Application des microcapteurs thermoélectriques en métrologie opto-thermique et en microscopie photothermique
Institution:
BesançonDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Accomplished as part of a research programme of the "Institut des Microtechniques de Franche-Comté ", this work deals with the possible uses of ultra-thin thermoelectrical couples. After some theoretical recalls, the techniques allowing us to implement them are shown in a first part, where special interest is then shown about the dynamic behaviour, under radiative excitation with laser beam, of the welded wire couples whose diameters are from 50 to 1,27 micrometers. In the second part, where the use of couples made of deposed this films is introduced, a first kind of application in the field of laser optics is presented. The possibilities and the limitations of such "opto-thermal" sensors are then demonstrated for the positioning and fine analysis of laser beams, after what whe propose their use in Laser Doppler Velocimetry, for a global analysis and optimization of the measurement volume, whose main characteristics definitely depend on experimental conditions. Finally, we then have shown in the third part, with an approach of feasibility, the possibility to use such sensors in the field of non destructive control and photothermal method imaging, as a complement of near-field thermal microscopy, with which the evident links have been recalled. The results obtained for subsurface defects, and subsurface or surface imaging based on different possible operative modes, make the use of these probes attractive thanks to their simplicity and polyvalence.
Abstract FR:
Effectué dans le cadre des activités de recherche au sein de l'Institut des Microtechniques de Franche-Comté, ce travail concerne les domaines d'utilisations possibles des couples thermoélectriques de très faibles dimensions. Après quelques rappels théoriques, les techniques nous permettant de les réaliser sont présentées dans une première partie, avant de s'intéresser plus particulièrement au comportement dynamique, sous excitation radiative par faisceau laser, des couples constitués de fils soudés, dont les diamètres s'échelonnent de 50 à 1,27 micromètres. Dès la seconde partie, où l'utilisation de couples sous forme de couches minces déposées par pulvérisation cathodique est introduite, un premier type d'application dans le domaine de l'optique des lasers est présenté. Les possibilités et les limites de ces capteurs dits " opto-thermiques " sont alors mis en évidence pour le positionnement et l'analyse fine des faisceaux lasers, après quoi nous proposons leur utilisation en Vélocimétrie Laser Doppler dans une analyse et une optimisation globale, in situ, du volume de mesure, dont les caractéristiques principales restent dépendantes des conditions expérimentales. Enfin, nous avons pu mettre en évidence dans une troisième partie, par une approche de faisabilité, la possibilité d'utiliser ce type de capteurs dans le domaine du contrôle non destructif et de l'imagerie par méthode photothermique, en complément de la microscopie thermique à champ proche, avec laquelle nous avons rappelé les liens évidents. Les résultats obtenus en détection de défauts subsurfaciques, ainsi qu'en imagerie subsurfacique ou surfacique, basée sur plusieurs modes opératoires possibles, rendent attractif l'utilisation de tels capteurs par leur simplicité de mise en œuvre et leur polyvalence.