Propagation du rayonnement en milieu diffusant (étude de la transition entre régime balistique et régime diffusif et des fluctuations temporelles d'intensité)

Abstract

Nous étudions la propagation d'une impulsion lumineuse à travers un milieu diffusant. La propagation peut être décrite par l'équation de transfert radiatif en régime dynamique (ETR). Nous proposons une méthode de résolution en géométrie plane. Elle consiste à appliquer la méthode des ordonnées discrètes dans le domaine fréquentiel de l'ETR. Nous calculons ainsi le flux d'énergiedirectionnel transmis et rétrodiffusé en fonction du temps et de l'angle. Dans la seconde partie, nous étudions la validité de l'approximation de la diffusion. Cependant, l'expression théorique du coefficient D en milieu absorbant varie selon l'approche adoptée. Une nouvelle approche fondée sur l'analyse du mode fondamental de l'ETR est développée. Sans faire aucune hypothèse concernant le niveau d'absorption, nous obtenons une nouvelle définition en interprétation de D. La troisième partie est consacrée à l'étude de la transition entre le régime balistique et le régime diffusif. Nous montrons que les réflexions internes jouent un rôle important pour les systèmes à faible épaisseur optique. Nous montrons ainsi que le régime diffusif est atteint aux temps longs, pour des systèmes de taille 8 ltr où ltr est la longueur de transport. Enfin, dans la dernière partie, nous modélisons la corrélation temporelle du signal diffusé. Deux théories (QELS et DWS) permettent de modéliser respectivement le signal en diffusion simple et en régime diffusif. Nous avons développé un modèle décrivant les deux régimes ainsi que le régime intermédiaire. le modèle est fondé sur une approche de type marche au hasard et sur la résolution de l'équation de transfert radiatif dynamique. Ce modèle a permis de décrire des expérences récentes de mesures de fluctuations temporelles de champs et d'intensit"é dans le régime de diffusion multiple intermédiaire.CHATENAY MALABRY-Ecole centrale (920192301) / SudocSudocFranceF