Mesure et modélisation de la diffusion du rayonnement optique par des surfaces rugueuses : application aux propriétés infrarouges de céramiques de Bore

par Stéphane Mainguy

Thèse de doctorat en Energétique

Sous la direction de Jean-Jacques Greffet.


  • Résumé

    Le thème d'étude est le phénomène de diffusion du rayonnement optique par des surfaces rugueuses. La grandeur physique centrale est la réflectivité monochromatique bidirectionnelle. On présente les travaux relatifs à la mise au point d'un nouvel instrument permettant la mesure de cette grandeur radiative, le banc de réflectométrie automatise multi-services (BRAMS). L'originalité du montage réside dans l'utilisation d'un miroir parabolique, qui permet le contrôle de l'angle d'incidence du faisceau éclairant la surface de l'échantillon et l'exploration de plans très éloignés du plan d'incidence. Une étude approfondie des aberrations géométriques générées par le miroir a permis d'obtenir un quasi-parallélisme du faisceau incident et d'exploiter les propriétés de collection du miroir. Des tests expérimentaux ont confirmé les caractéristiques de l'appareil prédites. Des exemples de mesures de réflectivité monochromatique bidirectionnelle à l'aide du BRAMS sont donnés pour des surfaces rugueuses métalliques et diélectriques absorbantes, pour un rayonnement incident de longueurs d'onde 0,633 m et 10,6 m. Ces mesures, limitées au plan d'incidence, sont comparées avec succès à des mesures réalisées sur d'autres montages. Enfin, la caractérisation dans l'infrarouge d'une céramique de Bore projeté par plasma est présentée. Un calcul théorique de diffusion du rayonnement par une surface diélectrique a rugosité aléatoire gaussienne fait l'objet du dernier chapitre. On considère le cas d'une surface homogène monodimensionnelle. Le modèle étudié repose sur l'hypothèse de Rayleigh. Des résultats de lobes de diffusion sont obtenus pour une surface rugueuse transparente et pour une surface métallique, pour les polarisations p et s. Ces calculs sont comparés de façon satisfaisante à ceux d'une méthode intégrale exacte et présentent l'intérêt d'être beaucoup plus rapides. Enfin, on donne le domaine d'application de la méthode en fonction des paramètres de rugosité de la surface

  • Titre traduit

    Experimental and theoretical studiy of the optical scattering by rough surfaces : application to infrared properties of Boron ceramics


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Informations

  • Détails : 1 vol. (232 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 82 Réf.

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  • Cote : TH 56448
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