Microcaractérisation de matériaux par imagerie photoacoustique sélective

Material microcaracterization by selective photoacoustic imaging

• Auteur / Autrice : Amira Alami Aroussi
• Direction : Jean-Luc Franceschi, Laurent Berquez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie acoustique

Imagerie acoustique

Mots clés libres

Imagerie

Photoacoustique sélective

Thermoacoustique

Caractérisation

Analyse en profondeur

Pouvoir de résolution

Résumé

Le principe de l’imagerie photoacoustique consiste à générer des ondes acoustiques par effet thermoélastique dans un échantillon à l’aide d’un faisceau laser modulé en intensité. Les ondes ainsi générées sont détectées par un capteur piézoélectrique. Le traitement du signal issu du capteur et le balayage de la surface de l’échantillon permet la réalisation d’images issues d’une profondeur sélectionnée. La première partie du travail traite de la localisation de défauts en profondeur. Un modèle théorique 1D du signal photoacoustique permet, à partir d’images de subsurface réalisées pour différentes phases de détection, de localiser des défauts. Cette technique a été utilisée pour mesurer l’épaisseur d’une résistance diffusée dans un circuit intégré, puis de visualiser en 3D, les contours de la résistance. La deuxième partie est consacrée à la quantification tant théorique qu’expérimentale du pouvoir de résolution du microscope photoacoustique qui est de l’ordre de 2µm à 100 kHz.

DThe underlying principle in the photoacoustic imagery consists in generating acoustic waves by thermoelastic effect in a sample with the help of an intensity modulated laser beam. The resulting acoustic waves are detected by a piezo-electric sensor. The processing of the sensor-signal and the scanning of the surface sample permit the reconstitution of images issued from a selected depth. The first part of the work deals with the localization of in-depth defects. A one-dimensional theoretical model of the photoacoustic signal permits defect localization from subsurface images realized at different detection phases. This technique has been used of to measure locally the thickness of a diffused resistance in an integrated circuit and thereafter visualize the resistance profile in three dimensions. The second part is devoted to the theoretical and experimental quantification of the resolving power of the photoacoustic microscope which is about 2µm with 100 kHz.