Microscopie acoustique non linéaire
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Abstract EN:
Acoustic microscopy is a high-resolution imaging technique of mechanical properties of materials. Applied to the characterization or control of biological or industrial materials, it allows, among other things, to identify, at the micron scale, internal heterogeneities of complex structures (muscle, bone, microelectronic components, complex metallurgical alloys, nuclear fuel, ...). One way of for improving the resolution of the ultrasonic microscope is the use of nonlinear propagation effects generated in the focal zone. The acquisition and characterization the field generated by nonlinear effects in the focal zone of the microscope is thus the main goal of this work. A series of simulations of linear and nonlinear ultrasonic fields radiated by a focused transducer in one, two and three dimensions has been carried out. A Scanning Acoustic Tank was then built and programmed to study the sensitivity of the microscope to the nonlinearity of fluid samples placed in its focal zone. Images of the scanned linear and nonlinear ultrasonic fields were presented and analyzed, demonstrating the ability of the scanning acoustic microscope to detect ultrasonic fields generated in a nonlinear manner. The nonlinearity parameter B/A was then obtained using the same configuration in different media.
Abstract FR:
La microscopie acoustique est une technique d'imagerie à haute résolution des propriétés mécaniques des matériaux. Appliquée à la caractérisation ou au contrôle de matériaux biologiques ou industriels, elle permet, entre autres, d'identifier, à l'échelle du micron, les hétérogénéités internes de structures complexes (muscle, os, composants microélectroniques, alliages métallurgiques complexes, combustible nucléaire, ...). L'une des méthodes d'optimisation de la résolution du microscope à ultrasons est l'exploitation des effets de propagation non-linéaire générés dans la zone focale. L'acquisition et la caractérisation du champ généré par les effets non-linéaires dans la zone focale du microscope est donc l'objectif principal de ce travail. Une série de simulations de champs ultrasonores linéaires et non-linéaires rayonnés par un transducteur focalisé en une, deux et trois dimensions a été réalisée. Ensuite, un "Scanning Acoustic Tank" a été construit et programmé pour étudier la sensibilité du microscope à la non-linéarité des échantillons fluides placés dans sa zone focale. Des images des champs ultrasonores linéaires et non-linéaires scannés ont été présentées et analysées, démontrant la capacité du microscope acoustique à balayage à détecter les champs générés de manière non-linéaire. Le paramètre de non-linéarité B/A a ensuite été obtenu en utilisant la même configuration dans différents milieux.