Génération et détection optiques d’ondes élastiques

Depuis les premiers travaux de génération d’ondes élastiques sans contact mécanique dans un solide (par exemple par impact d’un faisceau d’électrons ou d’ondes électromagnétiques), les études expérimentales ont progressé grâce à l’emploi, d’une part, de sources optiques plus puissantes comme les lasers et, d’autre part, de détecteurs plus sensibles. Des modèles théoriques ont été développés pour expliquer les mécanismes de génération. Par rapport aux méthodes traditionnelles (transducteurs piézoélectriques), la génération photoacoustique présente plusieurs avantages : outre qu’elle n’exige aucun contact mécanique, la position et la forme de la source sont modifiables. Les ondes élastiques peuvent être engendrées dans des matériaux portés à haute température. Cette technique est actuellement orientée vers le contrôle non destructif, la mesure des constantes élastiques, l’émission acoustique, la spectroscopie, et la microscopie.

Dans la majorité des expériences, le solide est irradié à l’aide d’impulsions lumineuses. Des ondes de volume et des ondes de surface ont été ainsi engendrées. Ces ondes sont détectées soit par des transducteurs classiques (piézoélectriques, capacitifs, électromagnétoacoustiques), soit par des méthodes optiques. Les mesures optiques, qui font l’objet de la deuxième partie de cet article, ont l’avantage de s’effectuer à distance avec une bande passante large, sans perturber le champ acoustique. La combinaison de la génération et de la détection optiques est potentiellement très importante dans le domaine du contrôle non destructif. Des exemples d’applications sont donnés en fin d’article.