Brevet FR2356139A1 — publié le 19780120

La présente invention concerne la polarimétrie acoustique ex- ploitant les propriétés des ondes acoustiques transversales polarisées qui obéissent à des lois similaires à celles des ondes lumineuses polarisées. En particulier, la polarisation linéaire d' une onde acoustique transversale est transformée en polarisation elliptique quand cette onde traverse un solide élastiquement anisotrope qui présente donc une biréfringence acoustique véritable. Un but de l'invention est de tirer parti de cette birérin- gence pour étendre au domaine de l'acoustique les procédés usuels d'investigation et de mesure de la polarimétrie lumineuse et, plus précisément, dtétablir un polarimètre acoustiaue permettant de mesurer les paramètres de l'ellipticité d'une onde acoustique transversale, d'où il est aisé d'obtenir par déduction et calcul, les éléments caractérisant lXanisotropie d'un solide traversé par une onde acoustique initialement polarisée linéairement et, si cette anisotropie est, par exemple mais non limitativement, induite par une contrainte mécanique; les valeurs des paramètres liés à l'in- tensité et à la direction de la contrainte dans le cas d'un champ gemment uniaxial, soit donc, dans un cas plus général, les valeurs des paramètres du déviateur du tenseur des contraintes. Dans son brevet français No. 71 40 875 déposé le 16 Novembre 1971 pour "Dispositif opérateur d'ondes acoustiques et applicati on@ y relatives (Invention André R9Bx-R), la Demanderesse a déjà développé un polarimètre acoustique essentiellement bas sur un dispositif opérateur ayant recours à un corps acoustiquement biréfringent ayant ses axes rapide et lent orthogonaux entre eux et vis à vis de sa longueur et équipé de moyens d'application d'un champ électrique parallèle à la direction d'un de ces axes pour commander selon sa valeur le déphasage relatif des composante-s selon ces axes d'une onde acoustique qui parcourt le corps entre ses faces terminales. Un élément de déphasage acoustique ayant son axe rapide à 450 de celui du corps est appliqué sur une de ses faces. un transducteur est collé sur l'autre face terminale, adapté à émettre ou recevoir une onde acoustique transversale, avec son axe rapide à 450 de celui de ce corps Pour-réaliser le polarimètre de ce brevet antérieur à partir de ce dispositif, on l'applique sur une face du solide à étudier et, sur l'autre face du solide, si elle est accessible, on y applique un dispositif identique en image de miroir, L'un des transducteurs est relié à un générateur haute fréquence, l'autre est relié à un récepteur qui incorpore un détecteur d'amplitude et de phase et l'on excite les moyens d'application du champ électrique par une tension périodique de basse fréquence. La tension délivrée par le transducteur récepteur est ainsi modulée en amplitude à une fréquence double de celle du champ électrique.La détection de la phase du signal fournit l'orientation de l'axe des contraintes présentes dans le solide en étude et la détection d'amplitude donne une valeur proportionnelle à l'intensité de ces contraintes. Ce polarimètre antérieur présente toutefois des sujétions pratiques importantes, tant en sa réalisation qu'en son exploitai tion Le ohoix du corps biréfringent est particulièrement limité puisqu'il doit répondre aussi à ltapplication d'un champ électri- que pour commander la rotation de son anisotropie, La valeur ne- cessaire pour la tension excitatrice de ce champ est importante, de l'ordre de 10 à 20 kilovolts, ce qui pose des problèmes pour la réalisation du dispositif, limitant la section droite admissible du corps biréfringent pour rester en cet ordre de valeurs de tenw sion, et imposant aussi des précautions pour son exploitation pour une protection parfaite de l'opérateur contre toute possibilité d'électrocution. La présente invention a pour but plus particulier de prévoir un polarimètre acoustique perfectionné surtout en ce qutil élimine l'ensemble des sujétions et inconvénients du polarimètre rappelé ci-dessus. Un tel polarimètre comporte de façon générale une sonde de mesure électroacoustique associée à un ensemble électronique qui comprend des moyens générateurs d'une tension d'excitation en haute fréquence de la sonde et des moyens récepteurs des signaux délivrés par la sonde. La sonde incorpore n premier lieu un transducteur qui, alimenté par ces moyens générateurs, émet des ondes acoustiques transversales, Ces ondes électroacoustiques traversent une lame biréfringente qui les met en forme avant leur application sur 11 échantillon à étudier. Après parcours en cet échantillon, elles tombent sur un montage transducteur récepteur ayant sa sortie reliée aux dits moyens récepteurs. Le principe de la polarimétrie acoustique exploité dans l'appareil préw dans I'invention est basé sures propriétés des on- des acoustiques transversales polarisées. Les orientation respectives des éléments polarisés existant dans la sonde doivent donc être spécifiquemens définis, par exemple comme suite La lame acoustique biréfringente, qui nta aucun besoin d'être en un matériau répondant à une excitation par champ électrique, est d'une longueur telle que la différence des trajets acoustiques de deux ondes transversales de même fréquence f se propageant o respectivement selon ses axes rapide et lent d'une face terminale à l'autre soit sensiblement égale à un nombre entier de demi-longueurs d'onde.Le transducteur émetteur est appliqué sur la face terminale "d'entrée" de la lame avec son axe de polarisation d'une orientation prédéterminée, de l'ordre de 450 vis à vis de l'axe rapide du biréfringent. Il reçoit une tension de haute fréquence, qui peut être choisie entre 1 et 5 mégahertz environ, de manière à émettre dans la lame des ondes transversales polarisées linéairement qu'elliptiseront leurs composantes en se propageant selon les axes rapide et lent de la lame. Selon une technique usuelle des dispositifs utilisant une ligne de propagation d'ondes acoustiques, l'excitation est pulsée pour éviter la formation d'ondes stationnaires dans la ligne que constitue la dite lame. L'échantillon étant appliqué sur la face de "sortie" de la lame, les ondes acoustiques parcourent l'échantillon, soit en un trajet simple soit en un trajet aller-retour, et tombent ainsi mo- difiées par l'anisotropie de ltéchantillons sur un montage transducteur récepteur qui doit délivrer des signaux correspondant à deux composantes acoustiques d'orientations distinctes, l'une parallèle à la direction de l'axe rapide de la lame, l'autre de même direction que ltaxe de polarisation du transducteur émetteur. Le premier signal sert à la détermination de la direction des axes principaux dlanisotropie de l'échantillon. Le second signal sert à la mesure du déphasage d'anisotropie de l'échantillon.Les deux mesures n'étant pas simultanées, ainsi quton le décrira dans le détail, le polarimètre peut faire l'économie d'une voie de mesure dans les moyens récepteurs des signaux délivrés par la sonde, soit qu'il comporte deux transducteurs récepteurs, un par orientation utile, que l'opérateur commute successivement sur l'entrée de ces moyens électroniques, soit qu'il ne comporte qu'un seul transducteur récepteur mécaniquement monté pour que llopérateur puisse lui assurer une rotation de la direction d'un des axes de polarisation susdéfinis à la direction de 11autre, Lorsque le trajet dans l'échantillon est un aller-retour, l'un des de..-.; ;transducteurs récep- teurs peut être confondu avec le transducteur émetteur, utilisé en alternance pour la fonction d'excitation et la fonction de ré réception. Le signal de haute fréquence issu du montage transducteur récepteur est traité en ces moyens électroniques de réception selon un processus, le même pour chacune des deux mesures, qui nécessite sa conversion en une tension continue directement affichable sur un indicateur de zéro. Afin d'améliorer la précision des mesures, on peut, avantageusement, assurer une modulation en fréquence de la tension d'excitation de haute fréquence du transducteur émetteur par une oscillation de basse fréquence. Cette basse fréquence peut par exemple et non limitativement être de l'ordre du vingtième de la fréquence des répétitions des trains d'ondes haute fréquence pulsés comme susdit. Ce processus peut se définir comme suit: La tension de haute fréquence appliquée sur le transducteur émetteur provient d1un générateur de fréquence ajustable équipé d'un fréquencemètre à lecture directe de l'affichage de valeur de la haute fréquence. En préréglage de la-fréquence d'émission est effectué en l'a absence de l'échantillon, alors que la partie réceptrice des dits moyens électroniques reçoit le signal représentant la composante orientée se@o@ @ l'axe de polarisation du transducteur émetteur. Pour ce préréglage, lorsque le montage de transducteurs récepteurs est du côté de la lame opposée à la face qui porte le transducteur émetteur, ce montage est amené au contact de la face opposée de la lame. I1 en est de même si ce montage ne comprend qu'un transducteur récepteur orientable. La valeur de la fréquence d'émission est ajustée à une valeur affichée f0 qui annule le signal électrique observé sur l'indicateur de zéro L'échantillon à étudier est alors mis en place, et le montage récepteur électronique est connecté à ou reçoit le signal du, montage transducteur récepteur provenant de la composante orientée à 450 de l'axe de polarisation du transducteur émetteur.La détermination de la direction de l'un des axes d'anisotropie principaux de 11 échantillon se fait alors en recherchant ltorientation de la sonde de mesure, soit donc l'orientation angulaire de l'ensemble lame/transducteurs, autour de l'axe de propagation, qui annule le signal électrique observé sur l'indicateur de zéro. Un repère correspondant à l'axe rapide de la lame est attaché à, par exemple gravé sur, le support de la lame permettant la rotation angulaire de la sonde, La position de ce repère donne alors la direction recherchée.La lame restant en cette position, ltentrée du montage récepteur électronique reçoit alors le signal issu du montage transducteur récepteur correspondant à la composante orientée selon l'axe de polarisation du transducteur émetteur. La fréquence du générateur de haute fréquence est re-modifiée jusqutà annuler le signal électrique affiché sur l'indicateur de zéro. Une valeur r est lue sur le fréquencemètre. La variation relative de fréquence, soit (f-f )/fv est proportionnelle au déphasage d'anisotropie de 1 échantillon. Pour ce processus, il est donc utile que la sonde puisse, d' une part,tourner autour de l'axe loneitudinal de la lame et d'autre part, lorsque le montage transducteur-récepteur est du côté de la lame opposé à celui du transducteur émetteur, avoir ce dit montage appuyé sur ou écarté de la face terminale de la lame opposée à celle qui porte, collé sur elle par exemple, le transducteur émetteur. Ln ce dernier cas, les deux parties mécaniques de la sonde sont liées par une liaison permettant un tel déplacement longitudinal; cette liaison peut être assurée par un étrier chevauchant 1'échantillon et ayant une partie coulissanta Pour pouvoir tours ner, ce même étrier peut être monté pivotable autour de l'axe longitudinal de la sonde qui lui est solidaire.L'amplitude de la rotation ainsi permise n'a pas besoin de dépasser 1200. Ce type de polarimètre sera dit, par la suite, polarimètre opérant en transmission. Pour éviter cette contrainte de support mécanique, il peut être préférable de recourir au type de polarimètre qui sera dit opérant en réflexion, et dans lequel le ou les transducteurs rée cepteurs sont fixés sur la même face terminale que le transductenr émetteur. Puisque lwun des transducteurs récepteurs a même orientation que le transducteur émetteur, ils peuvent être matériellement confondus. Le transducteur émetteur est alors exploité en récepteur entre 11 émission de deux trains d'ondes, selon une technique de commutation électronique émission-réception classique en soi dans les dispositifs exploitant les ondes acoustiques en émissions pulsées.La lame est directement appliquée sur l'échantillon et, p9ur lui permettre de tourner, elle peut etre avantageusement montée dans un cylindre libre de tourner concentriquement dans un deuxième cylindre qui constitue un support fixe. Les axes de ces cylindres sont confondus avec la direction de propagation acoustique dans la lame. L'amplitude de rotation n'a pas besoin de dépas ser 1200. Lorsque le polarimètre comporte un seul transducteur-récep teur orientable, ce dernier est monté dans un cylindre pouvant tourner dans le moyeu de l'étrier qui le supporte. Pour exposer 1'invention en son détail et expliciter clairement ltexploitation.des polarimètres qui en découlent, on se réw fère aux figures jointes, qui représentent: Fig.1, une vue schématisée en perspective cavalière de la sonde de mesure d'un polarimètre selon la présente invention et opérant en transmission, la sonde représentée ayant une paire de transducteurs récepteurs, Fig.2, une représentation vectorielle projetée sur le plan x,y des axes de polarisation des éléments de la sonde de la Fig.l, Fig.3, une vue schématisée en perspective cavalière d'un exemple de montage mécanique de la sonde de la Fig.l, Fig.4, en perspective cavalière, un exemple de montage mécanique de sonde de mesure opérant en réflexion pour un polarimètre selon la présente invention, Figo5, un schéma synoptique d'un polarimètre acoustique opérant en transmission et réalisé selon la présente invention, et, Fig.6, un schéma synoptique d'un polarimètre acoustique opérant en réflexion et réalisé selon la présente-invention. De ces figures et de leur description deviendront évidentes toutes les variantes d'exécution et d'exploitation des polarimètres entrant dans le cadre de 11invention. L'exemple de polarimètre acoustique opérant en transmission et réalisé selon l'invention est représenté sur les Figsel, 3 et 5. Sa sonde comporte une lame de déphasage acoustique 1 de forme allongée dans le sens de l'axe de propagation Oz des ondes acoustiques. Cette lame est en un matériau élastiquement anisotrope, et donc biréfringent, par exemple en quartz, en céramique ferroélectrique, en métal étiré, par exemple mais non limitativement. Ses axes orthogonaux Oxl, but respectivement rapide et lent, sont perpendiculaires à Oz. L'axe Oxl rapide de la lame 1 est pris pour direction origine des orientations des éléments. La longueur de la lame 1 est telle que la différence des trajets acoustiques entre deux ondes transversales de fréquence fO, polarisées suivant les axes principaux Oxl et OY1, est égale à un nombre entier de demilongueurs d'onde. Un transducteur 2 émettant des ondes transversa- les polarisées linéairement est fixé, par exemple collé,sur une face 3 de la lame qui sera dite face d'entrée.L'axe de polarisation Os2 de ce transducteur 2, donc également l'axe de polarisa- tion des ondes émises dans la lame 1, est orienté à environ 45c de l'axe rapide Oxl de la lame. La face de sortie 4 de cette der- nière est appliquée à l'échantillon 5 dont on désire étudier l'a- nisotropie élastique. L'axe rapide o # de cette anisotropie fait avec la direction de référende Oxl un angle @ à déterminer et son axe lent 09 est à * #. .Après la traversée de l'échantillon, la vibration tombe sur deux transducteurs récepteurs polarisés 6 et 7 dont les axes de polarisation sont respectivement orientés parallèlement à Ox1, axe rapide de la lame, pour 6 et parallèle- ment à Ox2, axe de polarisation de l'émission, p@ur 7. L'ensemble des orientations sus-définies est représenté en Fig.2 par leurs projections sur un plan perpendiculaire à la direction de propa- gation Oz, te transducteur émetteur 2 est alimenté par la tension du gé- nérateur 8, Fig.5, de haute fréquence f affichée en 9.Il émet dans la lame l une onde acoustique p polarisée suivant Ox2, qui peut être représentée par ltexpression algébrique: (1) p = P cos #t, avec # = 2#f * En traversant la lame, la composante Py de cette onde, partie lèle à l'axe lent Oy1 subit un retard de phase * par rapport à la composante Px parallèle à- l'axe rapide h . i l'origine des temps prie, les deux composantes sortant de la lame sont de la forme:: avec (3) # #t t est la différence des temps de parcours dans la lame des deux composantes. La longueur de la lame, et par suites t, est telle qu'à la fréquence f0, le déphasage correspondant # est égal à un nombre entier de demi-longueurs d'onde, par exemple un nombre pair 2n, donc:: (4) # = @o.#t = 2 n # La vibration traverse l'échantillon 5 dont la biréfringence est a'orientation v et de déphasage #. Par rapport aux axes o # et 09 liés à l'échantillon, ses composantes s'obtiennent par une ro- tation d'angle - et la composante parallèle à l'axe lent 0# de 1' échantillon subit un déphasage supplémentaire #. Toujours à l'origine des temps près, ces composantes sont, à la sortie de l'échan- tillon:: Ces composantes tombent sur le transducteur récepteur 6 pola- risé suivant l'axe Ox1. La tension E1 qu'il délivre est proporti- onnelle à la somme des projections des composantes de l'onde sur l'axe Ox1: (6) E1 = &alpha; (p# . cos# - p# . sin#). &alpha; désigne te coefficient de transformation de la pression acoustique en tension électrique par le transducteur. En posant E0 = &alpha;.P/(#2), puis en opérant les transformations trigonométriques courantes, on obtient pour E1 les expressions: (7) E1 = E0[cos2#.cos#t + sin#.cos#.cos(#t-#) + sin2#.cos(#t-#) - sin#.cos#.cos(#t-#-#)], (8) E1 = E0{cos(#t-#/2)-[cis#/2 + sin2#.sin#.sin#/2] sin(#t-#/2).[cos2#.sin#/2 + sin2#.sin#/2.cos@]}, qui représente donc la somme algébrique de deux tensions en quadrature de phase. Un commutateur 14 permet d'inverser les sorties des transducteurs 6 et 7 sur l'entrée d'un circuit 15 du montage électronique, partie réceptrice, Ce commutateur étant placé sur sa position reperée A, la tension E1 est appliquée sur le circuit 15 où elle est amplifiés, redressée et filtrée pour supprimer ses composantes haut te fréquence de pulsation#. Le circuit 15 délivre une tension U1 que l'on peut exprimer par la relation suivante, en laquelle U0 est le terme correspondant à l'entrée E0 de E1:: L'opérateur fait alors tourner dans l'un des sens indiqués sur la Fig.1, l'ensemble des éléments constituant la sonde de mesure par rappprt à l'échantillon demeurant fixe, jusqu'à amener la direction de l'axe de référence Oxl à proximité de celle de l'un des deux axes principaux d'anisotropie de l'échantillon. Près de l'axe rapide, Q est voisin de zéro et près de l'axe lent, ê est voisin de 90 .Dans l'un et l'autre cas, sin2# est très petit et ltexpression (9) peut alors s'écrire: (10) U1 = U0[1 + sin2#.sin#/2.(cos#/2.sin# + cos2#.sin#/2.cos#] Le réglage ainsi effectué peut se lire sur un indicateur de zéro faisant suite au circuit 1bE Mais la détermination serait peu précise et il est préférable d'exploiter complémentairement une méthode de zéro ayant recours à la modulation en fréquence de 1, oscillation de haute fréquence de pulsation S par une oscillation basse fréquence de pulsation#C'est ce qui est représenté sur les Figs.5 et 6.L'oscillation haute fréquence sortant du générateur 8 dont la fréquence est ajastable par exemple, comme indiqué, en agissant sur un condensateur d'accord 10 et lisible sur le fré quencemètre à lecture directe 9, passe par un modulateur 11 qui reçoit du générateur 12 11 oscillation basse fréquence. La tension modulée traverse un amplificateur-découpeur 13, d'où la génération des trains d'ondes pulsés appliqués sur le transducteur émetteur 2. Comme dit, la fréquence basse peut être choisie de l'or- dre du vingtième de la fréquence de découpage, ces deux valeurs n'étant pas critiques en soi et donc laissées à l'appréciation du réalisateur. illustrativement, la basse fréquence est de ltor- dre de quelques dizaines de hertz, par exemple encore de 50 à 60 Hz.Le facteur de modulation est petit, par exemple de l'ordre de 5.10-3. Dans ces conditions, la fréquence d'émission des ondes acoustiques dans la lame 1 est donnée par 1'expressions~ Le terme #0 figure le réglage manuel 10 de la fréquence f de la "porteuse" issue du générateur 8 et le terme #1.sin#t représente la modulation en fréquence effectuée en 11. En remplaçant dans la relation (3) la pulsation# par son ex pression selon la relation (11), le déphasage # dans la lame 1 est de la forme: - (12) # = #o.#t(1 +#0 +#1.sin#t), soit donc, en tenant compte de la relation (4):- (13) # = 2 n # (1 + #0 +#1.sin#t). La fréquence du générateur 8 ayant été ajustée par 10 à la valeur f0 , c'est à dire avec #0 = O, les termes sin#et cos 'rde la relation (10) s'écrivent:- (on pose #1 = 2 n ##1 ), cos # = cos(#1.sin#t) sin # = sin(#1.sin#t) (14) Ces relations, développes en série de Fonction de Bessel limitée à la première fréquence devienne- cos(#1.sin#t) = J0(#1) (15) sin(#1.sin#t) = 2 J1(#1).sin#t. En reportant ces valeurs dans la relation (10), on a: (16) U1 = U0{1 + sin2#.sin#/2[2cos.#/2.J(#1).sin#t + J0(#1).cos2#.sin#/2]}. Le signal U1 issu de 15 est alors multiplié en 16 par une tension en sin#t issue de 12. Toutes les composantes alternatives du produit sont filt@ées par un filtre passe-bas 17. En remarquant que 2sin@#t = 1 cos2#t, la tension contre V1 ainsi obtenue est: - (17) V1 = V0.J(#1).sin#.sin 2# , V0 provenant évidemment de U0. La tension V1 est observée sur l'indicateur de zéro 18 alimenté par elle alors que ltopérateur tourne la sonde de mesure relativement à l'échantillon. Qilelle que soit la valeur de # comprise entre 0 et #, elle stannule lorsque 29 = k.ir; c'est à dire pour # = 0 et Q = 1r/2* Dans le premier cas, la rotation amène le repère 19 lié à la sonde sur l'ase rapide de 11 échantillon et, dans le second cas, sur ltaxe lent.La discrimination entre ces deux positions sera assurée à l'opération suivante, simultanément à la détermination de ltangle de déphasage * entre les composantes de la vibration acoustique suivant les axes principaux d'anisotropie de l'échantillon. La détermination de l'angle 0 s'effectue selon l'invention à partir du signal issu du transducteur récepteur 7 orienté suivant Ox2, soit donc à 45 environ de la direction de référence, et avec le comutateur 14 en position B, Dans le premier cas, Q = O, la lame est orientée avec son axe rapide parallèle à l'axe rapide de l'échantillon. Les deux composantes de l'onde acoustique sortant de la lame 1 sont toujours données par la relation (2).En traversant l'échantillon, la composante parallèle à l'axe lent subit un déphasage supplémentaire A A l'origine -des temps près, les composantes de l'onde acoustique sortant de 1'échantillon sont: Ces composantes tombent sur le transducteur récepteur 7 orienté suivant la direction Ox2 bissectrice de leur angle. La tension E@ qu'il délivre est proportionnelle à la somme des projections de ces composantes sur &alpha;est le coefficient de transformation de la pression acoustique p en tension électrique par le transducteur. En posant oP=Io la formule (19) devient: Le circuit 15 amplifie la tension, la détecte et en élimine par filtrage les composantes haute fréquence.Le signal devient: @@@ (21) U2 = U0.cos. 2 En posant alors #0 = 2n ##0 et #1 = 2n ##1, (22) # = 2n # + 2n ##0 + 2n ##1.sin#t = #0 + #1.sin#t. Similairement pour l'angle (23) # = #0 (1 +#0 +#1.sin#t) = #0(1+#0) + #1.sin#t. Dans la somme # + #, le déphasage #1 dans l'échantillon étant très inférieur au déphasage #1 dans la lame peut etre négligé. L'expression (20) s'écrit: (24) U2 = U0.cos[#0/2 + #0.(1+#0)/2]+#1.(sin#t)/2 En utilisant le développement en série de fonction de Bessel de la relation (15), U2 devient:- après que (24) ait été transformée en: (25) U2 = U0 [cos( *o/2 + #0.(1+#0)/2).cos(#1.sin#t)/2 - sin(@0/2 + #0.(1+#0)/2 .sin (# (26) U2 = U0 [J0(#1/2).cos(#0/2 + #0(1+#0)/2) - 2J1(#1/2).sin(#0/2 + #0.(@+#0 B2 est multiplié en 16 par une tension en sin1t délivrée par 12.Les Gomposantes alternatives de ce produit sont éliminées dans le filtre passe-bas 17. En remarquant que 2sin2#t = l - cos 2#t, la tension continue V2 appliquée sur 18 est donc proportionnelle à::- (27) V = En agissant sur la commande manuelle de fréquence 10 de l'oscillateur 8, donc sur 60, cette tension, observée sur 18, s'annule pour (28) #0/2 + #0(1+#0)/2 = 0 , avec #0 = 2n ##0 f0 est la fréquence lue au préréglage du polarimètre annulant le signal en 18 en l'absence d'échantillon et f est la fréquence avec échantillon. @@ est une constante liée à la longueur, à la bi réfringence et à la fréquence de la lame 1 et son excitation0 A titre d'exemple non limitatif, la lame peut avoir une section droite carrée d'une quinzaine de millimètres de côté et une longueur selon Oz sensiblement égale à 50 mm::- n égale alors 3 à la fréquence f0 = 2MHz. n est un nombre entier de demi-longueurs d' ondes qui peut se définir par le produit de f par #t, tels que précédemment définis dans l'exposé. Dans le deuxième cas, Q = #/2, l'axe rapide de la lame a été orienté parallèlement à llEte lent de l'échantillon. Dans ce cas, c'est la composante pt qui subit le déphasage dans l'échantil- lon. Les composantes selon (18) deviennent: p t Oz P . cos ( t c+ 2 (30) p' t (P/2)005 (wt La on électrique délivrée par 7 est donc: (31) E2 = DO.cos(Wt 9 Z )cos + 2. 2 Relativement au premier cas, # est changé en -#. La relation (29) devient:- ff (32) t = 2n gr .1 +f = 2n ir f Si foc 90, les axes rapides de la lame 1 et de-ltichantillon sont parallèles. Si f > f@, ils sont croisés. Le polarimètre qui vient être décrit opère en transmission I1 nécessite donc l'accès aux deux faces de l'échantillon et une liaison mécanique entre les deux parties de la sonde. Pour éviter ces sujétions la réalisation du polarimètre acoustique peut être telle, Figs.4 et 6, que l'appareil fonctionne en réflexion. Lton- de acoustique émise par le transducteur 2 dans la lame 1, n fois demi-onde, traverse l'échantillon 5 et se réfléchit sur la face opposée pour revenir à travers la lame 1 sur le montage transducteur récepteur. Celui-ci ne comprend alors, avantageusement, qut un seul transducteur indépendant , le r81e du transducteur 7 étant tenu par le transducteur 2 @@@@@@ les intervalles d'émission pour la détermination du déphasage # d'anisotropie de l'4chan- tillon. Les orientations sont telles que décrites précédemment. Le commutateur 14 permet de brancher ltun ou l'autre des transducteurs sur les circuits récepteurs. L'utilisation du polarimètre opérant en réflexion est identique à celle dtm polarimètre opérant en transmission. Le commuta- teur 14 étant en position B, un préréglage de l'appareil est fait sans échantillon0 En agissant sur la commande 10, la haute fré- quence porteuse est ajustée à la valeur f0 lue en 9 qui annule le signal observé en 18. Le déphasage acoustique 9 dans le trajet aller-retour dans la lame 1 est égal à 2n t. L'échantillon 5 étant en place contre la face libre de la lame 1 et le commutateur 14, en position A, la détermination de la direction des axes principaux d'anisotropie de l'échantillon se fait en tournant la lame porte-transducteurs autour de l'axe de propagation Oz jusqu'à annuler le signal observé en 18. En effet, le trajet dans l'échantillon étant doublé par la réflexion, le déphasage # d'anisotropie de 11 échantillon figurant dans la relation (5) doit être remplacé par 2#. I1 en est de même dans l' expression (17) de la tension observée en la, qui devient: (33) V1 = V0.J1(#1).sin 2#.sin 2#. V1 s'annule pour # = 0 et pour # = #/2 . Pour # = 0, l'axe ra- pide de la lame 1 repéré par l9 est parallèle à l1axe rapide de l'échantillon et, pour # Q = 2 s il est parallèle à l'axe lent de l'échantillon. La discri@hination entre ces deux positions est faite simultanément à la mesure du déphasage # d'anisotropie de l'échantillon. Les expressions (18) à (32) restent valables en remplaçant # par 2# pour tenir compte du double trajet acoustiaue dans l'échan tii ion L'annulation du signal observé en 18 se fait en agissant sur la commande manuelle 10. Dans le cas où # Q = 0, la formule (28) s'écrit:- (34) #0/2 + #0(1+#0) = 0, avec #0 = @n # #0, et E0 f -f (35) Xo l+ò f n Ir o Dans le cas ou Q = , la formule (31) devient:: 2 f - f (36) 00 = n = n Tr f 0 o La lame 1 n'est plus que n fois demi-onde dans le polarimètre opérant en réflexion, La sensibilité du pokarimètre peut être augmentée, si désiré, en prévoyant que la lame I soit d'une longueur égale à un nombre impair de demi-longueurs d'onde dans le trajet aller, pour la réalisation opérant en transmission, dans le trajet aller-retour, pour le polarimètre opérant en réflexion.Dans ce cas, lorsque a somme # + # est comprise entre # - #1 et # + #1, la valeur moyenne de la tension U@ résultant du redressement de la tension haute fréquence dans le circuit 15 tendant vers zéro devient faible de- vant la tension modulée en(#1/2).sin#t qui se trouve elle-même redressée.Dans la relation (26), le terme en sinnt de la tension U2 doit donc être pris en valeur absol@ue. I1 en résulte qu'en multipliant dans le circuit 16 ce terme par sin#t, le ter- me (#1/2).|sin#t|.sin#t devient nul dans le polarimètre opérant en transmission, pour:- - (37) (#0+#0) (1+#0) = (2k+1)# avec # = 2k+1, et, (38) @0 = -(2k+1) ##0/(1+#0) = (2k+1) #. (f0-f)/f. Dans le polarimètre opérant en réflexion, on remplace # par 2#0, et on a: (39) (#0 + 2#0) (1+#0) = (2k+1) # , d'où (40) #0 = - (2k+1) #.#0/2(1+#0) = (2k+1) #. (f0-f)/2f La plus grande sensibilité de cette méthode de zéro vient du fait que le signal U2 a une valeur maximum quand # + # approche de la zône comprise entre @-#1 et #+#1 et change de signe en stannulant en traversant cette cône. R E V E N D I C A T I O N S 1. - Polarimètre acoustique comprenant, associée à des moyens générateurs d'une tension de haute fréquence et à des moyens récepteurs de signaux de cette haute fréquence, une sonde de mesure lectroacoustique comportant une lame anisotrope allongée d'axes rapide et lent orthogonaux entre eux et par rapport à l'axe géomé- trique longitudinal, ayant sur sa face terminale opposée à celle destinée à être appliquée sur ltéchantillon à étudier un transducteur d'ondes acoustiques transversales d'axe de polarisation ori entez à 45 environ de l'axe rapide de la lame et excitable par la dite tension, et comportant des moyens de trasduction, connectés aux dits moyens de réception de signaux, pour recevoir les ondes acoustiques après leur parcours dans la lame et l'échantillon, caractérisé en ce que la sonde de mesure est montée de position angulaire ajustable et repérable autour de cet axe géométrique, que les moyens générateurs de la tension de haute fréquence sont ajustables en fréquence et associés à des moyens d'affichage de cette fréquence et que ces moyens de transduction délivrent des signaux correspondants respectivement aux composantes des ondes acoustiques qu'ils reçoivent orientées selon le dit axe rapide et selon le dit axe de polarisation, ce par quoi, après annulation par la rotation de la sonde de mesure de la tension issue des moyens de transduction susdits, engendrée à partir de la composante acoustique orientée selon le dit axe rapide, fournissant ainsi une mesure de l'orientation de l'axe d'anisotropie de l'échantillon, un ajustement de la haute fréquence annulant la tension provenant de la composante acoustique orientée selon ledit axe de polarisation fournit une mesure du déphasage d'anisotropie de l'échantillon, 2. - Polarimètre acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour bien définir ces annulations de tension, la dito haute fréquence est modulée en basse fréquence pour son application sur le transducteur émetteur de la sonde et qu'après dé- tection et filtrage de la haute fréquence, les tensions issues des dits moyens de transduction récepteurs sont chacune traitées dans un circuit comportant, en cascade, un multiplieur de la tension par une tension de cette basse fréquence, un filtre du prow duit de cette multiplication nten conservant que la composante continue et un indicateur de zéro alimenté par cette composante, 3* - Polarimètre acoustique selon la revendication 2, carac tris en ce que la tension de haute fréquence modulée en basse fréquence est pulse et la fréquence de récurrence des trains d' onde pulsés est d'environ vingt fois la dite basse fréquence de modulation. 4. - Pelarimètre acoustique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur de la lame de la sonde de mesure est égale à un nombre entier de demi-longueurs 'onde lorsqu'excitée en haute fréquence à une valeur de fréquen ce annulant, en l'absence d'échantillon, la tension dérivée par les moyens de transduction récepteurs de la composante acoustique orientée solen le dit axe de polarisation. 5. - Polarimètre acoustique selon la revendication 1 ou la re vendication 2, caractérisé en ce que la sonde de mesure est montée dans un support permettant sa rotation, d'un angle de l'ordre de 120* tout au moins, autour de son axe géométrique et comportant une surface cylindrique portant un repère de sa position angulaire. 6. - Polarimètre acoustique selon la revendication 5, carac térisé en ce que les dits moyens de transduction récepteurs com- prennent une paire de transducteurs d'axes de polarisation res pectivement orientés selon le dit axe rapide et ledit axe de polarisation du transducteur émetteur. 7. - Polarimètre acoustique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les transducteurs de cette paire sont mécanique ment maintenus en regard de la face terminale de la lame en un support qui, outre sa rotation simultanée à celle du support de la lame, est longitudinalement déplaceable peur acco@oder l'échantillon et jusqu'à pouvoir être appliquée sur cette face terminale0 8. - Pelarimètre acoustique selon la revendication 6. oarac tris en ce que les transducteurs de cette paire sont solidaires de la même face terminale de la lame que le@transducteur émetteur. 9. - Polarimètre acoustique selon la revendication @, carac térisé en ce que l'un des transducteurs récepteurs est confondu avec le transmetteur émetteur de trains d'onde pulsés. 10. - Polarimètre acoustique selon la revendication 7, ou la revendication 8, ou la revendication 9, caractérisé en ce qu'un commutateur permet la connexion sélective de l'un et l'autre des transducteurs récepteurs à à l'entrée d'une voie unique de traitement de leurs signaux, 11. - Polarimètre acoustique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les dits moyens de transduction récepteurs comprennent un transducteur récepteur monté en un support permettant son orientation d'axe de polarisation en l'une ou l'autre des deux positions parallèle audit axe rapide~ et parallèle audit axe de polarisation du transducteur émetteur. 12. - Polarimètre acoustique selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le matériau de la lame anisotrope est choisi dans le groupe formé par les quartz, les céramiques ferro-électriques et les métaux étirés. 13. - Polarimètre acoustique selon la revendication 4, caractérisé en ce queAce nombre entier de demi-longueurs d'onde est impair.