Diffusion de la lumière par des objets cylindriques : simulations par théorie de Lorenz-Mie généralisée et applications métrologiques

• Auteur / Autrice : Loïc Méès
• Direction : Gérard Gouesbet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Théorie du transport

Ondes électromagnétiques -- Diffusion

Lumière -- Diffusion

Mots clés libres

Etude théorique

Equation Maxwell

Diffusion onde électromagnétique

Diffusion lumière

Fonction Mathieu

Méthode mesure

Méthode optique

Cylindre circulaire

Cylindre elliptique

Théorie Lorenz Mie

Résumé

Ce travail développe une résolution analytique, basée sur la résolution des équations de Maxwell, du problème de diffusion d'un faisceau laser focalisé par un cylindre infini de section elliptique (théorie de Lorenz-Mie généralisée pour un cylindre elliptique). En particulier, une approximation localisée permettant un gain de temps de calcul dans l'évaluation du faisceau incident, a été établie et validée. Deux programmes (Fortran 77) développés au cours de cette thèse calculent les champs diffusés (i) par un cylindre circulaire éclairé par un faisceau laser focalisé arbitrairement orienté et positionné et (ii) par un cylindre elliptique éclairé perpendiculairement par un faisceau focalisé. L'exploitation de ces programmes s'est principalement orientée vers des phénomènes particuliers, a la base de techniques de métrologie optique comme la réfractométrie d'arc-en-ciel. Nous avons également comparé nos résultats à des résultats obtenus par la théorie de Lorenz-Mie (pour une onde plane), et par l'optique géométrique. Enfin, nous avons comparé les diagrammes de diffusion pour un cylindre de section elliptique et pour un cylindre de section circulaire de taille comparable, mettant en évidence l'influence d'une déformation de la section sur la lumière diffusée.