Application de l'optique intégrée sur verre à la vélocimétrie laser Doppler pour la mesure de vitesse et de frottement en région pariétale
Résumé
Un Vélocimètre Laser Doppler entièrement Intégré (VLDI) sur un substrat de verre est présenté dans cet article. Ce nouvel instrument d'investigation est dédié à la mesure de vitesses en proche paroi, dans la sous-couche visqueuse. De la mesure de vitesse faite par ce capteur se déduit directement le frottement entre le fluide et la paroi. Ce capteur peut également être utilisé en micro-fluidique. La tête du capteur est réalisée en une seule étape technologique par diffusion d'ions : Ag+ " Na+. Selon la géométrie choisie, la plaquette de verre de 1 mm d'épaisseur mesure quelques millimètres de large (entre 2 et 8 mm selon les cas) par 3 centimètres de long. La tête du VLDI est alimentée par une diode laser (l0 = 0,8 µm) via une fibre optique monomode. Les signaux Doppler quant à eux sont transmis du capteur vers une diode avalanche par une fibre optique multimode. Une des spécificités de ce capteur de deuxième génération est la production d'un petit volume de mesure : 18 ' 25 ' 10 µm3 selon les axes x, y et z (x est orienté selon l'écoulement du fluide alors que y est la direction perpendiculaire à la paroi.) pour un interfrange de 0,83 µm et de 18 ' 35 ' 18 pour un interfrange de 1,0 µm. Ces mesures sont prises à 1/e2 de l'intensité maximale présente dans le volume de mesure. La focalisation des faisceaux s'effectue grâce à l'intégration de miroirs convergent sur le substrat de verre.