Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 24, Numéro 8, août 1989
Page(s) 833 - 846
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01989002408083300
Rev. Phys. Appl. (Paris) 24, 833-846 (1989)
DOI: 10.1051/rphysap:01989002408083300

Mesures optiques de déplacements d'amplitude 10^-4 à 10^2 Angström. Application aux ondes élastiques

D. Royer et E. Dieulesaint

Laboratoire d'Acoustoélectricité de l'Université Pierre et Marie Curie, ESPCI, 10 rue Vauquelin, 75231 Paris Cedex 05, France


Abstract
The number of components and instruments, based on the use of elastic waves, increases regularly. The characterization and improvement of their operation imply measurements of mechanical displacements whose amplitude is of the order of one Angstrôm. Optical devices are able to perform these measurements at a distance, in a very broad frequency band and without any mechanical contact. The purpose of this paper is to describe these devices and, particularly, a compact interferometric probe whose resolution is 10-4 Å/ √Hz. Measurements of surface displacements, generated by piezoelectric or photothermal effect, are presented, for instance : vibrations of a resonator, mechanical impulse response of a piezoelectric bulk wave transducer and surface waves launched on a sphere by a laser pulse.


Résumé
Le nombre de composants et d'instruments, basés sur l'exploitation d'ondes élastiques, augmente régulièrement. La caractérisation et l'amélioration de leur fonctionnement impliquent la mesure de déplacements mécaniques dont l'amplitude est de l'ordre de l'Angström. Des dispositifs optiques sont aptes à effectuer cette mesure à distance, sans contact mécanique et dans une grande bande de fréquences. L'objet de cet article est de décrire ces dispositifs et, en particulier, une sonde interférométrique, compacte, dont la résolution est de 10-4 Å/ √Hz. Des mesures de déplacements de surface, engendrés par effet piézoélectrique ou photothermique, sont présentées, par exemple : déformée d'un résonateur vibrant sur un mode de flexion, réponse impulsionnelle mécanique d'un transducteur piézoélectrique à ondes de volume, détection de trains d'ondes de surface lancés sur une sphère par une impulsion laser.

PACS
0630C - Spatial variables measurement.
0760L - Optical interferometry.
4630M - Vibrations, aeroelasticity, hydroelasticity, mechanical waves, and shocks.

Key words
displacement measurement -- elastic waves -- light interferometry -- noncontact measurements -- optical measurements -- piezoelectric effect -- displacements -- interferometric probe -- surface displacements -- photothermal effect -- vibrations -- resonator -- mechanical impulse response -- piezoelectric bulk wave transducer -- surface waves -- 10 sup 4 to 10 sup 2 AA