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| type
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| Thesis advisor
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| Author
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| alternative label
| - Opto-mechanical applicationbs of micro-structured materials, 1) fiber bragg grating sensors 2) laser-driven micro-sensors
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| dc:subject
| - Thèses et écrits académiques
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| preferred label
| - Applications des propriétés opto-mécaniques de matériaux microstructurés, 1) Capteurs à réseaux de Bragg sur fibre 2) Microcapteurs manipulés par laser
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| Language
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| Subject
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| dc:title
| - Applications des propriétés opto-mécaniques de matériaux microstructurés, 1) Capteurs à réseaux de Bragg sur fibre 2) Microcapteurs manipulés par laser
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| Degree granting institution
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| note
| - This work involves two topics which are fiber Bragg grating (FBG) sensors and laser driven microsensors. ln the first part, a framework for the interpretation of reflected FBG spectra under a non-uniform strain field is proposed and experimental results for a crack tip strain field are presented. The effect of FBG gauge lengths on the measurements is examined and interpreted. The results are analyzed to see whal information can be derived and how accurate the interpreted strain results are. ln the second part, the fabrication of laser driven polymer microsensors for viscosimetry, velocimetry and micropump applications is considered. These sensors are readily made with a low-cost polymerization technique based on two-photon absorption. A linearly polarized optical tweezers is used to trap one sensor, freely floating in the liquid to be characterized, at the laser focal point and to generate the optical torque needed for local hydrodynamic measurements. Viscosity and velocity microsensors have slab shapes that align in the polarization direction. The local viscosity is deduced from the maximum rotation frequency generated by the rotating linear polarization, while the fluid velocity is obtained by measuring the maximum angle that equilibrates the optical and drag torques. The experimental results are in good agreement with the theoretical calculations. Micropumps are micron-size Archimedes screws that rotate around their long axis when trapped at the focal point. The rotation is due to the optical torque that is transferred by the laser scattering on the screw.
- Les deux thèmes abordés dans ce travail portent l'un sur des capteurs à réseaux de Bragg sur fibre, l'autre sur des microcapteurs manipulés par laser. La première partie propose une interprétation du spectre de réflexion obtenu dans un champ de contraintes non uniforme et présente les résultats expérimentaux dans le cas de contraintes produites par une fracture. L'effet de la longueur de la jauge utilisée est examiné et interprété. L'analyse des résultats permet de préciser quel type d'information sur la contrainte peut être obtenu. La seconde partie traite de la fabrication de microcapteurs et micropompes manipulés par laser et de leurs applications en viscosimétrie et vélocimétrie. Ces micro-objets sont fabriqués à faible coût par polymérisation basée sur la technique d'absorption à deux photons. Une pince optique est utilisée pour piéger au point focal d'un laser un objet flottant librement dans le liquide à étudier et pour produire le couple nécessaire aux mesures hydrodynamiques locales. Les microcapteurs pour viscosimétrie et vélocimétrie ont la forme d'un barreau qui s'aligne sur la direction de polarisation rectiligne de la lumière. La viscosité est déduite de la fréquence maximale de rotation du barreau engendrée par rotation de la polarisation alors que la vitesse du fluide est donnée par l'angle qui équilibre les couples optique et hydrodynamique. Les micropompes sont des vis d'Archimède micrométriques qui tournent autour de leur axe quand elles sont piégées au point focal ; on montre que la rotation est due au couple optique produit par la diffusion du laser sur la vis.
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