecondes / Vincent Baqnoud P. 239. Technologie des lasers de puissance de durée femtoseconde/ Catherine LeBlanc P. 257. Z-scan résolu en temps et autres méthodes de détection liées à des variations d'indice / Jean Etchepare et Olivier Albert P. 269. Technologies de caméra à balayage de fente femtoseconde / Jean-Claude Kieffer P. 281. Fluorescence résolue en temps et molécules d'intérêt biologique / Jean-Claude Brochon. P. 295. Propagation d'impulsions ultracourtes dans les milieux diffusants. Application au diagnostic médical / Sigrid Avrillier et al. P. 311. Applications biologiques de la microscopie nonlinéaire / Jérôme Mertz et al. P. 319. Nouvelles sources lasers femtosecondes / Patrick Georges. P. 335. Lasers femtosecondes appliqués à la métrologie des fréquences / Christian Chardonnet et A. Amy-Klein P. 361. Génération d'Harmoniques et Applications / Pierre Agostini Posters P. 385. Acoustique Picoseconde à longueur d'onde variable / Arnaud Devos P. 389. Étude du panache plasma créé par ablation laser femtoseconde du carbone et dépôt de couches minces de DLC / Florence Garrelie et al. P. 393. Diffusion d'un puise laser court par une particule sphérique / Loïc Méès et al. P. 397. Micro-usinage par impulsions laser ultra-courtes / Emmanuel Baubeau et al. P. 401. Étude par Spectroscopie laser femtoseconde d'une base de l'ADN : la Cytosine en solution aqueuse / Eric Renault et al. P. 405. Systèmes femtosecondes pour l'étude des milieux hétérogènes compartimentés absorbants et diffusants / Stéphane Mottin et Pierre Laporte P. 409. Systèmes femtosecondes pour la mesure intracérébrale de marqueurs fluorescents comme la E-GFP - Stéphane Mottin et al. P. 413. Projet Teramobile: propagation des impulsions terawatt dans l'air et application à la détection par lidar des pollutions atmosphériques / J. Yu et al. P. 417. Liste des participants

National audience; Nous avons utilisé des cristaux de KTP et de KNbO3 comme oscillateurs paramétriques optique (OPO) pompés par un laser Titane Saphir accordable. Pour l'OPO basé sur un KTP "monolithique" en configuration d'accord de phase non critique de type II, on obtient un seuil de 0,2 MW/cm2 et une efficacité de conversion totale de 37%. L'OPO basé sur le KNbO3 permet d'obtenir un signal et une complémentaire variant de 0,95 à 3,8 um lorsque l'on balaie la pompe entre 740 et 860 nm. Implémenté dans notre système Lidar, ce cristal nous a permis de mesurer à 3,5 um la taille et la concentration des gouttelettes d'eau lors d'un épisode de brouillard, sur une distance de 1500 m. Le rayon moyen des gouttelettes d'eau est de 8,7 um et la concentration est de 10 mg/m3.