CAUSTIQUES EN CHAMP PROCHE GENEREES PAR DES PARTICULES TRANSPARENTES RECONSTRUCTION PAR HOLOGRAPHIE NUMERIQUE EN LIGNE

Abstract

International audienceL'holographie numerique en ligne est une technique d'imagerie volumetrique particulierement adaptee a la caracterisation spatiale (position, vitesse et tailles/morphologies) des ecoulements particulaires dilues. Dans de nombreux domaines la connaissance de la composition des particules est aussi d'un grand interet. Nous realisons cette mesure avec l'holographie numerique en ligne par l'analyse du champ proche des particules. Dans cette region les contributions des differents processus de diffusion de la lumiere peuvent etre plus facilement distinguees et notamment les caracteristiques du jet photonique (caustique vers l'avant generee par les rayons simplement refractes). La localisation dans l'espace du maximum d'intensite de cette caustique permet d'estimer l'indice de refraction relatif des particules. Dans cette communication, nous montrons que, dans le cadre de l'approximation de Fresnel de la diffraction scalaire, le jet photonique reconstruit par holographie numerique correspond a la tache d'Airy d'une lentille spherique. Par analogie avec les notions d'images virtuelles et reelles employees en optique pour les lentilles convergentes et divergentes, cette tache est restituee de facon reelle pour les particules ayant un indice relatif superieur a un et de facon virtuelle pour les particules dont l'indice relatif est plus petit que l'unite. Ceci fournit une solution simple et numeriquement tres efficace pour differencier ou caracteriser la composition des particules solides, liquides ou gazeuses. Une validation experimentale en laboratoire sur un ecoulement triphasique montre qu'il est desormais possible d'obtenir simultanement la position dans l'espace, la vitesse, la trajectoire, la taille et la composition de particules en ecoulement

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