Analyse des signaux self-mixing en régime de feedback fort et modéré pour les applications méchatroniques

Analysis of self-mixing moderate and strong feedback regimes for mechatronics applications

• Auteur / Autrice : Joseph El Assad
• Direction : Thierry Bosch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro-onde, électromagnétisme et optoélectronique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse modale (ingénierie)

Mots clés libres

Self-mixing

Interférométrie à rétroinjection optique

Cavité extérieure longue

Mesure de déplacement relatif

Détection d'impact

Résumé

Dans ce travail, nous introduisons le phénomène de self-mixing avant d’effectuer un état de l'art des différentes applications de ce type de capteurs. Le régime de fonctionnement de rétro-injection optique modérée est d’abord étudié en détails en introduisant la notion de perte de pics en l'interprétant et en étudiant son effet sur différentes méthodes de mesure de déplacement. Nous étudions ensuite le régime de forte rétro-injection optique en analysant son aspect statistique et l'effet des différents paramètres sur cet aspect. Un capteur de déplacement relatif opérant dans ce régime est alors conçu et réalisé. Après l'avoir caractérisé, l'application de ce capteur était étendue à l'analyse modale où il avait l'avantage majeur de donner une image très fidèle du déplacement en temps réel sans traitement de signal complexe. Ce capteur est alors utilisé pour caractériser une plaque encastrée et pour détecter les impacts dans des poutres en fibre de carbone.

In this work, the physical theory of the self-mixing effect is introduced and then a state of the art of its main applications in the different fields of instrumentation is accomplished. A detailed study of the self-mixing signal in the moderate feedback regime is achieved introducing the effect of ''loss of peaks'', its physical interpretation, mechanisms and effect on different types of displacement measurement. Afterwards, the discrepancy concerning the strong feedback regime was cleared out showing that it may be used for relative displacement measurement. A detailed study of this regime covers its statistical aspect and the influence of different parameters on this aspect. Finally, the self-mixing sensor under strong feedback was introduced in modal analysis applications after being characterized. It was applied to study a clamped plate or to detect damage in carbon fiber CFBs.