Mesure par méthodes optiques de l'épaisseur et de la rugosité d'une couche de DT solide conformée dans un microballon

par Francis Lamy

Thèse de doctorat en Informatique et instrumentation de l'image

Sous la direction de Alain Diou.

Soutenue en 2003

à Dijon .


  • Résumé

    Les expériences de fusion par confinement inertiel nécessitent la réalisation de cibles cryogéniques dont l'élément principal est une couche uniforme et lisse d'isotopes de l'hydrogène (DT) solide à 20 K. L'un des défis de ce programme est de garantir l'uniformité et la rugosité de cette couche tapissant la paroi interne d'un microballon en polymère transparent de deux millimètres de diamètre placé au centre d'une cavité cylindrique en or. Sachant qu'il n'existe pas d'objets possédant les mêmes caractéristiques optiques à température ambiante, ce mémoire étudie et décrit trois approches possibles de caractérisation dans des conditions cryogéniques et sous une seule direction d'observation. La première, l'ombroscopie, consiste à observer le microballon cryogénique à l'aide d'un système optique. L'analyse de l'image obtenue permet de mesurer les caractéristiques de la couche de DT suivant un plan équatorial. Les deux autres techniques sont la tomographie par modulation de cohérence et l'interférométrie en lumière blanche. Elles permettent d'obtenir une mesure de l'épaisseur de la couche solide aux pôles du microballon en exploitant des figures d'interférences obtenues entre une onde lumineuse réfléchie sur un miroir de référence et une autre réfléchie sur les interfaces de la micro sphère. Les performances et les incertitudes des différentes techniques sont analysées.

  • Titre traduit

    Thickness and roughness measurements by optical methods of a frozen DT layer modelled in a microshell


  • Résumé

    The inertial confinement fusion experiments require cryogenics targets fabrication, which is mainly a smooth uniform solid hydrogen isotopes (DT) layer at 20K. This layer is modelled in a plastic microshell that is placed in a gold cavity. One of the challenges of this program is to guarantee roughness and uniformity of the layer. Similar objects does not exist at ambient temperature. This report presents three methods convenient to characterise this layer in cryogenic conditions, with only one observation direction. The first one, shadowgraphy consists of the observation of the microshell thank to an optical system. The analyse of shadowgraph allows the DT layer characterisation in an equatorial plan. The two others techniques are the optical coherent tomography and the wide band interferometry. These methods provide the measurement of the layer thickness at the poles of microshell. The interference patterns are formed by the interference on two waves. The first one is reflected on a reference mirror, the second one is reflected on the interfaces of the microshell. The performances and uncertainties of the methods are analysed.

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Informations

  • Détails : 193 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 150-152, 193

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  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TDDIJON/2003/56
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