Amélioration de l'évaluation non destructive des systèmes couche- sur-substrat basée sur les ondes acoustiques de surface (SAW) à l'aide de techniques d'excitation avancées - Archive ouverte HAL Access content directly
Poster Communications Year : 2023

Improved non-destructive surface acoustic wave (SAW) evaluation of layer-on-substrate structures using advanced excitation techniques

Amélioration de l'évaluation non destructive des systèmes couche- sur-substrat basée sur les ondes acoustiques de surface (SAW) à l'aide de techniques d'excitation avancées

Abstract

Les ondes acoustiques de surface (SAW) ont gagné en importance dans l'évaluation non destructive (END) des surfaces et des revêtements minces, également connus sous le nom de systèmes couche sur substrat (LOS), en raison de leur capacité à exploiter la dispersion de la vitesse du son. Dans cette étude, nous présentons WaveSurf, une plateforme de vibrométrie laser Doppler (LDV) conçue pour l'évaluation de revêtements d'une épaisseur comprise entre 1 mm et 5 nm. Notre plateforme exploite les mesures optiques de l'amplitude du déplacement SAW, en utilisant des transducteurs interdigités de contact (IDT) pour générer des émissions acoustiques dans le spectre de fréquences de 1 à 300 MHz.Deux types principaux de transducteurs interdigités sont utilisés : les transducteurs à bande étroite, monofréquentiels et les transducteurs chirpés, larges bandes. Si le premier permet d'obtenir une amplitude de déplacement SAW élevée, il nécessite des mesures multiples pour obtenir une courbe de dispersion sur une gamme de fréquences importante. En revanche, les IDT chirpés offrent un avantage distinct en fournissant des données sur la variation de la vitesse sur une large gamme de fréquences en une seule mesure.Cependant, les IDT chirpés sont traditionnellement associés à un inconvénient : une faible amplitude de déplacement SAW (~0,2 nm) due à l'utilisation d'une excitation pulsée conventionnelle de type Dirac. Dans ce travail, nous explorons trois méthodes d'excitation électrique supplémentaires pour les IDT chirpés dans la gamme de fréquences 20-125 MHz : l'excitation chirpée adaptée, l'excitation par salves à bande étroite (à 110 MHz) et l'excitation chirpée adaptée inversée dans le temps. Nos résultats révèlent que l'excitation chirpée offre un rapport signal-bruit (RSB) supérieur sur toute la gamme de fréquences, avec une magnitude d'environ 1 nm. En outre, l'excitation par salves courtes améliore encore le rapport signal/bruit, en particulier aux fréquences élevées, avec une magnitude d'environ 2 nm. L'excitation chirpée adaptée et inversée dans le temps permet d'obtenir une compression du chirp temporel, ce qui augmente considérablement l'amplitude du pic (environ 20 nm) tout en conservant la même distribution d'énergie spectrale que l'excitation chirpée normale.Ces résultats sont prometteurs pour l'évaluation non destructive d'une large gamme d'échantillons LOS, offrant une précision et une sensibilité accrues dans les évaluations basées sur le SAW.
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JAI 2023 NS1 MD1 A0.pdf (6.45 Mo) Télécharger le fichier
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Dates and versions

hal-04254558 , version 1 (24-10-2023)

Identifiers

  • HAL Id : hal-04254558 , version 1

Cite

Nikolay Smagin, Marc Duquennoy, Mohammadi Ouaftouh, Dame Fall, Zakariae Oumekloul, et al.. Amélioration de l'évaluation non destructive des systèmes couche- sur-substrat basée sur les ondes acoustiques de surface (SAW) à l'aide de techniques d'excitation avancées. Journées Acoustique & Instrumentation, JAI2023 : evolution et applications, Journées Thématiques de la section Electronique du Club EEA, Oct 2023, Cergy - Paris, France. ⟨hal-04254558⟩
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