Evolved stars and planetary nebulae are rich and varied sites of molecule and dust formation. These objects undergo dramatic mass loss which ultimately enriches the interstellar medium. In this thesis, a number of studies, outlined below, have been undertaken to better understand the chemical and physical properties of these diverse objects. A molecular line survey of a sample of evolved stars and planetary nebulae has been carried out using the Mopra radio telescope, Australia. Transitions with hyperfine structure have been fitted to constrain optical depths. The population diagram method was applied to determine the rotation temperatures of molecules which had multiple transitions available. Column densities have been calculated for all detected species and isotopic ratios measured where possible. The results include the corroboration of the classification of II Lup as a J-type star. The 89.087 GHz HCN maser was detected in IRAS 15082-4808 for the first time from the aforementioned survey, bringing the total number of detections of this maser to ten. The velocity shift of this maser has been measured at −2.0+/-0.9 km/s. Drawing on literature data in addition to the survey data, the variation of maser intensity with pulsation phase has been investigated across all sources for the first time. Comparing these masers with model atmospheres constrains the formation region to between 2 and 4 stellar radii. CO in the circumstellar envelope of II Lup has been modelled using the radiative transfer codes GASTRoNOoM, and ComboCode. The models have demonstrated that a ‘standard’ smooth model does not satisfactorily reproduce the combined CO observations of PACS, JCMT, Mopra and APEX. Two potential solutions are proposed: a discontinuous temperature model, requiring the presence of an efficient cooling molecule that is most effective in the region 75-200 R*, or a variable mass loss model that requires a factor of ten increase inmass loss in the same region. Zinc abundances, a proxy for iron abundances, have been determined for a sample of Galactic planetary nebulae using the [Zn IV] 3.625 μm line. O++/O has been shown to be a reliable ionisation correction factor for Zn3+ from Cloudy photoionisation models. The majority of the sample are sub-solar in [Zn/H] and enriched in [O/Zn]. Zinc abundances as functions of Galactocentric distance have also been investigated and no evidence for a trend has been found.

The intent of this project was founded upon the need to train students in the techniques of radio astronomy with the purpose of establishing a radio telescope in order to teach the principles and practice of radio astronomy.This document describes the theory, research, to establish the 1st generation radio telescope system within the Department of Physics and Astronomy at Brigham Young University. Included are introductions to: (1) The nature of star forming regions in the spiral arm structure of the galaxy, H I (the hydrogen spin-flip transition) and OH MASERS, (2) The of terminology used with the system components and their measurements, (3) The characteristics of the imaging system and its limitations, and (4) Future work and plans. Within the body of this work, I also present an introduction to the purpose, architectural design, as well as a brief description of some of the system level functions and associated equipment that constitute the development infrastructure for the 2nd generation radio astronomy system.The major work accomplished includes history, some of the fundamental theory behind radio astronomy, significant aspects of the theory behind the system, building of the system, its calibration and characteristics as well as next steps

Ce mémoire présente l'élaboration et la caractérisation d'un étalon secondaire de fréquence à résonateur saphir cryogénique, dans la gamme des fréquences microondes.\\ Le monocristal de saphir ($Al_2O_3$), excité sur des modes électromagnétiques d'ordre élevé, les modes de galerie, et utilisé au voisinage de la température de l'hélium liquide, représente le meilleur candidat pour réaliser un oscillateur présentant une instabilité relative de fréquence de l'ordre de $1\cdot 10^(-14)$.\\ Une dégénérescence du mode généralement observée aux températures cryogéniques rend difficile l'ajustement des couplages. Nous présentons ici un modèle simple expliquant correctement la séparation du mode en fréquence et les formes d'onde observées expérimentalement.\\ D'autre part, le problème des modes parasites est résolu par la mise au point d'une structure résonante en cavité ouverte.\\ Tous les éléments nécessaires à la construction de cet oscillateur sont analysés en détails.\\ Les résultats obtenus sont tout à fait exceptionnels. Sur le court terme, l'instabilité relative de fréquence est inférieure à $7.5\cdot 10^(-15)$. Dans le domaine du long terme, aucune dérive n'est clairement identifiée. La stabilité sur 1 jour est $<2\cdot 10^(-14)$. Ce dernier résultat constitue l'état de l'art pour des références secondaires de fréquence sur le long terme. \\ Enfin, d'autres travaux concernant la mesure des propriétés diélectriques d'un cristal de langasite, la caractérisation d'oscillateurs ultrastables, la chaîne de synthèse, un oscillateur saphir-rutile compensé thermiquement, et l'observation d'un phénomène de bistabilité du résonateur saphir né de la coïncidence fortuite d'un mode de galerie du cristal avec celle de l'ion paramagnétique $Fe^(3+)$, sont également présentés.

Les travaux presentés dans cette thèse portent essentiellement sur l'étude des régions de formation d'étoiles massives. Pour cela nous avons etudié l'émission Maser des deux transitions principales du premier état excite du radical hydroxyl (A 6031 et 6035 mhz). Nous avons conduit un relevé sur toutes les régions HII ayant une forte luminosité dans l'infrarouge lointain, plus quelques autres sources connues pour leur émission maser dans l'état fondamental de OH. Sur les 256 sources de notre catalogue, 15 nouvelles sources furent découvertes en émission et 3 en absorption. Nous avons pu mesurer l'intensité du champ magnétique de ces régions par l'intermédiaire de l'effet Zeeman qui d'une manière globale semble en accord avec le sens de rotation de la galaxie. Nous avons etudié 6 de ces sources grâce à la technique VLBI. Nous avons obtenu des franges d'interférence pour toutes les sources et cartographie W3(OH). Les cartes laissent apparaitre une structure complexe et certains points d'émission maser apparaissent résolus. Notre résolution de 5 milliarcsecondes nous a permis de déduire sans ambiguité possible des paires Zeeman qui montrent un champ magnétique variant entre 1 et 10 milligauss. Nous avons également observé avec l'interférométre du plateau de Bure une étoile de faible masse en formation, L1551, obtenant ainsi la première carte millimétrique ayant une résolution inférieure à l'arc seconde. Nous calculons une masse à partir de nos observations de C170 mais surtout cela nous a permis de quantifier la qualité du site de l'interféromètre en nous permettant d'en estimer le seeing.