La première théorie du couplage d’une onde lumineuse avec une onde hypersonique a été faite par Léon Brillouin en 1914 et présentée dans les Comptes Rendus à l’Académie des Sciences [34]. Mobilisé pour la première Guerre Mondiale, Léon Brillouin ne publie cependant sa théorie qu’en 1921. Sa théorie prévoit qu’un liquide traversé par une onde hypersonique provoque des variations périodiques de contraintes qui créent, par effet photo élastique, des modifications de l’indice de réfraction, se comportant alors comme un réseau de diffraction pour la lumière [35]. A cette époque, les ondes hypersoniques étaient produites par des phénomènes d’agitation thermique, Léon Brillouin prévoit que sa théorie s’applique également
aux ondes acoustiques entretenues, les ultrasons, engendrés par un transducteur piézoélectrique.
En 1930, le physicien Gross met expérimentalement en évidence le phénomène de diffusion de la lumière par les hyper sons [36] et, en 1932, Lucas et Biquard en France [37], et Debye et Sears aux Etats-Unis [38], font les premières expériences de diffraction de la lumière par des ultrasons.
La diffraction du premier ordre, avec un angle d’incidence non nul, comme l’a prédit Brillouin, a été observée par Roytow en 1935. En 1936, Raman et Nath développent le modèle d’interaction acousto-optique pour plusieurs ordres [39]. Il faudra attendre 1956 pour que Phariseau réalise cette expérience [40].
Ces résultats ont entraîné, dans les années qui suivirent, toute une série d’études à la fois théoriques et expérimentales. En effet, ce type d’interaction acousto-optique, appelé alors diffusion Brillouin, s’est rapidement avéré être un puissant moyen d’investigation spectroscopique des vibrations thermiques dans les solides et les liquides.
Depuis les années 1970, le développement des lasers associé à celui des céramiques piézoélectriques, qui permettent de générer facilement des ondes acoustiques dont les fréquences coïncident avec celles du spectre radiofréquence et hyperfréquence, a fait apparaître de nombreux dispositifs qui sont basés sur l’effet acousto-optique. Ces composants optoélectroniques permettent de moduler la lumière aussi bien en amplitude qu’en phase, de défléchir un faisceau lumineux, ou encore de décaler la fréquence optique d’un laser d’une valeur parfaitement déterminée par celle de l’onde acoustique.
( source : hal.archives-ouvertes )
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