Théorie de la diffusion Brillouin résolue en temps résultant d’une interaction non-collinéaire : prise en compte de l’aspect borné des faisceaux gaussiens et application à l'interaction acousto-optique près d’une interface inclinée
Résumé
La diffusion Brillouin résolue en temps est une technique laser pompe-sonde, permettant de détecter des impulsions acoustiques cohérentes picosecondes lors de leur propagation dans des milieux transparents [1,2]. Longtemps, cette technique a été principalement appliquée à l'évaluation d'échantillons latéralement homogènes et/ou multi-couches. Pour interpréter les signaux, la théorie de l'interaction des ondes sonores et lumineuses planes et colinéaires était alors suffisante. Récemment, des expériences menées dans des polycristaux [3-6] ont fait naître le besoin d’étendre la théorie. En effet, la transmission des ondes acoustiques et lumineuses à un joint de grains incliné rompt la colinéarité des directions de propagation de ces ondes par réfraction. Une théorie analytique décrivant la rétrodiffusion Brillouin à 180° d'un faisceau lumineux gaussien par un faisceau acoustique gaussien, inclinés l’un par rapport à l’autre, a été développée [7]. Les profils temporels des impulsions acoustiques et lumineuses sont également supposés gaussiens. La théorie est comparée à des mesures [6] réalisées dans un échantillon polycristallin (CeO<sub>2</sub>) et filtrées à l'aide d'une transformée en ondelettes avec réassignation. La théorie permet d’interpréter quantitativement la modification en amplitude et en fréquence du signal lors de la transmission de l’impulsion acoustique à un joint de grains, tout comme le temps caractéristique et les profils des paquets d'ondes associés à cette transmission. Ce travail a été soutenu par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR-18-CE42-017) et la région Pays de la Loire (LMAc-OPACOP2018 ; Acoustic Hub®). [1] H.T. Grahn et al., IEEE QE 25, 2562 (1989) [2] V.E. Gusev et P. Ruello, Appl. Phys. Rev. 5, 031101 (2018) [3] M. Khafizov et al., Acta Materialia 112, 209 (2016) [4] Y. Wang et al., Scripta Materialia 166, 34 (2019) [5] Y. Wang et al., Nature Communications 11, 1597 (2020) [6] T. Thréard et al., Photoacoustics 23, 100286 (2021) [7] V.E Gusev et al., arXiv:2107.05294 (2021)