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Acoustique picoseconde : une acoustique riche en couleurs

/ Devos Arnaud / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2005
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Dans ce manuscrit nous présentons les travaux que nous avons menés autour du thème " Acoustique picoseconde et longueur d'onde ". L'acoustique picoseconde est une technique d'optique ultra-rapide qui emploie des impulsions laser pour générer et détecter des ondes acoustiques de très hautes fréquences. Ce travail examine l'impact d'un changement de couleur de ce laser sur les signaux détectés dans de telles expériences. Après un chapitre d'introduction générale à la technique, nous décrivons successivement trois sources possibles d'effets de longueur d'onde en acoustique picoseconde, toutes les trois étant liées aux mécanismes de détection. La première concerne la forme des échos acoustiques dont nous avons révélé d'importantes variations lorsque la longueur d'onde du laser est accordée au voisinage d'une transition interbande électronique du matériau. Partie d'une observation fortuite dans un film de tungstène, la compréhension du phénomène nous a permis de proposer une nouvelle application de la technique à l'étude des transitions interbandes dans des couches minces voire très minces. Les oscillations Brillouin constituent notre deuxième source d'effets de longueur d'onde. L'originalité des travaux présentés tient dans l'utilisation des multiples dépendances de ce phénomène avec la longueur d'onde. Nous présentons d'abord l'utilisation d'un effet propre au silicium pour caractériser les propriétés mécaniques de couches minces diélectriques pour la micro-électronique. Nous montrons ensuite combien la sensibilité des oscillations Brillouin peut être grande au franchissement d'interfaces. Jouer sur la longueur d'onde permet dè favoriser leur détection (et donc d'étudier une interface) ou encore demodifier les conditions de franchissement de l'interface et aider ainsi à leur caractérisation. Enfin, dans la dernière partie nous étudions les sauts de rétlectivité issus d'un autre mécanisme de détection, L'extrême sensibilité des effets étudiés dans cette partie nous a conduit à les employer pour affiner les mesures habituellement conduites en acoustique picoseconde.

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