[PDF] Etude de la diffusion non linéaire et de sa contribution à la limitation





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OTIMROEPMQ

parfois des synonymes en italique qui peuvent eux aussi être utilisés. Dispositif lumineux ou mécanisme destiné à indiquer le point.



O1 –BASES DE LOPTIQUE GÉOMÉTRIQUE

puie sur la notion de rayon lumineux et permet d'expliquer la formation des images et l'Optique physique qui s'intéresse plus spécifiquement aux probl`emes 



4 Caractéristiques du verre et expressions clés du domaine de la

Rayons lumineux visibles Transmission – passage des rayons solaires. ... sélectivité élevé (>15) est synonyme d'une bonne protection solaire



Le désastre dHiroshima (suite)

je vis un rayon extremement eblouissant passer dans Ventreeprincipale rayons lumineux sont descendus droit sur les rues et les jardins.



Eclairage et vision.

20 déc. 2016 Classification selon la fraction du flux lumineux atteignant ... longueur de l'onde du rayon lumineux (voir ... est synonyme de fatigue.





Chapitre 4 : Lentilles convergentes

Plaçons un point objet A (lumineux) sur l'axe optique à une certaine distance p = AO d'une lentille. Tous les rayons de lumière émis par A et passant par la 



Etude de la diffusion non linéaire et de sa contribution à la limitation

Les rayons laser qui fonl mIll atayeux des petits soldats sont allénuis par protecteur. sans modifier le profal spatial du faisceau lumineux émergent .



Vocabulaire des sciences et techniques spatiales

celui du faisceau radar et le terme « angle d'inclinaison » est synonyme mécaniques découpant en impulsions un faisceau lumineux et le ...



« Deux droites coplanaires sont sécantes »

nous avons des rayons lumineux émanant d?une source ponctuelle : deux droites l et m le point S se trouve sur la droite g » doit être synonyme de.



Chapitre 5 : dispersion et réfraction de la lumière - Physagreg

rayon lumineux quand il traverse la surface séparant deux milieux transparents différents • Une surface qui sépare deux milieux transparents différents est appelée dioptre • Le plan qui contient le rayon incident et la normale au dioptre est appelé plan d’incidence (Pratiquement tous les dessins seront réalisés dans ce plan)



Chapitre 3 : La propagation de la lumière - AlloSchool

1°) rayon lumineux : On représente un rayon lumineux par une droite munie d’une flèche indiquant le sens de propagation S 2°) Faisceaux lumineux : On appelle faisceaux lumineux l’ensemble des rayons lumineux émis par une source primaire ou diffusés par une source secondaire S On distingue trois types de faisceaux lumineux :

Quelle est la notion de rayon lumineux?

Notion de rayon lumineux- optique géométrique Dans l’approximation de l’optique géométrique, la lumière se propage par ligne lumineuse indépendantes appelées « rayons lumineux» et il n’est pas nécessaire de faire appel à la description ondulatoire de la lumière pour en comprendre la propagation.

Quelle est la réfraction d’un rayon lumineux?

1) Un rayon lumineux tombe sous un angle de 75° sur une plaque en verre argentée à la face arrière. L’épaisseur de la plaque mesure 15 mm et son indice de réfraction vaut 1,5. Une partie du faisceau lumineux pénètre dans le verre et est réfléchie à la surface argentée, l’autre partie étant réfléchie par la surface avant.

Quelle est la loi de la propagation des rayons lumineux?

Les lois de la propagation des rayons lumineux sont indépendantes du sens de parcours de la lumière. 3.3 LOI DE KEPLER : Approximation des petits angles Si l’angle d’incidence i1est petit, on peut confondre le fonction sinus avec la valeur de l’angle exprimée en radian.

Quels sont les principaux théorèmes décrivant le comportement des rayons lumineux?

Les deux principaux théorèmes décrivant le comportement des rayons lumineux sont le théorème de Malus et le principe de Fermat . Chaque rayon lumineux est indépendant de l'autre, écartant de facto tout phénomène de cohérence ou impliquant un front d'onde puisqu'il ne peut y avoir d'interaction entre deux rayons lumineux proches .

Thèse pour obtenir le grade de

DOCTEUR DE L'ECOLE '

spécialité: Optique et Photonique par

Valérie

JUVDRfER

rr1/foiSaO oL

0323Jh

Titre. 1-----------1

f\ 0'-' Etude de la diffusion non linéaire et de sa contribution à la limitation optique. soutenue Je 06/ / 98 devant le jury composé de :

FL YTZANIS de

Claude BOCCARA

GecqMARET

Daniel OSTROWSKY

François HACHE

Pierre BOURDON

rapporteur rapporteur ,0; 1

L "lDUCATION

1

DMKnON L 'lNf()Ra.tATIQN

DO rr DeS

FORMULAIRE

DE THESE

0IlJGA1Ofa9IfJITlIIZ

THE2. OUf arrr

1 unUSER CARACTERE PAR CASE

A REMPUR PAR L'ETUDrANT

A voIt~4 lx O'Q '.%1 1 ou

ETAiUSSEMEtfr

... .p.Qrvl.te.ha;.~ ................... ........................................................................

NOM DH'AUTEUR . ~"1.::13~!.DR~1 ;,.,ollL,.;:E:..a.! .....I-...L-L-L-..l........L-..L-L-L-..l.....J.....1-.LJ:.-L.-J....J....

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DOCTORAT

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Lettres.

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UCUN LE TEXTE

LES MAJUSCULES, SYM80LE SPECIAL N'EST ADMIS.

ITRE DE LA THESE EN

ETUDE DE LA DIFFUSION LINEAIRE ET DE SA

A LA LIMITATION

Lft"'fof$._ _ ..... ................ Lefld*t

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1 1

RESUME DE LA THESE EN FRANÇAIS

compris. En QI cs. dfPMSement" _-------------------------. 1 Les protections de systèmes d'observation dites auto-activées utilisent les pre

optiques non 'linéaires de la matière pour limiter l'intensité transmise par-le systèn;e, lors

d'impulsions laser intenses nanosecondes.

Parmi effets de rinteraction matière

rayonnement utiles à· cette limitation, se trouve une propriété encore peu utilisée dans ce domaine d'application : la diffusion optique non linéaire. . La présente étude a pour objet l'élaboration et la caractérisation. à la fois expérimentale et théorique. d'un nouveau type de matériau utilisant, pour la protection, la diffusion par désadaptation d'indice. Le principe repose en effet sur un matériau constitué de deux composants (ici un milieu contenant des particules sphériques en inclusion) rendus optiquement homogènes par accord d'indice, et devenant diffusant du fait des non linéarités induites

à haute énergie.

Expérimentalement. après la synthèse chimique du matériau. l'étude de la limÎtation à

proprement parler permet de montrer la diffwion non linéaire à l'origine de l'effet observé.

supplémentaires viennentuite compléter la caractérisation de cette diffusion. Ainsi. la mesure des lobes de diffusl rI détinit la répartition spatiale de l'énergie

diffusée. Lne expérience utilisant une sphère intégrante permet restimation de la quantité

totale d'énergie perdue par diffusion. Enfin. la dynamique des différents phénomènes mis en jeu dans le processus de diffusion non linéaire est déterminée au moyen d'une {'n modèle t!léorique de la propagation en régime non linéaire a ète Il perm:.:t sur la limitation des paramètres constituant le matériau {notamment lorsqu'clIc est maximale" mais surtout d'avoir une première estimation des non linéarités suscitées, par confrontation avec les résultats expérimentaux obtenus. D'autres vérificat:ons théoriques indispensables viennent ensuite compléter cette évaluation, suivie par

l'mterprètation des lobes de diffusion et résultats de la sphère intégrante. Dans tous les

cas, ils pennette=tt nouvelles hypothèses sur l'origine deJot non-linéarités présentes,

eri quantIfiant l'importance relative des différents phénomènes mis en jeu dans le processus de

diffusion nnn linéaire. 1 PROPOSITION DE MOTS-CLES : ces termes dkrivant contenu de ne pas saisis. mais utilisés la pour l'indexation. ----_. ... _---_ •.. _----

1. diffusion lin~Jir~. __ ....................................... ..

accord ct· indice ... milieu ................................................ ..

1 ... ......................................... .

ITITRE DE LA EN ANGLAIS: carlCttt"

NONLINEAR LIGHT SCA TfERlNG IN A TWO MEDltM:

LIMITING APPLICATION

J 1 1 . .. RESUME DE LA THESE EN ANGLAIS Santé compris. En cas ct. dfpassement 1 1 1 Scattering is a fundarnental manifestation of the interaction between matter and radiation, This phenomenon is then especially attractive for sensor protection from laser Iight by optical limiting. One of the methods to induce scar.ering. at high incident energy is to make use of the

Kerr effectwhere the index

of refraction is intensity dependent. Thus, the' idèa is to use a two medium with a good index matching bctween the two cor.;>onents at low. intensity, resulting in the medium transparency, and to il. at hi-po intensity, due to the non linearity of one component making the medium highly scattering. Sorne of rhe cxperimental and theoretical investigations conccming a new material (here. a ccII containing sorne liquid with small silica particles as inclusion in it) are presented in the visible domain O. == for the nanosecond protection regime. beginning with the chemical synthesis of the sample. The experimental results conceming the optical Iimiting process are presented. showing that nonlincar scattering is c1early the dominant mechanism in confrontation with other potential nt)nlinear effects. Sc:"cral complcmentary expt:riments then performed to complete the scattering characterisation. involvmg the mea-;urement of the allgular distribution of energy and the integrating spherc measurement. Futher information are also gained hy the time response of the nonlinearities a dual-beam (pulsed-pwnp. cw probe) technique The pr.:vious with sorne simple theoretical moJcls of the material from opticallimiting. the angular scattering and the total scattering The good match between ail the analytical results permlt5 to delineatc.! the phy-;ical mechanisms responslble fi)r the nonlinear scattering cffect and direct the !lnal

TE ET DE L·AUTEUR

C ___ __

'NIVERSITE

A REMPUR PAR 't. DE DOCTORAT

ECJ:k... ft;>lyrc . .(

wl uqu, CODE

ETABLISSEMENT

t

D'ENREGISTREMENT

pour let Centraf dM

DE REPRODUCTION JURY

1 OUt thM reproduite car non (<I(!D thtMconfidentielle JUSQU'EN 1 .

RES DATE et DU SERVICE T

Il !I ,k Of -7f'-'6 I~~~l J l .',Cf/ 1 tt 1

A REM PUR PAR LA BIBUOTHEQUE

CA TALOGAGE DE LA THESE ASSURE PAR LA DE L'UNIVERSITE DE L'ETABUSSEMENT

DE L'EXEMPUURE

L9.rA lit f 13., la 1 ..

I~ 18 ,EIP 121 1 Q 10 !&

er page Co",posf 1 0 : les 2 indiquent ,. les 4 wivants

4 derniers un numfto sfquentiel

LETTRES

I

DE .. • SECTlO~ 1

TION RAMEAU: : ponct~ion ~tr. descripteurs : 1 4 :n

LJ..-1

3.: : :: : : : : : : : :.: : ! : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : ! :

4.: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :.: : : :

ClES : FACULTATIF· DEUX MAXIMUM DES 4 VEDETTES

1-' 1 J J 1 J 1 J 1 fil 1 1 1

1

ET DOMAINE

if'E

I.EXAT10N: 1

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: : : 1 1 RAPPEL: LES FORMU1.AIRES tTR! TRANSMIS DE SIGNALEMENT n L'ATEUER

DE REPftOOUCTION DES mlSEs . .'

TE ET CACHET DE L'ETABLISSEMENT

POLYTECHNIQUE 6-

Biblit,·'/loqWJ Centrale.

h t.iS=AI} Le. 1 1 1 1 1 Il 1 1 1 1

Remerciements

ont été

à la Direction au sein du

Lasers,

du CTA, ain.f; que du dipartement WT d, m'avoir accueillie permis l'accomplissement cl exprimer ma pmfonde pour la confiance dont il m'a honorée en th thise. saurais, par ailleurs, trop le remercier d'avoir su poUT assur,., travail.

Que Claude Boccara ma gratitude pour leur

au jury de en lant que rapp('rteurs. ainsi que pour l'intbit qu'ils ont p",.,é ci celte Ostrowski a jury. Qu'il trouye ici le DelL'( persmrnes 0111 été imp(Jrtantes el primordiales dam bon tléroulemelll .' Frcmçoi.f qui a bien voulu prendre en lItl long

Bourdon. 'lui la suite

dans des un peu le départ de Jean-Claude Fabre, leur exprimer. tous deux. pour leur disponibilité, leur patience

à leur tanl d'un point de vue

relationnel. t'I très sinûrtment donc fine Jean-Claude Fabre, sans qUI pu fuire artt' thèse j'ai pu commencer Bien d'aulre m 'onl apporté tanl sur l'élaboration des les expérimentations à propreme1ll parler. Je à Emmanuel bon nombre de réalisations lechniquts ont pu aboutir, iIIuslram sa compétence sa disponibilité. Dancla. Antonio Da Silva,

Robert Vidalenc ont également

calculs et à l'automatisation du banc. Je de Pascal sur la sphère a lIé plus que mois de liens à lui e:cprimer ma reconnaissance. j'ai pu c{,toyer au cours de Auvray du Laboratoire Uon Brillouin du CEA ou comme du PMC de l'Ecole ont lU ln 'a('(order un l'eu de leur de travail, l'llaboration de voir des scientifiques de rang au sort d'une 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Ihlsard~... Qu 'ils un~ fois plus assurls ma

. Gacoin, du PMe, m'a J~s échantillons il en 'el simplicill, lui m , n~ saurais toui personnel Lmers, optique, pour Jeur soutien les dont fai ni la bonne ambiance qui a rlgni trois années. La liste trop longue pour citer qu'ils se ma sympathie.

Madam,: Fernande Lafonta el

d encouragements. qui m'onl Itl

Laurent Sauques. loul coeur d'avoir éli

là. 'Iuand il fallait, pour le.f pour les

Enfin.

ne sans remercier qui,me soutiennent ltJujours Chrislophe, pour son infinie paTIence èI choque il ('('I/e qui va partie dl' notre el que il loi ... Quant il cela pour qui la leclure de manuscrit semble bien voici humoristique que ma petite lecture, " sommaire » de ce

Les rayons laser qui fonl mIll par des billes de

" trempées -, qui michants de Pas si mal pour une Maman pas du 10Ul scienlifUjue. non ? 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

LlGHTSCATTERING lN TWO-COMPONENT MEDIUM:

OmCAL LlMITING APPLIC ATION

Scattering is a fundarnental of the interaction between and radiation. resulting from inhomogeneities in the . index. wh.ich dccrease phenomenon is then for sensor protection from laser light by oplicaJ Iimiting. of lhe methods to induce scattering at high incÎdenl is to malte use of the Kerr erfect of refraction intensity Thus. the 10 use a two component medium wilh a good index matching belween two components al low intensity. in the medium uansparcncy. and to modify il. al high intensity. duc to the non

Iineality of one nt. making the highly sealtenng.

Sorne of. the experimental and theoretical conceming a ncw material (here. a ceU conlamlOg some hquid with small silica partlCles are presented in the visible do ma in 0 = S32 nm), for the nanosecond protection regime. begmning with the chemicaJ synthe:'ls of the The e"perimental results conceming the optical linuting process are presented. showing that nonlinear seallering is clearly dominant mechanism in confrontation with other polenlial nonlinear effect' veral complemenlary cxperimenls performed to cOq>lete nonlinear ..caller.ng 1Ovolving the of scauered and the integrating sphere measurement. Futher infomaation are al\O by studying the lime response of the with a dual-beam cw probe) techn:que. The previous experimentaJ data is al\O analyzed with some simple theoreticaJ models to the nonlinearity of the marerial from opticaJ linuting. angular scattering and the total scattering energy measuremenls. good match between permils to delineate the physicaJ mechcani..\11lS for the and to direct the conclusion. " .10-

INTRODUcrlON .................................................... : ........................................................... 7

CIIAPITRE 1 ........................................................................ .............................................. 14

pré:sentalion .............. :. ........................................................................

.................. 14· l. PRESENTATION GENERALE DE LA LIMITATION .............................................. 15 J. Conteltt\! définition du cahier charge" ........... '" ................. J S

1.2. non hnéaires la proteclion .................... , ........ 19

non Il a tre .......... ..

L'aO'iorplloO non linéaire

/.1.1./ ItH'nu' (ASh

1. à ( photo"s.

/.2.1. J 1. 'chwrptwn cllIIr(t" ilh,t'J \. .. 1 rdraclloo . .t. La d.flus"," n .. n Iméalre 19 ...................... 21 .. .......................... 2/ ... 21 .13 ................... 23 . .................................... " ... 25 t\ TION DE DIFFHOE:'IiTES LA DIFFUSION :"-iON LINEAIRE.... .. ........ ........ , .. " ................................................... 26

2.1. sur la dlffuwm par indUIts .. ..... ........ .. ........................ 26

.. InCH el ............................... 27

2.1.2 Le .. ".,Iullons de particules ................................28

2.2. Les la diffUSIon par dl!sadaptahon .............................................. 29

2.21. Les ........................... " .......................................... 29

................ . ........................................ . ............................... 30

2.2.3. ................................................................ 32

3. DU PRINCIPE CHOISI DE LA

principe ........................................................................ .......................... : ............................. 33

3.2. La configuration adoptée ........................................................................

............... lS

CIlAPITRE .................................................... .: ................. .:. ............................................ ,36

1. DESCRIPTION DU CAHIER DES CHARGES nu MATERIAU ................................................ 37

Table des matières

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 .1. t. Condirions des ............ : .................. : ....................... 37quotesdbs_dbs35.pdfusesText_40
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