Etude théorique et expérimentale de la polarisation du rayonnement diffusé par une surface rugueuse : application à la détection de rayures

Theoretical and experimental study of the polarization of the scattered radiation by a rough surface : application to scratches detection

• Auteur / Autrice : Matthieu Bardon
• Direction : Jean-Jacques Greffet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'énergétique moléculaire et macroscopique, combustion (Gif-sur-Yvette, Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rugosité

Polarimétrie

Ondes électromagnétiques

Mots clés libres

Surfaces rugueuses

Rayures

Matrice Mueller

Résumé

Cette thèse consiste en une étude théorique et expérimentale de la polarisation du rayonnement diffusé par une surface rugueuse rayée. Le but de cette étude est la détection de défauts de surface (rayures), en tirant parti d'une signature polarimétrique. Pour cela, deux objectifs ont été définis: le développement d'un polarimètre, dans le proche infrarouge et le développement d'un modèle mixte de diffusion par une surface rugueuse rayée. Le principe du polarimètre repose sur la modulation de la polarisation, à l'aide de cellules électro-optiques. La grandeur mesurée est la matrice de Mueller. Le modèle mixte couple une méthode des moments à des modèles analytiques de diffusion. Les résultats numériques sont confrontés aux mesures polarimétriques sur un échantillon de silicium, rugueux, rayé. Cette confrontation montre qu'il est possible de détecter de très petits défauts de surface, à l'aide d'une analyse polarimétrique.

This thesis is devoted to a theoretical and experimental study of the polarization of the scattered radiation by a rough scratched surface. The aim of this study is the detection of surface defaults (scratches) by means of a polarimetric analysis. Two goals have been defined: the designa and realization of a polarimeter, in the near infrared and the development of a mixed model of scattering by a rough scratched surface. The polarimeter principle is based on the polarization modulation, by means of electro-optic cells. The measured quantity is the Mueller matrix. The mixed model couples a moment method and scattering analytic models. Numerical results were confronted to polarimetric measurements on a sample of rough scratched silicon. We found that is possible to detect very small surface defaults using polarimetric analysis.