Étude du contrôle acousto-optique d'un faisceau lumineux dans l'air

• Auteur / Autrice : Pierre Cohen Bastié
• Direction : Annie Tarrats
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique appliquée
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acoustooptique

Propriétés optiques

Propriétés acoustiques

Air

Faisceaux laser

Résumé

La déviation des rayons lumineux est décrite par l'effet mirage, le gradient de densité étant lie à une onde acoustique. L'onde acoustique résonnante est établie dans un tube piézoélectrique pulsant. Un flux d'air sous pression circule dans l'enceinte pour éviter les phénomènes de convection thermique et pour accentuer les amplitudes acoustiques. Une première analyse met en place les conditions de stabilité et évalue les paramètres de l'écoulement. Une étude théorique décrit le comportement du système mécano-acoustique. Une expression analytique pour la déviation des rayons en est déduite. Des observations expérimentales effectuées avec des faisceaux laser Helium Néon et CO2 valident l'étude. Un certain nombre de propriétés sont établies. Par exemple, dans le cas d'un faisceau laser impulsionnel, le système fait office d'une lentille réglable. L'utilisation de l'air comme gaz actif permet de l'adapter à la plupart des longueurs d'onde (YAG…).

Deflection of rays is described by mirage effect where density gradient is due to an acoustical waves. A pulsed piezoelectric tube generates a resonant acoustical wave. A flow under pressure goes through the cavity to avoid thermal convection and to increase acoustical amplitude. A first analyse set flow parameters to obtain stability. Theoretical study gives the behavior of mecano-acoustic system. This study leads to an analytic formulation for the rays curvature. Experimental tests, with He-NE-e and CO2 laser beam validate it and show properties of the system. By example, for a pulsed laser beam, it’s equivalent to a tuning lens with a voltage control. Because the active gaz is air the principle can be adapted for a lot of optical wavelengths.