L'interférométrie holographique à intégration temporelle

Cette méthode implique un mouvement continu, en général vibratoire, de l'objet, pendant toute la durée de l'enregistrement.

Si l'objet est, par exemple, en état de vibration harmonique stationnaire, un point M à la surface de l'objet ayant une amplitude de vibration d,

l'expression de la phase spatiale

dans l'amplitude complexe de l'onde-objet correspond à un chemin optique qui est la somme entre le chemin optique constant correspondant à la position moyenne du point M au cours de la vibration et le chemin optique supplémentaire (variable) dû au mouvement vibratoire du même point à la pulsation .On a donc

On obtient donc, successivement,

Comme on connaît que pour

on a

et comme, d'autre part, il est évident que le temps de pose

il en résulte:

Dans cette relation Jn(z) est la fonction de Bessel d'ordre p et argument z, C est une constante et on a noté par

l'amplitude complexe de l'onde-objet provenant de l'objet en état immobile (en absence de la vibration).

La distribution d'intensité lumineuse sera donc décrite par l'expression:

Pour l'interprétation quantitative de l'expression (6.2.15), nécessaire à la mesure des amplitudes de vibration, il faut tenir compte du développement asymptotique de la fonction de Bessel:

avec rn(z) une fonction finie pour tout z. Pour n = 0, on obtient :

Les franges brillantes, données par

ou par la relation équivalente

correspondent aux amplitudes:

d = 0 et

avec m =1,2,3..

et les franges sombres, données par

aux amplitudes:

avec m = 1, 2, 3...

L'interfrange est:

La visibilité des franges brillantes diminue avec l'ordre de frange, m, parce que les maxima de la fonction de Bessel ont des valeurs décroissantes. Le phénomène limite à quelques dizaines le nombre de franges observables sur l'image (donc l'amplitude maximale des amplitudes de vibration); les techniques stroboscopiques ainsi que l'utilisation des lasers pulsés et le traitement d'images par des techniques optiques, optoélectroniques ou informatiques permettent néanmoins d'accroître les amplitudes mesurées.

 

La figure 2 présente les résultats obtenus en appliquant l'interférométrie à intégration temporelle pour une plaque circulaire (mode à trois diamètres nodaux et un cercle nodal). A gauche l'image restituée par l'interférogramme holographique à intégration temporelle, à droite la carte des amplitudes de vibration correspondante.


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