Dissertations / Theses on the topic 'Forces optiques'
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Moine, Olivier. "Modélisation de forces optiques." Aix-Marseille 3, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX30055.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la modélisation théorique des forces optiques, c'est à dire sur la quantité de mouvement transmise à la matière par la lumière lors de l'interaction lumière-matière. La matière est supposée homogène. La première partie est consacrée aux deux principales approximations faites par le passé pour le calcul des forces optiques : l'approximation dipolaire et l'approximation géométrique, et les compare au calcul exact, que nous avons développé. Cette formulation totalement inédite nous permet de traiter un grand nombre de faisceaux incidents. La seconde partie traite des forces induites, c'est à dire des forces apparaissant dans le cas de multi-diffusions. Notre calcul exact nous permet ainsi d'évaluer les forces de binding entre les objets. La troisième partie propose de traiter les sphères enrobées, ouvrant ainsi la voie au traitement d'objet biologiques tels les cellules. Enfin, la dernière partie est consacrée à l'étude de pincettes optiques ; le faisceau incident y est reconstruit grâce a l'approximation de DavisThis work deals with theoretical modeling of optical forces on micro-meter scale objects using exact electromagnetic calculations. In the first part, we derive and review the two approximate techniques commonly used to calculate optic in the two extreme size domains : the Rayleigh approximation for dealing with particles considerably smaller than the wavelength, [lambda] , of the trapping radiation, and the geometric optics approximation which applies to particles much larger than [lambda]. We then illustrate the limits of these approximate techniques via a comparison with the exact calculations that we have developed. In the second part, we consider optical traps containing multiple particles. For such studies we couple our exact calculation technique with exact solutions of the multi-scattering equations in order to evaluate the optically induced forces that appear between particles in multiparticle traps. Most of our applications to date concern homogeneous spherical trapped particles, and a the third part studies the extension to more general particles like coated spheres which can be used to model biological organites like cells. The last part concerns the applications of theoretical modeling to the rapidly developing field of optical tweezers for mico-meter scale manipulation
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Nouho, Ali Ali. "Confinement électromagnétique sub-longueur d'onde et couplage entre nano-structures photoniques : Calcul de forces et de moments optiques." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCD057.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse constitue une contribution à la modélisation numérique de nouveaux dispositifs optiques à base des nano-structures de la photonique tel que les cristaux photoniques, les nano-antennes plasmoniques ou les métamatériaux à transmission exaltée. L’objectif est d’exploiter les propriétés de confinement de la lumière dans ces structures pour exalter davantage ce confinement ou les utiliser comme source de piégeage afin de manipuler des nano-particules métallo-diélectriques résonantes ou non-résonantes. La première partie est consacrée à la modélisation du champ électrostatique local généré par l’application d’une tension continue aux bornes de deux électrodes, sur un diélectrique nano-structuré jouant le rôle de matériau actif dans des modulateurs électro-optiques. L’idée est d’exalter les champs électrostatique et optique locaux dans le matériau pour induire une modification plus conséquente de son indice local, conduisant ainsi à une amplification des effets non-linéaires dans ce dernier. Nous avons notamment montré qu’en optimisant la forme géométrique des électrodes et des paramètres géométriques de la structure, le champ électrostatique local peut être exalté davantage dans le matériau d’un facteur 6.La deuxième partie concerne la modélisation des forces et moments optiques agissant dans des nano-structures par la méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD). Après avoir présenté le principe de calcul des forces et moments optiques, une application a été considérée pour étudier le mouvement de translation et de rotation d’un disque diélectrique placé à la sortie d’une lame quart d’onde à base de métamatériau formé d’ouvertures coaxiales à section elliptique gravées dans un film métallique opaque. D’autre part, nous avons montré qu’une pince optique à base d’une nano-antenne Diabolo peut être utilisée pour trier et arranger des nano-particules diélectriques en fonction de leur dimension en maniant la longueur d’onde du faisceau incident. La troisième et dernière partie est dédiée à l’étude de piégeage de nano-particules métallo-diélectriques et au couplage entre différents nano-résonateurs en fonction de la distance qui les sépare et en fonction de leurs natures. Une étude approfondie et détaillée est présentée pour analyser et comprendre les comportements de ces nano-résonateurs à l’échelle sub-longueur d’onde. Une application a été traitée portant sur le piégeage de nano-particules diélectriques par une nano-pince optique à base d’un cristal photonique couplé à une nano-antenne BowtieThis thesis work is a contribution to the numerical modeling of new optical devices based on photonic nano-structures such as photonic crystals, plasmonic nano-antennas or enhanced-transmission metamaterials. The objective is to enhance the light confinement in these structures to further use it as a source of trapping to manipulate resonant or non-resonant metallo-dielectric particles.The first part is devoted to the modeling of the local electrostatic field generated by the application of a DC voltage across two electrodes, on a nano-structured dielectric acting as an active material in electro-optical modulators. The idea is to enhance the local electrostatic and optical fields in the material to induce a more substantial modification of its local index, thus leading to an amplification of its nonlinear effects. In particular, we have shown that by optimizing the geometrical shape of the electrodes, the local electrostatic field can be further exalted inside the material leading to exacerbate the electro-optical effect by a factor 6.The second part concerns the modeling of optical forces and moments acting in nanostructures by the Finite Difference Time Domain Method (FDTD). After presenting the principle of modeling of the optical forces and torques, a specific application is considered to study the translational and rotational motions of a dielectric disk placed at the output side of a quarter-wave plate made of metamaterial formed of coaxial apertures with elliptical section engraved in an opaque metal film. On the other hand, we show how an optical tweezer based on Diabolo nano-antennas can be used to sort and arrange dielectric nanoparticles according to their size by tuning the wavelength of the incident beam.The third and last part is dedicated to the study of optical trapping of metallo-dielectric nano-particles and the coupling between different optical nano-resonators according to the distance separating them and according to their natures. A detailed study is presented to analyze and understand the properties (scattering, absorption, extinction,) of these nano-resonators at the sub-wavelength scale. An application has been processed on the trapping of dielectric nano-particles by an optical nano-tweezers based on a photonic crystal coupled to a Bowtie nano-antenna
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Desmarchelier, Rudy. "Analyses des forces photo-induites par le laser femtoseconde dans les verres à base de silice." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01064070.
Full textAbstract:
Au delà du simple dépôt d'énergie obtenu par des lasers à impulsions longues, le laser femtoseconde conduit à la création de forces agissant sur la matière qui impriment une nanostructuration en volume dans la silice classée dans les dommages de type II. Si on s'avérait capable de maîtriser ces forces, on pourrait alors dépasser les applications actuelles des lasers et ouvrir de nouvelles possibilités en sciences des matériaux. Une partie de cette thèse vise à caractériser et à comprendre les transformations induites par le laser.Dans un premier temps, cette thèse contribue à l'amélioration de nos connaissances concernant la sensibilité de l'interaction à la direction d'écriture et de la polarisation. A travers l'étude des propriétés optiques de la biréfringence linéaire et de l'analyse fine des observations des traces d'interaction, on a pu mettre en évidence son origine dans l'asymétrie spatiale du faisceau et conforter le modèle de la biréfringence de forme à l'origine d'une forte biréfringence. L'ensemble des études a permis la détermination des mécanismes physiques mis en jeu lors de l'irradiation laser en volume.La seconde découverte, également à la base de cette thèse, est la présence d'une chiralité photo-induite. Dans ce sens, nous avons étudié les propriétés circulaires mais la caractérisation de celles-ci soulève des problèmes techniques : les mesures sont faussées en raison de la présence simultanée de fortes propriétés linéaires et de faibles propriétés circulaires. Néanmoins, l'interprétation des mesures mettent en évidence la présence d'une circularité sans pour autant la quantifié.
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Studer, Michel Studer Michel. "Etude des forces pontantes dans un matériau composite à l'aide de réseaux de Bragg dans des fibres optiques /." [S.l.] : [s.n.], 2001. http://library.epfl.ch/theses/?nr=2451.
Full text
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Lecarme, Olivier. "Propriétés optiques de colloïdes assemblés : plasmonique et confinement diélectrique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00673254.
Full textAbstract:
Les solutions colloïdales constituées de nanoparticules en solution sont une famille d'objets aux propriétés optiques uniques. Leur utilisation comme élément de base à la fabrication de composants optiques sublongueur d'onde pourrait permettre la naissance de nouvelles applications en particulier dans le domaine de l'optique intégrée et de la détection biologique. La manipulation de ces particules reste toutefois un défi en raison de leur taille et de leur dispersion aléatoire dans un milieu liquide. Dans ce contexte, nous avons réalisé des nouveaux composants optiques grâce au développement de techniques de fabrication basées sur la méthode d'assemblage capillaire assisté par convection. Deux types de structures ont été réalisés puis évalués en terme de comporte- ment optique : les dimères métalliques d'Au et les microsphères diélectriques de polystyrène assemblées en chaînes ou en réseaux. Pour les dimères, une étude fondamentale a été effectuée sur les phénomènes plasmoniques régissant les propriétés optiques de ces objets. Leur potentiel en tant que détecteur ultrasensible SERS et nanoantenne à boîtes quantiques a ensuite été approfondi. Pour les microsphères, une étude sur la propagation et la diffusion des modes de galerie présents dans ces objets a tout d'abord été réalisée dans le but d'en faire des candidats pour la détection ultrasensible. Les propriétés de guidage de la lumière dans des assemblages en chaîne ont ensuite été traitées. Afin de compléter ce travail un dernier composant optique a été développé en complément des guides et capteurs colloïdaux déjà réalisés. Il s'agit d'une nouvelle génération d'émetteurs localisés conçus pour un usage large et versatile et qu'il est possible de définir comme microsource de lumière blanche.
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Bercy, Mathilde. "Les structures secondaires dans l'ARN : une étude par mesure de forces sur molécules uniques." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066718/document.
Full textAbstract:
L'ARN s'est longtemps vu attribuer un simple role de transmission entre l'ADN, garant de l'information genetique, et les proteines, assurant les fonctions et donc la survie cellulaire. Ce n'est qu'avec les decouvertes des ARNs de transfert dans les annees 70, puis des ribozymes dans les annees 80, qu'il a ete realise que l'ARN pouvait assurer ces deux roles : l'information genetique est stockee dans sa sequence lineaire, et l'adoption de structures tridimensionnelles complexes rend possible une activite catalytique. Depuis, de nouvelles fonctions de l'ARN n'ont cesse d'etre decouvertes, a tous les niveaux de regulation de l'expression genique entre autres. La majorite de ces fonctions repose sur la structuration tridimensionnelle d'ARNs simple brin.Dans ce travail, differents aspects de la structuration de l'ARN sont abordes, toujours en utilisant la technique de mesure de forces sur molecules uniques par piegeage optique. Dans un premier temps, une etude comparative d'une structure secondaire modele, le hairpin dans ses formes ARN et ADN, a ete realisee. La question de l'interaction d'une structure secondaire avec une proteine helicase (DbpA) a ensuite ete abordee. Enfin, dans le cadre plus general d'une etude sur l'assemblage du ribosome, nous avons debute le developpement d'une nouvelle methode d'analyse des structures secondaires. Cette methode repose sur le suretirement d'un hybride ARN ribosomique / ADNTraditionally, RNA has been considered as a mere intermediate between DNA, keeper of the genetic information, and proteins, which assume cells self-sustenance. With the discoveries of the transfert RNA in the 70s, and of the ribozymes in the 80s, RNA took on both roles: it can store information in its linear sequence, and tridimensional structuration enables catalytic functions. Since then, numerous roles devoted to RNA have been discovered, particularly for gene expression regulation. Most of these functions rely on tridimensional structuration of single stranded RNA. In this work, we used an optical tweezers setup to study several aspects of RNA structuration by single molecule force measurement. In a first part, we compared the dynamic behaviour of a model secondary structure made of either RNA or DNA, the hairpin. Then we considered the interaction of a secondary structure with a protein, the RNA helicase DbpA. Finally, within a wider study of ribosome assembly, we worked on the development of a new method to study tridimensional structuration. This method relies on the overstretching of a hybrid ribosomal RNA / DNA molecule
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Medeiros, Luiz Henrique Alves de. "Méthodes de calcul de forces électromagnétiques : application au calcul des distributions de forces sur les aimants permanents." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0095.
Full textAbstract:
Plusieurs travaux ont déjà été réalisés sur les distributions de forces d'origine magnétique sur les matériaux ferromagnétiques. Les résultats présentés pour la répartition des forces sur les aimants permanents diffèrent considérablement selon la méthode utilisée. Le but de cette étude est de se focaliser sur la distribution de forces d'origine magnétique sur les aimants permanents. Une étude approfondie sur la signification de l'énergie magnétostatique est réalisée, ce qui permet de choisir correctement l'expression de l'énergie dans l'aimant. Une méthode fondée sur le principe physique des travaux virtuels est proposée pour le calcul des distributions de forces. Cette méthode est appliquée à plusieurs exemples et comparée avec celles qui sont proposées dans la littérature. Les résultats obtenus permettent de valider la démarche proposée. Les forces obtenues peuvent être appliquées au couplage magnéto-mécanique
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Castin, Yvan. "Les limites du refroidissement laser dans les mélasses optiques à une dimension." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011882.
Full textAbstract:
Les techniques de refroidissement d'atomes par laser dans les mélasses optiques conduisent à des "températures" minimales de quelques microkelvins. Dans ce régime ultra-froid, le mouvement des atomes n'est plus descriptible en termes d'une force de friction visqueuse et d'une diffusion en impulsion. Pour obtenir les limites du refroidissement, nous avons donc développé de nouvelles approches, dont la plus fructueuse traite quantiquement le mouvement atomique dans le potentiel créé par la lumière. Les mélasses sont étudiées pour les deux configurations laser modèles à une dimension, σ+ — σ- et Ox — Oy. Les atomes ont alors une impulsion quadratique moyenne minimale d'environ 6\hbar k, où \hbar k est la quantité de mouvement d'un photon laser.
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Debbichi, Lamjed. "Etude ab-initio des propriétés électroniques, optiques et du transport électronique dans les nanotubes de carbone." Strasbourg, 2010. http://www.theses.fr/2010STRA6231.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif la compréhension des effets des impuretés sur les propriétés électroniques et de transport électronique des nanotubes de carbones monoparois. Dans la première partie nous avons étudié l'effet du dopage substitutionnel par des atomes de bore, d’azote ou de silicium sur la structure électronique des nanotubes de carbone pour différents diamètres, dans le but de déterminer la dépendance de la réactivité chimique en fonction de la courbure des nanotubes. Puis nous avons étudié la distribution des impuretés en fonction de la chiralité des nanotubes, et le comportement des spectres optiques en fonction du diamètre et de la chiralité des nanotubes en présence d’impuretés. Dans la deuxième partie, nous avons utilisé le formalisme de la fonction de Green hors-équilibre pour mieux comprendre les propriétés de transport électronique des nanotubes de carbone. Il s’agit de calculer la conductance électrique d’un nanotube dans lequel est insérée, ou sur lequel est adsorbée, une molécule organique. Pour déterminer l’adsorption de la molécule sur la surface du nanotube, nous avons calculé l’énergie totale en tenant compte des forces de dispersion de van der Waals. Nous avons également étudié l’effet des liaisons chimiques polarisées en spins à l’interface des jonctions Fe(100)- nanotube par contact direct sur les propriétés de conduction des nanotubes zigzag et armchair de différentes taillesThe objective of this work is to understand the effects of impurities on the electronic and transport properties of single wall carbon nanotubes. In the first part, we studied the effect of substitutional doping by boron, nitrogen or silicon atoms on the electronic structure of carbon nanotubes for different diameters in order to determine the chemical reactivity as a function of the nanotube curvature. We then studied the impurity distribution as a function of the nanotube chirality and the behavior of the optical spectra as a function of the diameter and the chirality of the nanotubes and as a function of the impurity distribution. In a second part, we used the nonequilibrium Green’s function to understand the electronic transport of carbon nanotubes. This is to calculate the electric conductance of a single nanotube in which an organic molecule is either inserted or adsorbed on its surface. To determine the adsorption of the molecule we calculated the total energy, taking into account the dispersive forces of van der Waals. We also studied the effect of spin polarized chemical bonding at the interface of the Fe(001)-nanotube direct junctions on the electronic transport of zigzag and armchair nanotubes of different sizes
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Rodriguez-Otazo, Mariela. "Réalisation de pinces optiques pour la manipulation de nano et micro objets individuels d'intérêt chimique ou biologique." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112099.
Full textAbstract:
Nous avons construit une expérience de pinces optiques basée sur l'utilisation d'un microscope optique inversé. Deux classes de micro objets ont été étudiées : 1 - Des particules colloïdales sphériques ou approximativement sphériques, soit homogènes tels des colloïdes de silice pure élabores par méthode sol-gel ou des billes commerciales de latex, soit inhomogènes tels des particules composites constituées d'un coeur métallique d'or entouré d'une coquille de silice. 2 - Des micro-monocristaux d'une molécule organique fluorescente présentant une forme non sphérique, parallélépipédique. Notre étude a démontré un piégeage efficace même sur les plus petites particules contenant un noyau d'or. Pour les nanoparticules hybrides d'or-silice, la constante élastique du piège optique expérimentalement mesurée est plus forte que pour les nanoparticules de silice avec un diamètre semblable. Ce résultat est en accord avec un modèle simple fondé sur l'accroissement de la polarisabilité de la particule dû à la présence du noyau d'or. L'influence de la polarisation de la lumière a été étudiée et nous avons discuté le choix du détecteur de position. Les microcristaux organiques s'orientent de sorte que leur axe long soit dans la direction axiale du faisceau de piégeage, l'axe court suit la direction de la polarisation linéaire du faisceau. En polarisation circulaire ou elliptique, les cristaux se mettent spontanément en rotation avec des vitesses de rotation tout à fait élevées, jusqu'à 500 tours par seconde. C'est la première fois qu'un tel résultat est reporté pour des particules de la taille de nos cristaux. Un autre résultat surprenant est que lorsque la puissance incidente augmente, la vitesse de rotation augmente aussi comme attendu mais après passage par un maximum, alors que la puissance continue de croître, la vitesse de rotation diminue jusqu'à arrêt complet de la rotation, et cette évolution n'est pas réversible ! La thèse présentée est une thèse réalisée dans un cadre de cotutelle entre l'Université Paris 11 et l'Institut Supérieur des Sciences et Techniques Avancées - Université de La Havane à CubaWe built an experiment of optical tweezers based on the use of an inverted optical microscope. Two classes of micro objects were studied : 1 - spherical or roughly spherical colloidal particles, either homogeneous such as colloids of pure silica elaborated through a sol-gel method or commercial latex balls, or inhomogeneous such as composite particles made up of a metal gold core embedded in a silica shell. 2 - micro-single crystals of a fluorescent organic molecule presenting a nonspherical, parallelepipedic form. Our study showed an effective trapping even on the smallest particles containing a gold core. For the hybrid gold-silica nanoparticles, the elastic constant of the optical trap measured in experiments is stronger than for the silica nanoparticles with a similar diameter. This result is in agreement with a simple model based on the increase in polarizability of the particle due to the presence of the gold core. The influence of the polarization of the light was studied and we discussed the choice of the detector of position. The organic microcrystals are directed so that their long axis is in the axial direction of the trapping beam; the short axis follows the direction of the linear polarization of the beam. In circular or elliptic polarization, the crystals are put spontaneously in rotation with high speed up to 500 turns per second. It is the ¯rst time that such a result is deferred for particles of the size of our crystals. Another surprising result is that when the incident power increases, the rotation speed also increases as expected but after the passage by a maximum, whereas the power continues growing, the rotation speed decreases until complete stop of rotation, and this evolution is not reversible ! The thesis presented is a thesis carried out within a framework of cotutelle between the University Paris 11 and the Higher Institute of Science and Advanced Technologies - Havana University in Cuba
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Lounis, Brahim. "Atomes refroidis par laser : de la mélasse au cristal optique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011889.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est l'étude de deux applications des atomes refroidis par laser. La première porte sur la production d'atomes refroidis à quelques microKelvins en microgravité. Un allongement considérable du temps de séjour des atomes dans un volume réduit a été ainsi démontré. La deuxième, plus fondamentale, met à profit les méthodes de l'optique non-linéaire pour étudier les mécanismes de refroidissement eux-mêmes. Les signaux de spectroscopies Raman et Rayleigh stimulées donnent accès à une mesure directe de la force subie par un atome dans une mélasse en "tire-bouchon"à une dimension. Ils permettent aussi, dans le cas des mélasses "Sisyphe"(à une, deux ou trois dimensions), la mise en évidence de la localisation des atomes au fond des puits du potentiel créé par la lumière. Ces derniers étant situés sur un réseau bien ordonné, l'image du milieu visqueux créé par les photons laser cède la place à l'image d'un cristal optique induit par la lumière.
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Courtois, Jean-Yves. "Spectroscopie Raman et Rayleigh stimulie d'atomes refroidis par laser : dynamique des mélasses optiques unidimensionnelles." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011887.
Full textAbstract:
La spectroscopie Raman et Rayleigh stimulée des atomes refroidis par laser donne accès à de nombreuses propriétés des mélasses optiques. Nous interprétons les spectres de transmission et de conjugaison de phase observés dans les deux configurations lasers à une dimension lin+lin et σ+-σ-. Dans le premier cas, les résonances Raman stimulées montrent la localisation et la quantification du mouvement atomique dans le potentiel créé par la lumière. Les résonances Rayleigh stimulées donnent des informations sur les propriétés dynamiques de la mélasse et prouvent l'ordre spatial anti-ferromagnétique des atomes. Dans le second cas, les structures Raman montrent l'existence de différences de populations et de déplacements lumineux dans l'état fondamental. La résonance Rayleigh donne un accès expérimental direct au coefficient de friction de la force de refroidissement.
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Vexiau, Romain. "Dynamique et contrôle optique des molécules froides." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783399.
Full textAbstract:
Le travail théorique présenté dans cette thèse concerne la formation de molécules ultra-froides bialcalines et le contrôle de leurs degrés de liberté externes et internes. Cette étude est motivée par les nombreuses expériences en cours visant à l'obtention d'un gaz quantique dégénéré de molécules dans leur état fondamental absolu. Le schéma de formation étudié repose sur le processus de transfert adiabatique stimulé (STIRAP) réalisé en présence d'un potentiel optique de piégeage (réseau optique) des atomes et des molécules.Nous avons déterminé les paramètres du réseau optique (intensité et fréquence du champ laser) qui permettent de piéger efficacement des dimères d'alcalins en évaluant la polarisabilité dynamique acquise par les molécules soumises à un champ externe. Ces calculs reposent en particulier sur la connaissance détaillée de la structure électronique des molécules. Nous avons identifié des plages de longueur d'ondes dites " magiques " où la polarisabilité est la même pour chaque niveau peuplé au cours du transfert adiabatique, permettant ainsi un transfert optimal. Ce formalisme nous a également permis d'obtenir les coefficients Van der Waals de l'interaction à longue portée nécessaires pour étudier les taux de collisions entre molécules.Nous avons réalisé une étude plus détaillée de la molécule RbCs. En étudiant précisément la probabilité de transition de la molécule vers un niveau excité, nous avons proposé un schéma STIRAP pour transférer des molécules de RbCs, initialement dans un niveau vibrationnel excité, vers leur état rovibrationnel fondamental.Ces travaux ont montré l'importance de la connaissance précise de la structure hyperfine de l'état électronique moléculaire excité pour réaliser un gaz dégénéré de molécules dans un état quantique bien défini. Un modèle asymptotique nous a permis d'obtenir une première estimation de la structure hyperfine des courbes d'énergies potentielles des premiers états moléculaires excités des molécules Cs2 et RbCs.
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Horache, El-Houssine. "Corrélation optique multiplexe basée sur la modulation spatiale de cohérence d'une source à spectre large : application à la reconnaissance des formes." Marne-la-Vallée, 2001. http://www.theses.fr/2001MARN0107.
Full text
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Bambardekar, Kapil. "Applying optical tweezers in vivo : A biophysical study of mechanical forces in Drosophila Melanogaster at the onset of gastrulation." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4003/document.
Full textAbstract:
Nous avons développé un dispositif combinant pinces optiques et imagerie par feuillet de lumière. Nous montrons que les interfaces cellulaires de l'épithélium précoce de l'embryon de Drosophile peuvent être piégées et manipulées directement avec des pinces optiques. La manipulation optique est réalisée à la fin de la cellularisation, processus par lequel des membranes cellulaires séparent les noyaux pour donner naissance à un épithélium ; à ce stade, les mouvements cellulaires sont minimes et les cellules ont des formes hexagonales similaires. En imposant un mouvement sinusoïdal au piège perpendiculairement à une interface, nous étudions la déflection de l'interface en fonction de la puissance laser, de l'amplitude du mouvement du piège et de la fréquence d'oscillation. En outre, des expériences de déflection-relaxation par déplacement instantané puis arrêt du piégeage, ont été réalisées, fournissant une alternative à l'analyse fréquentielle pour étudier les propriétés viscoélastiques de l'interface. Un modèle de type solide linéaire standard rend compte des observations et permet d'extraire les paramètres viscoélastiques de l'interface. Nous mettons également en évidence que la déflection imposée à une interface se propage aux interfaces voisines en s'affaiblissant exponentiellement sur une distance d'une à deux cellules. Cette technique étant établie, nous l'utilisons pour mesurer les tensions durant l'extension de la bandelette germinale. Les tensions sont anisotropes, les jonctions parallèles à la direction dorsoventrale ayant une tension trois fois plus élevée que celles perpendiculaires. Ce travail fournit des mesures absolues des tensions intercellulaireHere, an optical tweezers setup was developed on a pre-existing single-plane illumination (SPIM) setup. The cell-cell interface in embryonic epithelia could be trapped and manipulated directly with optical tweezers. The interaction of the interface with the trap was initially characterized at the end of cellularization where the tissue has minimal movements and actomyosin turnover. With a sinusoidal trap excursion, the interface amplitude was found to increase linearly with applied laser power as well as trap amplitude and time period. Furthermore, push and pull experiments on the interface responding to a stationary trap, provided another way to address the viscoelastic properties of the interface. The interface kinetics in stationary experiments could fit adequately to a passive viscoelastic model. This model also explained well the linear response to trap amplitude and time period, and formed the basis of estimating interface tension from its amplitude. Moreover, the propagation of the sinusoidal movement to neighbouring interfaces decayed rapidly with minimal phase lag in both experiments and the model. Having established a suitable regime of trapping conditions, where interface deflection is small and linear, the mechanical anisotropy of the epithelium was at the onset of gastrulation. The interface tension increased by 2-3 fold, exhibiting both apico-basal and dorso-ventral polarization of tension, concomitant with polarized accumulation of myosin. The role of myosin was established further through ROCK-inhibition. Perturbation of actin also decreased the interface tension. My work provides a crucial insight into the mechanical behaviour of dynamic epithelia
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Ravets, Sylvain. "Development of tools for quantum engineering using individual atoms : optical nanofibers and controlled Rydberg interactions." Thesis, Palaiseau, Institut d'optique théorique et appliquée, 2014. http://www.theses.fr/2014IOTA0019/document.
Full textAbstract:
La plupart des objets quantiques individuels développés jusqu’à aujourd’hui ne permettent pas de satisfaire toutes les conditions nécessaires pour la construction d’un simulateur quantique. Une possibilité pour obtenir un système quantique robuste est de combiner plusieurs de ces approches. Dans cette thèse, nous décrivons les résultats obtenus sur deux systèmes expérimentaux développés dans ce but.La première partie de cette thèse décrit un système hybride d’atomes neutres couplés à des qubits supraconducteurs, en construction à l’Université du Maryland. La solution envisagée pour placer un ensemble d’atomes froids à proximité de la surface supraconductrice est de piéger les atomes dans le champ évanescent se propageant autour d’une fibre optique nanométrique. Nous avons développé un dispositif permettant la production de fibres optiques nanométriques de transmission optique supérieure à 99.95% dans le mode fondamental. Nous avons également optimisé la transmission de quelques modes d’ordres supérieurs, ce qui pourra s’avérer utile pour le piégeage d’atomes.La seconde partie de cette thèse décrit un système développé à l’Institut d’Optique et comprenant des atomes neutres piégés dans des matrices de pinces optiques. Dans ce cas, nous excitons les atomes dans des états de Rydberg afin de bénéficier de fortes interactions interatomiques. Nous avons caractérisé les interactions de van der Waals et les interactions résonantes entre deux atomes individuels, et démontré le caractère cohérent de l’interaction dipolaire. Nous avons enfin simulé la dynamique d’une chaine élémentaire de spins dans une matrice de trois atomesMost platforms that are being developed to build quantum simulators do not satisfy simultaneously all the requirements necessary to implement useful quantum tasks. Robust systems can be constructed by combining the strengths of multiple approaches while hopefully compensating for their weaknesses. This thesis reports on the progress made on two different setups that are being developed toward this goal.The first part of this thesis focuses on a hybrid system of neutral atoms coupled to superconducting qubits that is under construction at the University of Maryland. Sub-wavelength diameter optical fibers allow confining an ensemble of cold atoms in the evanescent field surrounding the fiber, which makes them ideal for placing atoms near a superconducting surface. We have developed a tapered fiber fabrication apparatus, and measured an optical transmission in excess of 99.95% for the fundamental mode. We have also optimized tapered fibers that can support higher-order optical modes with high transmission, which may be useful for various optical potential geometries.The second part of this thesis focuses on a system of neutral atoms trapped in arrays of optical tweezers that has been developed at the Institut d’Optique. Placing the atoms in highly excited Rydberg states allows us to obtain strong interatomic interactions. Using two individual atoms, we have characterized the pairwise interactions in the van der Waals and resonant dipole-dipole interaction regimes, providing a direct observation of the coherent nature of the interaction. In a three-atom system, we have finally simulated the dynamics of an elementary spin chain
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Bigué, Laurent. "Reconnaissance des formes en temps réel par voie optique : étude comparative d'implantations optiques de filtres de corrélation : application au corrélateur optique à transformée de Fourier conjointe." Mulhouse, 1996. http://www.theses.fr/1996MULH0445.
Full textAbstract:
Nous proposons de mettre en oeuvre un prototype de corrélateur optique temps - réel destiné à la reconnaissance des formes. Nous dressons d'abord une revue bibliographique de l'état de l'art en ce qui concerne la reconnaissance des formes par voie optique, la corrélation et les modulateurs spatiaux de lumière (SLM), éléments - clés pour la mise en oeuvre optique de la corrélation. Nous abordons ensuite les problèmes liés à cette mise en oeuvre, en particulier dans le cas d'un corrélateur à transformée de Fourier conjointe (JTC). Nous proposons l'implantation de filtres synthétiques discriminants (SDF) au sein d'un tel corrélateur: elle s'avère concluante, permettant d'assurer une invariance au moins partielle au problème de la rotation planaire. Nous proposons d'implanter des filtres SDF à compromis optimal entre résistance au bruit, finesse de pic et efficacité optique au sein d'un JTC. Nous développons pour ce faire une technique inspirée de celles utilisées pour le calcul des éléments optiques diffractifs. Cette technique nous permet ensuite d'opérer la caractérisation multi - critères du JTC, c'est à dire d'établir une comparaison des performances fournies par les domaines de codage des différents SLM. Nous comparons ensuite notre technique d'implantation de filtres de corrélation à des techniques plus traditionnelles, et proposons enfin une technique d'estimation de paramètres
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Feneyrou, Patrick. "Étude des propriétés optiques, linéaires et non linéaires, de la molécule et du cristal de 4-diéthylamino-(bêta)-nitrostyrène." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10224.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la spectroscopie de la molecule et du cristal de 4-(n, n diethylamino)-beta-nitrostyrene (deanst). Dans un premiere partie, les proprietes de la molecule en solution et en phase vapeur sont etudiees. Un calcul de chimie quantique permet de quantifier le transfert de charge intramoleculaire dont la resonance est observee experimentalement. Ce calcul permet egalement d'obtenir des distributions de charges associees aux dipoles moleculaires. Le spectre d'absorption a deux photons du deanst en solution dans le tetrahydrofurane est mesure par la technique d'ellipsometrie kerr. Ce spectre est bien decrit par une theorie simplifiee prenant en compte l'elargissement inhomogene et les etats vibrationnels de la transition a transfert de charge. Dans une seconde partie, les interactions intermoleculaires sont calculees dans le cadre de la theorie de frenkel-davydov. Le modele du dipole etendu est generalise a l'aide des distributions de charges calculees precedemment. Ce modele ameliore la description de la molecule lorsque la distance entre proches voisins est du meme ordre de grandeur que les dimensions moleculaires. Les differentes hypothese du modele utilises sont discutees. Des spectres de reflectivite enregistres selon deux plans cristallographiques demontrent les effets du couplage intermoleculaire : un eclatement de davydov de 5400 cm##1 est mesure. Le spectre d'excitation de fluorescence pompee a deux photons permet d'obtenir les informations sur les etats excitoniques pairs. Dans la derniere partie, l'influence de la focalisation du faisceau et de l'epaisseur de l'echantillon sur l'absorption non lineaire est etudiee. Une longueur effective d'interaction non lineaire est introduite. Un modele simplifie permet d'obtenir une expression de cette longueur effective sur l'axe optique et pour une faible non linearite. Des resultats experimentaux mesures sur des cristaux de 2-amino-5-nitro-pyridinium-chlorure illustrent ce calcul qui est ensuite generalise, par la technique numerique de propagation de faisceaux (bpm) a de plus fortes non linearites. Enfin, des effets d'absorption d'ordre plus eleve ainsi que de refraction non lineaire sont discutes.
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Messaad, Khalida. "Contribution à la conception de guides optiques à fortes susceptibilités non-linéaires d'ordre 3." Phd thesis, Université Rennes 1, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00456183.
Full textAbstract:
Pour accompagner la demande accrue en termes de débits d'informations (40 Gb.s-1 et au-delà) dans les réseaux, il devient nécessaire d'insérer des fonctions optiques rapides pour le traitement du signal. Afin de pouvoir les réaliser, cette thèse s'intéresse à l'exploitation des effets des susceptibilités diélectriques non linéaires d'ordre 3 (ou ki(3)). Ainsi la thèse présente l'étude de la conception de guides monomodes à base de P3AT (Poly(3-AlkylThiophène)), polymère n'ayant jamais été utilisé en guides d'ondes. Après un état de l'art des fonctions cibles et des matériaux, nous montrons que les guides en P3AT pourraient aboutir à des fonctions miniaturisées tout-optique ultra-rapides. Afin de prévoir la mesure de l'effet Kerr de ces matériaux en structure guidante à 1550 nm, un premier banc de caractérisation par auto-modulation de phase a été optimisé et validé avec des fibres standards et spéciales. Pour la conception des guides ensuite, il a été nécessaire de faire la synthèse du polymère pour assurer une bonne solubilité pour la mise en oeuvre. Nous avons ensuite travaillé à l'étude de plusieurs structures de guides : ‘‘ridge'', induits par ruban, ruban inversé, hybrides. Chaque structure a été validée avec des polymères passifs ou standards, mais la propagation dans les guides P3AT n'a pu être mise en évidence. Cependant nous avons démontré que les pertes optiques n'étaient pas intrinsèques au matériau P3AT, mais plutôt causées par la diffusion de lumière par des centres diffusants extrinsèques.
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Laddada, Réda. "Réalisation d'un microscope optique en champ proche sans ouverture : études expérimentale et théorique du contraste des images optiques." Troyes, 1999. http://www.theses.fr/1999TROY0002.
Full textAbstract:
Ce travail aborde l'analyse experimentale et theorique des images obtenues a l'aide d'un microscope optique en champ proche a sonde sans ouverture (apertureless snom) utilisant des sondes vibrantes en silicium et en nitrure de silicium. Le dispositif experimental se compose d'un microscope a force atomique (afm) commercial modifie pour integrer une detection optique. La sonde afm joue un double role : en plus de son role de detecteur des forces inter-atomiques entre son l'extremite et la surface de l'echantillon, elle est responsable de la diffusion du champ proche optique confine au dessus de cette surface. Cette configuration permet une acquisition simultanee des images snom (optiques) et des images afm (topographiques). Les premiers resultats, obtenus sur un echantillon test, montrent une dependance des images snom a des parametres purement optiques, tels que la polarisation du faisceau incident et les directions d'illumination et de detection. Ces images sont egalement sensibles a la distance moyenne sonde-echantillon et a l'amplitude de vibration de la sonde. Le dispositif experimental est ensuite valide par la detection d'un champ proche optique de reference (l'onde evanescent de fresnel) et par une comparaison des resultats experimentaux avec des calculs issus de la modelisation de la detection optique. Une premiere application de notre configuration hybride afm/snom concerne l'imagerie de fluorescence. Les resultats obtenus montrent des images complexes qui demandent des experiences complementaires et une comparaison avec des calculs numeriques utilisant un modele realiste pour les interpreter. La derniere partie de ce travail traite d'une etude preliminaire sur la modelisation de la detection des images de snom utilisant une sonde sans ouverture dans le mode vibrant.
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Inou, Allal. "Modélisations numériques d'oscillateurs paramétriques optiques, en régime de fortes conversions, à l'échelle nanoseconde." Limoges, 1998. http://www.theses.fr/1998LIMO0013.
Full textAbstract:
Le developpement actuel des opos (oscillateurs parametriques optiques) ne saurait s'affranchir de la simulation numerique. Les travaux que nous presentons dans ce memoire contribuent a cet essor, d'abord en recensant et en classant les principales methodes numeriques et semi-analytiques applicables a l'opo pulse nanoseconde. Par la suite, nous avons procede a une etude theorique comparative qui nous a conduit a programmer plusieurs techniques numeriques representatives. Les codes sont alors valides en reference a un cas experimental completement caracterise. Les modeles sont de la categorie recente spatio-temporelle, ils prennent en compte la diffraction, la double refraction, et l'absorption des cristaux non lineaires, pour un accord de phase de type i ou ii parfait ou non. Ils permettent d'extraire les rendements energetiques, d'observer les evolutions spatio-temporelles des champs intra-cavite, d'apprecier la qualite spatiale des faisceaux emergeants (coefficient de qualite m2), de tracer les spectres temporels et les champs lointains. Les methodes numeriques - differences finies explicites et implicites, transformees de fourier rapides - sont comparees entre elles dans leurs performances lors de la modelisation d'une propagation lineaire ou non. Puis, le logiciel que nous avons adopte a ete mis a profit pour retrouver la courbe de rendement energetique pour un cas experimental autre que celui de reference. Nous avons ensuite observe le comportement du modele en dehors du cadre des hypotheses d'ondes monomodes longitudinales et a variation transverse lente des champs complexes. En outre, le logiciel a ete exploite pour mieux cerner certains phenomenes concernant un opo pompe par un mode tem01. Enfin, nous nous sommes appuyes sur le logiciel pour effectuer des previsions de performances pour un opo alimente par une pompe a profil transverse super-gaussien.
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Le, fournis Romuald. "Propagation de la lumière dans la matière en présence de champs électromagnétiques." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALY011.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous concentrons sur l'analyse des forces et des couples résultant de l'interaction entre la matière et le champ électromagnétique, chacun décrit de manière classique ou quantique. Nous explorons comment l'ajout de champs électriques et magnétiques externes modifie les moments mécaniques agissant sur le milieu. Les champs externes peuvent avoir un impact significatif, altérer les trajectoires des particules, induire un moment angulaire ou provoquer des changements dans les niveaux d'énergie des états quantiques.La thèse s’articule autour de deux axes connectés, chacun offrant une perspective différente sur l’interaction entre la lumière et la matière en présence de champs extérieurs.Dans le premier axe, nous nous immergeons dans le domaine de l'électrodynamique quantique (QED) pour étudier le rôle du vide quantique dans les forces électromagnétiques. Notre attention se porte particulièrement sur deux forces classiques distinctes: la force d’Abraham et la force d’Aharonov-Casher. Ces deux forces sont notamment au cœur de la controverse d’Abraham-Minkoswki discuté dans le premier chapitre de cette thèse.Le premier axe est exploré dans les chapitres 2 et 3 qui se concentrent sur la modification de l’impulsion du vide quantique en présence de matière et de champs électromagnétiques externes. La modification de l’impulsion du vide quantique entraîne l’existence d’une force du vide quantique sur la matière, mais reste inobservée expérimentalement. Pour cette investigation nous utilisons une approche QED ainsi qu’un modèle microscopique.Dans le chapitre 2 nous étudions les contributions du vide quantique à la force d’Abraham agissant sur un atome de Rydberg en présence d’un champ électrique et d’un champ magnétique croisés. Notre de but est de déterminer si les atomes de Rydberg ont le potentiel pour permettre d'observer les contributions du vide quantique à la force d’Abraham classique.Le chapitre 3 est quant à lui axé sur la force d’Aharonov-Casher. Celle-ci n’a jamais été observé pour l’heure car elle est extrêmement petite. Nous calculons la force du vide pour un atome de Rydberg avec un grand moment magnétique soumis à un champ électrique afin de déterminer si le vide quantique est susceptible de générer une force d’Aharonov-Casher.Le deuxième axe adopte une approche classique de l'interaction entre la lumière et la matière, se concentrant sur les couples sur la matière induits par le champ électromagnétique.Le chapitre 4 est dévoué à l'étude de la radiation de moment angulaire d’une source entourée par un environnement magnéto-biréfringent. Plus précisément, nous caractérisons l’influence de la diffusion multiple de la lumière sur la radiation de moment angulaire ainsi que sur le couple agissant sur la matière.Bien que les deux axes adoptent des approches différentes, ils restent étroitement interconnectés. La force et le couple, fondamentaux en mécanique, entretiennent une relation intime, et l'étude des deux offre une image plus complète des interactions entre la lumière et la matière en présence de champs externes. En conséquence, les deux axes se complètent mutuellement, offrant une perspective globale et éclairée sur ce domaine d'étude sous des angles complémentaires. Une présentation détaillée des deux axes de recherche, ainsi que leurs outils mathématiques, est fournie dans le chapitre 1In this thesis, we focus on the analysis of forces and torques resulting from the interaction between matter and the electromagnetic field, both either described classically or quantum-mechanically. We explore how the addition of external electric and magnetic fields modifies the mechanical moments acting on the medium. External fields can have a significant impact, alter particle trajectories, induce angular momentum, or cause changes in the energy levels of quantum states.The thesis splits up into two related axes, each offering a different perspective on the interaction between light and matter in the presence of external fields.In the first axis, we delve into the field of quantum electrodynamics (QED) to study the role of the quantum vacuum in electromagnetic forces. Our focus is on two distinct classical forces: the Abraham force and the Aharonov-Casher force. Both these forces are central to the Abraham-Minkoswki controversy discussed in the first chapter of this thesis.The first axis is explored in Chapters 2 and 3, which focus on the modification of quantum vacuum momentum in the presence of matter and external electromagnetic fields. The modification of quantum vacuum momentum leads to the existence of a quantum vacuum force on matter but remains unobserved experimentally. For this investigation, we employ a QED approach along with a microscopic model.In Chapter 2, we study the contributions of the quantum vacuum to the Abraham force acting on a Rydberg atom in the presence of crossed electric and magnetic fields. Our goal is to determine whether Rydberg atoms are good candidates for the observation of the quantum vacuum contributions to the classical Abraham force.Chapter 3 is focused on the Aharonov-Casher force. This force has not been observed so far because it is extremely small. We calculate the quantum vacuum force for a Rydberg atom with a large magnetic moment exposed to an electric field to determine if the quantum vacuum is capable of generating an Aharonov-Casher force.The second axis adopts a classical approach to the interaction between light and matter, focusing on the torques exerted on matter by the electromagnetic field.Chapter 4 is devoted to the study of the angular momentum radiation from a source surrounded by a magneto-birefringent environment. More precisely, we characterize the influence of multiple light scattering on angular momentum radiation as well as on the torque acting on matter.Although both axes adopt different approaches, they remain closely interconnected. Force and torque, fundamental in mechanics, share an intimate relationship, and the study of both provides a more comprehensive picture of the interactions between light and matter in the presence of external fields. As a result, both axes complement each other, offering a global and enlightened perspective on this field of study from complementary angles. A detailed presentation of both lines of research including their mathematical tools is provided in Chapter 1
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Schwartz, Noah. "Précompensation des effets de la turbulence par optique adaptative : application aux liaisons optiques en espace libre." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00771276.
Full textAbstract:
En propagation endo-atmosphérique et sur des longues distances (supérieure à quelques kilomètres), les effets de la turbulence atmosphérique sont importants pour les liaisons de télécommunication optique en espace libre (LOA). Le champ de l'onde subit des perturbations de phase qui modulent l'intensité reçue par le récepteur, dans des proportions pouvant être rédhibitoires pour la fiabilité de la liaison. La pré-compensation du champ émis à l'aide d'une optique adaptative (OA) a été proposée afin de limiter cet effet et de permettre d'augmenter la distance de propagation ainsi que le débit des LOA. L'objectif de cette thèse est d'évaluer les performances et les limites, en termes d'efficacité vis-à-vis des LOA, des différentes méthodes de corrections par OA et d'étudier la possibilité de concepts plus efficaces. Nous avons montré qu'une approche itérative de correction de phase et d'amplitude - qualifiée de correction optimale - permet d'atteindre des performances excellentes, la meilleure parmi les approches proposées jusque-là. L'étude de cette approche théorique, nous a permis de fixer les limites de l'apport d'un système d'OA et de montrer que la correction a encore un intérêt largement au-delà de la limite des faibles perturbations. Dans le régime de fortes turbulences, nous montrons les limites des approches classiques - OA par mesure de front d'onde (ASO), par modulation de phase ou itérative de phase (qualifiée de sous-optimale) - notamment à cause de la scintillation, des enroulements de phase et de la présence de bruit de mesure. Nous avons quantifié la baisse de leurs performances vis-à-vis de la correction optimale et proposé une solution permettant de s'affranchir des effets de la scintillation sur la mesure de front d'onde. Nous avons finalement proposé un dispositif pour la pré-compensation de phase et d'amplitude et plus particulièrement de la mesure et de la commande qui devrait permettre de mettre en œuvre la correction optimale.
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Lorchat, Étienne. "Optical spectroscopy of heterostructures based on atomically-thin semiconductors." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAE035.
Full textAbstract:
Au cours de cette thèse, nous avons fabriqué et étudié par spectroscopie optique, des hétérostructures de van der Waals, composées de monofeuillets semi-conducteurs (dichalcogénures de métaux de transition, DMT) couplés à une monocouche de graphène ou à un résonateur plasmonique. Nous avons observé des modifications importantes de la dynamique des états excités optiquement dans le DMT (excitons) lorsque celui-ci est en contact avec le graphène. Le graphène neutralise la couche de DMT et permet un transfert non-radiatif d’excitons en moins de quelques picosecondes. Ce transfert d’énergie peut s’accompagner d’un photodopage extrinsèque considérablement moins efficace. La réduction de la durée de vie des excitons du DMT en présence de graphène a été exploitée pour montrer que leur pseudo-spin de vallée maintenait un degré de polarisation et de cohérence important jusqu’à température ambiante. Enfin, en couplant fortement les excitons d’un DMT aux modes d’un résonateur plasmonique à phase géométrique, nous avons mis en évidence, à température ambiante, le verrouillage du pseudo-spin de vallée sur la direction de propagation des polaritons chiraux (chiralitons) issus du couplageDuring this thesis, we have fabricated and studied by optical spectroscopy, van der Waals heterostructures composed of semiconductor monolayers (transition metal dichalcogenides, TMD) coupled to a graphene monolayer or to a plasmonic resonator. We have observed significant changes in the dynamics of the TMD optically excited states (excitons) when it is in direct contact with graphene. Graphene neutralizes the TMD monolayer and enables non-radiative transfer of excitons within less than a few picoseconds. This energy transfer process may be accompanied by a considerably less efficient, extrinsic photodoping. The reduced lifetime of TMD excitons in the presence of graphene has been exploited to show that their valley pseudo-spin maintains a high degree of polarization and coherence up to room temperature. Finally, by strongly coupling TMD excitons to the modes of a geometric phase plasmonic resonator, we have demonstrated, at room temperature, that the momentum of the resulting chiral polaritons (chiralitons) is locked to their valley pseudo-spin
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Tackmann, Gunnar. "Interférométrie Raman avec des atomes en chute libre et piégés." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00966091.
Full textAbstract:
L'application de l'interférométrie atomique pour la mesure précise des forces d'inertie à l'aide d'atomes en chute libre a été étudiée depuis une vingtaine d'années. L'utilisation des atomes froids a conduit à une réduction en taille de ces dispositifs. Des nouvelles méthodes de refroidissement et de piégeage permettent d'augmenter la résolution spatiale en utilisant des atomes guidés. Cette thèse a exploré les deux directions en utilisant des atomes en chute libre pour la mesure des rotations et des atomes guidés pour un test de la gravitation à courte distance.Le gyromètre CASI est basé sur un double interféromètre Raman aux trajectoires atomiques contrapropageantes. Cet ouvrage présente des études sur la stabilité du capteur et une amélioration de la sensibilité aux rotations d'un ordre de grandeur par rapport a l'état précédent. Une sensibilité de 2×10-8 rad/s après 4000 s de moyennage a été démontrée en exploitant, pour le corriger, la corrélation du signal de rotation avec le temps d'arrivée des échantillons atomiques.
L'expérience FORCA-G vise à réaliser des mesures de forces a faible distance à l'aide d'interféromètres Raman basés sur un effet tunnel induit par laser dans un réseau optique. Des mesures avec une sensibilité aux accélérations de 2×10-5 g/√Hz sont présentées. La sensibilité obtenue après une intégration de 150 s permettra de réaliser des mesures de la force de Casimir-Polder avec une incertitude statistique de 1 % à une distance atome-surface de l'ordre de 5 µm. Par ailleurs, l'implémentation d'un transport cohérent des atomes dans des réseaux optiques accélérés a été effectuée, qui sera utile pour les mesures futures.
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Decombe, Jean-Baptiste. "Développement et application d’une pince optique à fibres nano-structurées." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY035/document.
Full textAbstract:
Les pinces optiques permettent de piéger et de manipuler des objets sans contact physique avec de la lumière et ce avec une extrême précision. Son caractère non-invasif et non-destructif en fait un outil idéal pour des applications dans des domaines tels que la biophysique et la médecine. La pince optique conventionnelle utilise un faisceau lumineux fortement focalisé par un objectif de microscope.La fibre optique est un composant très intéressant dans ce domaine puisqu'elle permet de guider la lumière et de piéger optiquement des objets sans l'utilisation de composants optiques encombrants et en limitant des étapes d'alignement. Elle donne ainsi une grande flexibilité et compacité aux pinces optiques.Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse a été de développer une pince optique à deux fibres nano-structurées dans le but de piéger des particules de taille micro et nanométrique.Notre pince est constituée de deux fibres optiques gravées chimiquement en forme de pointe et positionnées en vis-à-vis à des distances typiques de 20 nm à 20 µm. Cette configuration à deux faisceaux contra-propagatifs permet d'annuler la pression de radiation de la lumière. Elle a l'avantage d'obtenir un piégeage efficace pour des intensités lumineuses relativement faibles. En outre, les faisceaux ne doivent pas nécessairement être fortement focalisés. Notre dispositif présente une grande souplesse grâce au contrôle in-situ de la position des fibres, l'injection de la lumière dans les fibres et la manipulation de particules individuelles sans aucun substrat.Au cours de ces travaux, nous avons démontré expérimentalement le piégeage stable et reproductible d'une ou plusieurs particules en suspension. Divers types de particules diélectriques ont été piégées, allant de la particule en polystyrène d'un micromètre à des particules luminescentes de YAG:Ce mesurant 60 nm de diamètre. Ces dernières ont été élaborées et optimisées spécifiquement pour le piégeage optique lors de ces travaux.Nous avons également mesuré les forces optiques appliquées aux particules piégées en analysant leur mouvement Brownien résiduel. Nous avons démontré que le potentiel de piégeage était harmonique, nous permettant de définir la constante de raideur optique.Enfin nous avons démontré qu'en modifiant la forme du faisceau optique d'émission, il était possible d'améliorer certaines caractéristiques de la pince. D'une part, les faisceaux quasi-Bessel qui sont très peu divergents nous ont permis de réaliser un piégeage stable et efficace à grande distance.D'autre part, l'utilisation de pointes métallisées permet de confiner le champ et d'améliorer les forces optiques tout en diminuant l'intensité lumineuse. Nous avons mis en évidence le couplage en champ proche entre deux pointes métallisées qui ont été spécialement élaborées pour la pince. Ces derniers résultats ouvrent des perspectives encourageantes pour le développement d'une pince plasmonique fonctionnant en champ proche qui est particulièrement bien adaptée pour le piégeage de nanoparticulesOptical tweezers allow to trap and manipulate objects without any mechanical contact with light and with an extreme accuracy. This non-invasive and non-destructive technique is of large interest in many scientific domains such as biophysics and medicine. Conventional optical tweezers use a laser beam which is strongly focalised by a microscope objective.The use of optical fibers attracts increasing attention as highly flexible and compact tools for particle trapping. Fiber-based optical tweezers do not require bulky optics and require only little alignments.In this context, the objective of this thesis was to develop a dual fiber nano-tip optical tweezers in order to trap particles with micro and nano-meter sizes. Our tweezers consist of two chemically etched optical fiber tips placed in front of each other with typical gaps from 20~nm to 20~µm. This dual contra-propagative beams configuration allow to cancel light radiation pressure. Efficient trapping can thus be obtained at relative low light intensities. Moreover, strong focusing is not required. Our device present an high flexibility due to in situ optimization and control of the fibre positions and individual particle manipulation without any substrate.During our work, we experimentally demonstrated stable and reproducible trapping of one or several particles in suspension. Various dielectric particles were trapped, from one micrometer polystyrene beads to luminescent YAG:Ce particles with diameters down to 60~nm. During this thesis, the latter were specifically elaborated and optimized for the optical trapping. We also measured optical forces applied to trapped particles by analysing their residual Brownian motion. We showed the trapping potential is of harmonic shape, allowing to define its optical stiffness.vspace{10pt}Finally, by modifying the emitted optical beam shape, we were able to improve specific tweezers characteristics. On one hand, nondiffracting quasi-Bessel beams allow us to get a stable trapping at large fiber-to-fiber distances.On the other hand, the use of metallised fiber tips allows to improve the beam confinement and enhance optical forces while reducing light intensity. We proved the near-field coupling between two metallised tips which were especially elaborated in this work. Those last results open promising perspectives for the development of plasmonic tweezers working in the near-field, which are especially well adapted for nano-particles trapping
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Wioland, Hervé. "Etude en champ proche d'effets optiques et magnéto-optiques par microscopie locale à sonde diffusante." Troyes, 2000. http://www.theses.fr/2000TROY0002.
Full textAbstract:
Une configuration originale de microscope optique en champ proche a sonde perturbative en mode transmission a ete developpee. Elle associe un microscope a force atomique commercial travaillant en mode resonant et un microscope optique inverse assurant l'eclairage de l'echantillon et la collection d'une partie du signal diffuse. La pointe afm joue un double role: elle permet non seulement la detection des forces inter-atomiques presentes entre l'extremite de la pointe et la surface mais elle agit comme une particule diffusante de rayleigh pour perturber le champ proche optique present a la surface de l'echantillon. Cette configuration permet l'acquisition simultanee de l'image afm (topographie) et de l'image snom (optique). Les premiers resultats obtenus sur un reseau de plots d'aluminium (pas de 400 nm) depose sur un substrat de verre nous ont amene a nous interroger sur les artefacts que cette architecture engendre dans la formation de l'image optique, en particulier, la presence du levier afm a une faible distance de la surface et les variations de distance sonde-surface induites par les instabilites de l'oscillateur (le levier afm). L'application concerne l'etude d'echantillons magnetiques (grenats substitues) par des effets magneto-optiques en champ proche (faraday et dichroique circulaire magnetique). Les images obtenues montrent d'une part, un decouplage entre l'information topographique et la distribution de l'aimantation a la surface de l'echantillon et d'autre part une distribution de l'aimantation en surface plus complexe que celle de volume.
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Lebourgeois, Frank. "Approche mixte pour la reconnaissance des documents imprimes." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0013.
Full textAbstract:
L'étude présente un système de reconnaissance multifonte pour documents imprimés, utilisant des informations contextuelles concernant la typographie, la structure du document et la syntaxe. Tout d'abord une méthode ascendante rapide a été réalisée pour séparer le texte des images et reconnaître la structure logique du document. Une approche mixte est utilisée pour reconnaître les caractères isolés. Le premier étage réalise une préclassification automatique des formes identiques de caractères à l' a. Ide d'une construction dynamique d'une bibliothèque de formes. La forte redondance des images des caractères imprimés justifie cette approche. Le second étage reconnaît structurellement les modèles de caractères construits précédemment. Un étage à la fois syntaxique et statistique permet un taux de reconnaissance élevéA recognition system for multi font printed documents using contextual informations about typography, structure of document and syntax, has been developed. First, a quick bottom up method to separate text from image and recognize logical structure of documents has been achieved. A mixed approach has been used to recognize individual characters. A first stage realizes a compaction at the character level compared to a dynamically built librairy of shapes. The high redundancy of character's image in printed document justifies this approach. A second stage structurally recognizes the previously built models of characters. A mixed syntaxic and statistic stage is used simultanous. It o perform a high recognition rate
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Togni, Olivier. "Force des graphes : indice optique des réseaux." Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR10596.
Full textAbstract:
Cette these se situe en theorie des graphes et comporte deux parties independantes. Nous definissons tout d'abord deux compositions de graphes que nous utiliserons dans les deux parties de la these : la composition par couplage qui generalise le produit cartesien de graphes et la composition par inflation. La premiere partie est consacree a l'etude d'un parametre appele force d'un graphe simple. Le but est de trouver des valuations minimales rendant le graphe irregulier. On etudie la force des graphes composes par couplage. Nous obtenons des resultats asymptotiquement optimaux pour certains composes de cycles et pour le produit cartesien de deux graphes complets. Nous demontrons egalement une conjecture de cammack schelp et schrag de 1991 sur la force des arbres sans sommet de degre 2. Dans la deuxieme partie, on s'interesse au parametre indice optique, intervenant dans les reseaux de communication tout-optique utilisants le multiplexage en longueurs d'ondes (wdm). Ce parametre mesure le nombre minimum de longueurs d'ondes necessaires pour que tous les noeuds du reseau puissent communiquer en meme temps. Ce probleme se ramene a des problemes de colorations de graphes. Nous etudions l'indice optique des graphes composes par couplage et par inflation. Nous obtenons des resultats exacts pour certains composes de graphes complets. Dans le dernier chapitre, nous montrons un majorant de l'indice optique des graphes circulants 4-reguliers par l'arc-indice de transmission.
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Deumié-Raviol, Carole. "Ellipsométrie sur champ diffus et analyse multi-échelle de la microstructure des multicouches optiques : diffusion lumineuse, microscopie à force atomique, microscopie à effet tunnel optique." Aix-Marseille 3, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX30087.
Full textAbstract:
Ce travail porte d'une part sur l'analyse multi-echelle de la rugosite par les techniques de diffusion lumineuse et de microscopie a champ proche, et d'autre part sur les techniques d'ellipsometrie sur champ diffus pour analyser la profondeur des systemes interferentiels multicouches. La premiere partie du manuscrit est ainsi consacree a la confrontation des methodes de diffusion lumineuse, de microscopie a force atomique et de microscopie a effet tunnel optique. On y montre, via une analyse quantitative, comment ces differentes techniques se recouvrent a l'intersection des fenetres frequentielles allant du macroscopique au microscopique. La notion de polissage multi-echelle est introduite, et l'analyse par fractales et ondelettes est abordee. L'ensemble de ces resultats permet de mieux apprehender le probleme de la normalisation de la rugosite. Dans la deuxieme partie du manuscrit nous decrivons les outils experimentaux et theoriques qui ont ete mis en place pour realiser un ellipsometre sur champ diffuse. Les donnees experimentales sont analysees a l'aide de modeles electromagnetiques, et l'on montre l'extreme sensibilite du dephasage polarimetrique de l'onde diffusee a l'etat de correlation verticale entre interfaces. . .
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Labarrière, Luc. "Spectroscopic properties of environmental relevant systems : 2’,3-dihydroxyflavone-ion complexes and polycyclic aromatic hydrocarbons : a joint experimental and theoretical study." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022ULILR069.
Full textAbstract:
Ce manuscrit présente les résultats d'une étude expérimentale et théorique de deux systèmes moléculaires d'intérêt environnemental : la 2',3-dihydroxyflavone (2'3HF) et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ces systèmes ont été étudiés par une combinaison de techniques de spectroscopies électroniques (absorption et fluorescence) et de calculs de chimie quantique (DFT et TD-DFT). Dans une première partie de cette thèse, il est montré que la 2'3HF présente des propriétés acido-basiques singulières par rapport aux autres flavonols. La diminution de plusieurs unités de la valeur du pKa est attribuée à la présence d'un réseau de liaisons hydrogènes. A l'état-excité, un transfert de proton intramoléculaire est à l'origine d'une fluorescence duale. Une bande d'émission supplémentaire, semblant provenir d'une forme tautomère perturbée par interaction avec le solvant, a été mise en évidence. Enfin, une étude exhaustive des complexes de Ca(II), Mn(II) et Zn(II) a montré la formation de chélates avec la fonction α-hydroxycétone. Dans la deuxième partie, trois hypothèses structurales pour expliquer l'observation expérimentale de fluorescence induite par laser (LIF) dans le visible ont été explorées. Une étude sur les dimères de van der Waals (vdW) des HAPs a permis de mieux comprendre la nature de l'interaction entre monomères et de mettre en évidence la difficulté de modéliser ces systèmes, cependant, les transitions électroniques calculées suggèrent que ces espèces ne peuvent pas être responsables des signaux de LIF. Ensuite, une étude identique de HAP liés par ponts aliphatiques a montré des résultats très similaires aux dimères de vdW, excluant leur implication dans la fluorescence observée. Enfin, l'hypothèse de l'émission provenant de radicaux de HAPs a été explorée. Cette dernière est très prometteuse et ouvre la voie à des études expérimentales et théoriques ultérieuresThis manuscript reports the results of an experimental and theoretical study of two molecular systems of environmental interest: 2',3-dihydroxyflavone (2'3HF) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). These systems were studied by a combination of electronic spectroscopic techniques (absorption and fluorescence) and quantum chemical calculations (DFT and TD-DFT). In the first part of this thesis, it is shown that 2'3HF has singular acid-base properties compared to other flavonols. The decrease of the pKa by several units is attributed to the presence of a hydrogen-bond network. In the excited state, an intramolecular proton transfer causes a dual fluorescence. An additional emission band, seemingly originating from a tautomeric form perturbed by interaction with the solvent, was revealed. Finally, an exhaustive study of the Ca(II), Mn(II) and Zn(II) complexes showed the formation of chelates with the α-hydroxyketone function. In the second part, three structural hypotheses to explain the experimental observation of visible-range laser-induced fluorescence (LIF) were explored. A study of van der Waals (vdW) dimers of PAHs provided insights into the nature of the monomer interaction and highlighted the difficulty of modelling these systems. However, the calculated electronic transitions suggest that these species cannot be responsible for the LIF signals. Secondly, an identical study of aliphatically bridged PAHs showed very similar results to vdW dimers, ruling out their involvement in the observed fluorescence. Finally, the hypothesis of emission from PAH radicals was explored. The latter is very promising and opens the way for further experimental and theoretical studies
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Brière, Benjamin. "Propriétés optiques de matériaux à fortes corrélations électroniques en conditions extrêmes." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR4020/document.
Full textAbstract:
Les matériaux à électrons fortement corrélés comptent parmi les systèmes les plus intrigants en raison de la richesse de leurs propriétés remarquables découvertes au cours de ces dernières décen nies telles que la supraconductivité haute Tc, la magnétorésistance colossale ou les conducteurs organiques. Lors de cette thèse, deux types de matériaux fortement corrélés récents ont été étudiés la quadruple pérovskite EuCu3fe4O12 et les conducteurs organiques type {Au(Et-thiazdt)2]. Le premier système présente une transition métal isolant à basse température (240K) tandis que le second transite isolant de MoU - métal sous pression. Grâce à des mesures de microspectroscopie infrarouge en conditions extrêmes, nous avons pu sonder l’électrodynamique de basse énergie de ces composés. Des calculs ab-initio de structure électronique nous ont alors permis de comprendre les mécanismes à l’origine des observations et de mieux connaître le rôle des corrélations électroniquesMaterials with strongly correlated electrons belong to the most intriguing systems in condensed matter physics due to their great variety of properties discovered during the last decades such as high temperature superconductivity, molecular conductors and colossal magnetoresistance. During this thesis, two types of strongly correlated materials have been studied: the quadruple perovskite EuCu3fe4Oi2 and the molecular conductors [Au(Et-thiazdt)2J. EuCu3Fe4Oi2 undergoes a metal to insulator transition at low temperature (240K), and [Au(Et-thiazdt)2J goes from a Mott insulator to a correlated metal state under high pressure. Infrared microspectroscopy measurements allowed us to probe the low energy electrodynamic of these systems. Ab-initio calculations were also used to understand the mechanisms of the transitions and the role of electronic correlations in the material
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Berguiga, Lotfi. "Etude et réalisation d'un microscope de champ proche optique avec asservissement de type "shear force" : application à l'étude en champ proche du vieillissement de fibres optiques." Dijon, 2001. http://www.theses.fr/2001DIJOS023.
Full textAbstract:
Dans le cadre d'utilisation des fibres optiques dans les réseaux FTTH (Fiber To The Home) et FTTB (Fiber To The Building), celles-ci subissent des contraintes et un environnement plus sévères que les fibres placées dans les réseaux actuels, c'est à dire les réseaux sous-marins et les réseaux enterrés. La fibre optique subit au cours du temps une modification de ses propriétés mécaniques, dûe à la diffusion d'eau à travers le revêtement polymère qui protège la fibre. Cette présence d'eau à l'interface silice-revêtement entraîne une modification de l'état de surface de la fibre optique. A cet effet dans ce travail de thèse nous avons développé un dispositif expérimental permettant l'étude à l'échelle nanométrique de la surface de silice des fibres optiques. Il s'agit d'un microscope de champ proche optique avec une régulation de type " shear force ". Cette technique fournit une information double, une information topographique et une information de nature optique. Dans un premier temps, nous présentons les notions concernant les propriétés mécaniques des fibres et les techniques de caractérisation s habituelles dans le domaine de la fiabilité. Ensuite, le dispositif de champ proche optique mis au point est détaillé, en particulier la partie concernant la boucle de rétroaction utilisant la force de cisaillement. . .
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Challita, Zalpha. "Optique astronomique et plasticité : développements en fabrication optique pour des miroirs actifs de formes libres." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4775/document.
Full textAbstract:
La prochaine décennie instrumentale en astronomie se veut extrême. Elle s’ouvre avec l'arrivée des ELTs (Extremely Large Telescopes). Leur miroir primaire géant permettra d'augmenter considérablement la quantité de flux collectée et d'améliorer la résolution angulaire, paramètres clés pour l'observation et l'imagerie de sources astrophysiques. Des conséquences directes sont l'augmentation de la complexité, de l'envergure et de la masse des instruments placés aux foyers de ces télescopes. Une solution passe par l'utilisation de miroirs de formes libres. Or aujourd’hui, obtenir ces formes exotiques via les méthodes traditionnelles de fabrication optique n’est pas possible et un appel à de nouvelles ruptures technologiques s'avère nécessaire. Cette thèse présente un travail de recherche et développement amont portant sur un procédé de fabrication innovant permettant de fournir des miroirs de formes libres, avec les performances optiques requises en observations visibles et infrarouges. Ce procédé est une évolution des techniques d'Optique Active et exploite la déformation plastique des matériaux métalliques. Cependant, le domaine plastique reste un domaine de comportements non-linéaires analytiquement complexes. Il est alors d'intérêt de comparer des modèles par éléments finis avec des essais réels. Ces derniers ont nécessité la mise en place de la gamme complète de fabrication des substrats et des moyens d’essais. Les premiers miroirs obtenus pourront mettre en évidence les paramètres principaux à prendre en compte ainsi que leur niveau de sensibilité, pour ensuite converger vers des modèles éléments finis fiables et une solution de fabrication optique maîtriséeThe next instrumental decade in astronomy aims to be extreme. It opens with the arrival of ELTs (Extremely Large Telescopes). Their giant primary mirrors will increase the light collecting power and the angular resolution, key parameters for observing and imaging of celestial bodies. However, this also leads to an increase in the complexity, size and weight of their focal-plane instruments, to minimize flux lost and to correct for the aberrations introduced. A solution would be to implement freeform mirrors inside the optical systems of these instruments. Today, it is not possible to obtain these exotic mirror shapes using the current optical fabrication techniques and new technological breakthroughs in this domain are essential. This PhD thesis present research and development work, in upstream phase, of an innovative manufacturing process to supply freeform mirrors, which should meet required optical performances in Visible and Infrared wavelength astronomical observations. This method is an evolution of Active Optics techniques and based on the ability of metallic materials to plasticize. However, the plasticity of metallic materials remains a field of non-linear behaviours and analytically complex. It is important to compare modeling from finite element analysis and real tests. For these tests, the complete manufacturing steps of the metallic substrates were put in place. The first mirrors obtained will highlight the main working parameters and their sensibility levels, and then converge toward reliable finite elements models and a mastered solution of optical freeform mirrors fabrication
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Ambs, Pierre. "Traitement de l'information par processeurs optiques : application à la reconnaissance de formes." Mulhouse, 1987. http://www.theses.fr/1987MULH0049.
Full textAbstract:
Réalisation d'un processeur du type corrélateur incohérent basé sur un filtre holographique du type kinoform pour la reconnaissance en temps réel de traces dans une expérience de physique des particules. La transformée de Hough est une autre approche pour la reconnaissance des courbes. Son implantation optique avec une matrice d'hologrammes variant dans l'espace qui a été réalisée, permet son utilisation en temps réel pour des images de 256 fois 256 points. La robotique est l'une des applications de ce processeur
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Ambs, Pierre. "Traitement de l'information par processeurs optiques application à la reconnaissance de formes /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37602342m.
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Lecarme, Olivier. "Propriétés optiques de colloïdes assemblés : plasmonique et confinement diélectrique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00680026.
Full textAbstract:
Les solutions colloïdales constituées de nanoparticules en solution sont une famille d'objets aux propriétés optiques uniques. Leur utilisation comme élement de base à la fabrication de composants optiques sublongueur d'onde pourrait permettre la naissance de nouvelles applications en particulier dans le domaine de l'optique intégrée et de la détection biologique. La manipulation de ces particules reste toutefois un défi en raison de leur taille et de leur dispersion aléatoire dans un milieu liquide. Dans ce contexte, nous avons réalisé des nouveaux composants optiques grâce au développement de techniques de fabrication basées sur la méthode d'assemblage capillaire assisté par convection. Deux types de structures ont été réalisés puis évalués en terme de comportement optique : les dimères métalliques d'Au et les microsphères diélectriques de polystyrène assemblées en chaînes ou en réseaux. Pour les dimères, une étude fondamentale a été effectuée sur les phénomènes plasmoniques régissant les propriétés optiques de ces objets. Leur potentiel en tant que détecteur ultrasensible SERS et nanoantenne à boîtes quantiques a ensuite été approfondi. Pour les microsphères, une étude sur la propagation et la diffusion des modes de galerie présents dans ces objets a tout d'abord été réalisée dans le but d'en faire des candidats pour la détection ultrasensible. Les propriétés de guidage de la lumière dans des assemblages en chaîne ont ensuite été traitées. Afin de compléter ce travail un dernier composant optique a été développé en complément des guides et capteurs colloïdaux déjà réalisés. Il s'agit d'une nouvelle génération d'émetteurs localisés conçus pour un usage large et versatile et qu'il est possible de définir comme microsource de lumière blanche.
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Yao, Jianping. "Algorithmes pour la reconnaissance de formes optique invariante aux distorsions." Toulon, 1997. http://www.theses.fr/1997TOUL0014.
Full textAbstract:
L'objet de cette etude est d'etendre les possibilites des correlateurs optiques coherents pour l'invariance aux distorsions, par l'amelioration d'algorithmes existants et la recherche de solutions nouvelles. La premiere partie presente une revue detaillee de la reconnaissance de formes en optique coherente. Les architectures de base des correlateurs sont d'abord examinees, en s'attachant surtout aux filtres non lineaires pour l'amelioration des performances de correlation. On etudie ensuite les deux approches classiques pour l'invariance aux distorsions : decomposition harmonique et fonction synthetique discriminante. La seconde partie est une etude approfondie du filtre harmonique radial (invariance a l'echelle), dont l'expression theorique est revue et completee, avec une nouvelle methode de selection du centre d'expansion et du rang de l'harmonique. Des solutions originales sont presentees pour ameliorer les performances, utilisant detection de contour, filtrage de phase pure, ou divers filtres non-lineaires (combinaison de filtres harmoniques ou filtre de phase a frequences selectives). Ces ameliorations seront ensuite appliquees a d'autres filtres invariants. La troisieme partie presente deux approches nouvelles pour l'invariance a plusieurs parametres. La premiere, invariante a l'echelle verticale et horizontale, est une fonction synthetique discriminante construite avec des composants de meme ordre d'une decomposition harmonique logarithmique unidimensionnelle, reduisant le nombre d'images d'apprentissage. La seconde approche realise en outre l'invariance en rotation, grace a l'estimation prealable des parametres de rotation, echelle et projection d'axe quelconque, permettant la correction de l'image avant sa correlation avec une banque de modeles aux dimensions normalisees. Cette derniere methode, qui utilise tout le contenu de l'objet, offre des performances meilleures que le filtrage harmonique invariant a un seul parametre.
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Delatour, Thierry. "Mise en évidence par spectrométries optiques de formes tautomères caractéristiques d'un pyridylazo diethylaminophénol." Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10159.
Full textAbstract:
Étude des structures tautomériques du (bromo-5 pyridyl-2-azo)-2 diethylamino-5 phénol par spectrométrie ir, visible, d'émission visible et de diffusion raman de résonance. Attribution des transitions électroniques et vibrationnelles principales. Seules les structures quinoniques sont observées, la forme azo n'apparaissant pas en quantité détectable
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Delatour, Thierry. "Mise en évidence par spectrométries optiques de formes tautomères caractéristiques d'un pyridylazo diethylaminophénol." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37604350q.
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Hilico, Adèle. "Capture de forces à atomes piégés dans un réseau optique : caractérisation des performances." Thesis, Paris, Ecole normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014ENSU0007/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente la réalisation d'un dispositif expérimental de deuxième génération pour le projet FORCA-G (FORce de CAsimir et Gravitation à courte distance). L'objectif de ce projet est la mesure des interactions à faible distance entre un atome et une surface massive. La mesure de force est réalisée à l'aide d'interféromètres atomiques utilisant des atomes confinés dans un réseau optique 1D vertical basé sur le déplacement des atomes de puits en puits. La dégénérescence des niveaux d'énergies des atomes dans les puits du réseau est levée par la force que l'on cherche à mesurer. Des transitions Raman permettent de séparer les atomes dans des puits adjacents, puis de les recombiner, créant ainsi un interféromètre atomique qui permet de mesurer la différence d'énergie entre puits, liée à la fréquence de Bloch nu B du réseau. Ce travail présente la mise en place d'un dispositif proprement dédié au projet, qui permettra à terme de mesurer les forces à faible distance. Il rend compte des améliorations obtenues en configuration de gravimètre sur la sensibilité court terme de la mesure qui atteint 5. 10^-6 à 1 s. Il regroupe l'étude des limitations de la sensibilité, de l'exactitude et l'étude de la perte de contraste des interféromètres. Il présente aussi la mise en place d'une étape supplémentaire : l'implémentation d'un piège dipolaire visant obtenir un échantillon d'atomes plus dense et plus froidThe thesis presents the set up of the second version of the experiment FORCA-G (CAsimir FORce and Gravitation at short range). The purpose of this experiment is the measurement of short-range interactions between an atom and a massive surface. The measurement is realised thanks to atom interferometers using atoms trapped in a 1D vertical optical lattice. The energy levels of atoms in such a trap are shifted from lattice site to another by the force we aim at measuring. We move the atoms from site to site using counter-propagating Raman transitions. The atoms are moved from Δm lattice sites only if the Raman frequency matches υHFS +∆m.υB where υHFS is the frequency of the hyperfine ground state transition and υB is the Bloch frequency and represents the difference of potential energy between two wells in the case where the atoms are far from the surface. This thesis presents the implementation of a setup properly dedicated to FORCA-G in which the measurement of short-range forces will be possible. It reaches an improved short-term relative sensitivity on the measurement of the Bloch frequency of at 3.9 10-6 at 1s. It contains the studies of the limits in the sensitivity, the accuracy and the contrast losses. It also presents the implementation of a dipolar trap to further cool the atoms and increase their density (crossed dipolar trap with a 1064 broadband laser)
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Neradovskiy, Maxim. "Guides d’ondes dans un cristal de niobate de lithium périodiquement polarisé : fabrication et étude par des techniques de microscopie à sonde locale." Thesis, Nice, 2016. http://www.theses.fr/2016NICE4035/document.
Full textAbstract:
Nous avons étudié l'influence de la fabrication de guides d'ondes optiques par échange protonique doux(SPE) sur les cristaux de niobate de lithium (LN) polarisé périodiquement et nous avons montré que,dans certains cas, ce processus conduit à la création de nanodomaines en surface. Ces nanodomaines enforme d'aiguille peuvent être responsables de la réduction de l'efficacité de conversion non linéaireobservée dans les guides qui sont affectés. Nous avons également étudié l'influence de différents typesd'échange protonique sur la formation, par application d'un champ électrique, de domaines dans le LNcongruent. Cette étude montre que le seuil de nucléation peut être fortement réduit par la présence duguide d'onde et que l'apparition et le développement des domaines en forme de traits est fortementmodifiée. Elle montre également que la fusion des nanodomaines existants au voisinage des parois dedomaine aboutit à la formation de parois élargies et de domaines en forme de dendrites. En irradiantavec un faisceau d'électrons la surface Z- d'un échantillon de LN préalablement soumis à un échangeprotonique doux et recouvert d'une couche de résine électronique, nous avons réussi à former desdomaines avec des formes arbitraires. Par cette technique, nous avons fabriqué des domainespériodiques d'excellente qualité dans des cristaux présentant des guides canaux SPE. Des expériences degénération de deuxième harmonique dans ces guides nous ont permis d'obtenir des efficacités deconversion de 48%/W.cm2 ce qui est conforme aux prédictions ainsi que la forme des spectres d'accordde phase que nous avons observés. Ceci démontre tout l'intérêt de ce processusThe investigation of influence of the soft proton exchange (SPE) optical waveguide (WG) creation onperiodically poled lithium niobate (PPLN) has been done. It has been shown that the WG fabricationprocess can induce the formation of needle like nanodomains, which can be responsible for thedegradation of the nonlinear response of the WG created in PPLN crystals. The domain structure (DS)evolution has been studied in congruent lithium niobate (LN) crystals with surface layers modified bythree different proton exchange techniques. The significant decrease of the nucleation threshold fieldand qualitative change of domain rays nucleation and growth have been revealed. The formation of abroad domain boundary and dendrite domain structure as a result of nanodomains merging in front ofthe moving rays has been demonstrated. The formation of DS in LN with SPE by irradiation of coveredby electron resist polar surface of LN has been investigated. Formation of domains with arbitrary shapesas a result of discrete switching has been revealed. Finally, it has been demonstrated that electron beamirradiation of lithium niobate crystals with surface resist layer can produce high quality periodical domainpatterns after channel waveguide fabrication. Nonlinear characterizations show that the conversionefficiencies and the phase matching spectra conform to theoretical predictions, indicating that thiscombination presents a great interest for device fabrication. Second harmonic generation withnormalized nonlinear conversion efficiency up to 48%/(W cm2) has been achieved in such waveguides
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Aubert, Sébastien. "Etude de guides d'ondes intégrés sur verre par microscopie optique en champ proche utilisant des sondes diffusantes sans ouverture." Troyes, 2003. http://www.theses.fr/2003TROY0008.
Full textAbstract:
Observer la propagation de la lumière dans les structures guidantes est difficile voire impossible avec des dispositifs optiques standards. La microscopie optique en champ proche permet cette observation en utilisant des sondes fabriquées à partir de fibres optiques étirées. On parle de sondes à ouverture optique. Nous proposons, dans cette thèse, pour la première fois, de réaliser ces études avec des sondes de la microscopie à force atomique, métalliques ou semi-conductrices. On parle alors de sondes sans ouverture optique. Un microscope optique en champ proche à sonde sans ouverture a donc été développé à partir d'un AFM commercial et utilisé pour la caractérisation de guides d'ondes réalisés par échange d'ions. Après avoir montré comment détecter un champ évanescent en utilisant le mode contact intermittent de l'AFM et une détection synchrone, le processus de formation des images est analysé en détail. Il met en évidence un effet interférométrique entre le champ guidé, diffusé par la sonde et la lumière diffusée par les défauts de surface. Un tel microscope peut alors conduire à la détermination des grandeurs caractéristiques d'une structure guidante : cartographie du champ propagé, profils de mode en sortie de composant, mesure de constantes de propagation. Nous présentons le montage expérimental, les résultats sur la caractérisation de guides d'ondes confinés, l'observation du déséquilibres d'une jonction Y et le développement d'une détection interférométrique hétérodyne pour améliorer les performancesThe light propagation in waveguides cannot be directly observed using far field optics. Optical near-field microscopy allows this observation using tapered optical fiber probes. These probes are called aperture probes. In this thesis, we present for the first time the use of metallic of silicon atomic force microscope probes for the same application. These probes are called apertureless probes. An apertureless scanning near-field optical microscope has been developed from a commercial atomic force microscope and used in order to study ion exchange optical integrated devices. After we show how this set-up can detect an evanescent field using the tapping mode and a lock-in, the image formation process is analyzed in detail. It points out an interference effect between the field scattered by the probe and the field scattered by defects closed to the probe. This microscope then leads to the mapping of propagating field, the measurement of mode profiles at the component output and the determination of progatating constants. We show the experimental set-up, results for a straight waveguide, the imaging of a Y junction imbalance and we present a heterodyne interferometric detection to improve performances
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Al, Falou Ayman. "Implantation optique de correlateurs multivoies appliques a la reconnaissance des formes." Rennes 1, 1999. http://www.theses.fr/1999REN10099.
Full textAbstract:
La these s'interesse a l'etude sous un angle experimental des correlateurs optiques pour la multicorrelation. Differentes solutions ont ete envisagees. La solution retenue est celle qui se prete le mieux a la realisation d'un correlateur optique compact et a plusieurs voies reconfigurables. Dans un premier temps l'etude porte sur la realisation et l'evaluation des performances de correlateurs multivoies, ou les differentes voies sont physiquement separees. Le caractere non reconfigurable de ces architectures tient a ce que l'eclatement du spectre dans le plan de fourier en voies multiples, utilise un reseau fixe en entree. Apres avoir evalue les possibilites de reconfigurabilite des differentes architectures, nous avons choisi un correlateur a filtre de phase pure. La reconfigurabilite d'une telle architecture pose de nombreux problemes. L'etude s'est alors orientee vers les architectures du type filtres composites, ou la reconfigurabilite introduite dans le plan de fourier est plus facile a mettre en uvre car faite par le biais du filtre. Les differentes references se superposent dans ce dernier, mais sont assorties d'une porteuse differente. Cela pose evidemment le probleme du codage de l'information dans le plan de fourier, probleme d'autant plus aigu que dans ce plan on procede a une binarisation. Pour optimiser au mieux ce probleme, differents schemas de gestion du plan de fourier ont ete proposes. Une adaptation des filtres composites a la correlation est realisee d'une part par les filtres composites multivoies et d'autres part par le filtre composite segmente. Les performances de ces deux algorithmes sont alors comparees. Le deuxieme qui presente des proprietes plus interessantes, est retenu dans la realisation d'un correlateur compact multivoies dont les performances en termes de nombre de correlations et de vitesse sont evaluees par des simulations et des tests optiques.
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Capitaine, Thierry. "Reconnaissance optique de partitions musicales." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD852.
Full textAbstract:
La reconnaissance optique de partitions musicales reste un problème complexe à cause des lignes de portées qui relient entre-elles les différents symboles. C'est pour cette raison que les démarches classiques tentent de les supprimer par l'utilisation d'algorithmes complexes ne scindant pas les symboles. Notre approche s'appuie sur une exploitation directe des positions de ces lignes et sur la création d'interlignes virtuelles en tenant compte de la signification musicale qu'elles engendrent. Afin de limiter l'influence du biais, leur détection n'apparaît qu'au niveau des mesures. Il en est de même des phases de segmentation et de reconnaissance qui peuvent alors s'appuyer sur le contexte musical local à chaque mesure. Ces lignes et interlignes définissent les limites de 2x13 cumuls perpendiculaires (clef de Fa et clef de Sol) pour détecter la présence d'informations musicales (patterns). Ces derniers sont codés par trois caractères en fonction de leur forme, de leur hauteur et largeur. L'analyse de la position de ces derniers, associée avec les règles de positionnement des symboles musicaux, permet d'obtenir une représentation sous forme de chaîne de caractères de deux classes de symboles musicaux (analyse horizontale pour les liaisons et verticale pour les autres). Ces chaînes alimentent un analyseur syntaxique qui réalise la reconnaissance finale en tenant compte de leur signification musicale. Le contrôle du nombre de temps joués associé à la tonalité de chaque mesure et de l'historique des altérations rencontrées permettent de valider la reconnaissance. Les résultats obtenus pour diverses partitions de différentes tailles et orientations valident notre approche (90% de reconnaissance pour les symboles principaux).
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Monsterleet, Aymeric. "Etude des architectures optiques pour la génération de formes d'ondes électriques arbitraires pour applications radar." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112283.
Full textAbstract:
L'analyse du domaine des générateurs de signaux électriques de formes d'ondes (FO) arbitraires montre une demande croissante pour des applications militaires en radar ou en guerre électronique. Les solutions actuelles, basées sur des techniques d'électronique numérique et analogique sont limitées par la dynamique d'amplitude des convertisseurs numérique/analogique (CNA) et par la difficulté à réjecter les fréquences images inhérentes aux processus de mélange non-linéaire dans les composants hyperfréquences analogiques. De récentes recherches dans le domaine de la génération optique de FO font état de solutions non limitées par l'électronique pour de nombreuses applications de génération de signaux large bande, mais aucune ne permet à notre connaissance d'atteindre la résolution en fréquence suffisante pour simuler des FO de signatures Doppler de cibles radar. Typiquement une signature Doppler de cibles radar comporte des fréquences s'étendant de quelques hertz jusqu'à plusieurs dizaines de kilohertz autour de la fréquence centrale de fonctionnement du radar. De plus, pour être réalistes, ces signatures Doppler doivent être précisément définies en phase et en amplitude. Nous soutenons la thèse de la génération optique de FO électriques arbitraires permettant de générer des signaux radar complexes de signature Doppler de cibles. Nous mettons aussi en avant l'avantage de pouvoir générer de telles FO sur porteuse optique. Ainsi le signal de FO peut être distribué ou retardé par propagation dans une fibre optique ce qui constitue une qualité essentielle pour les applications de guerre électronique.
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Emonin, Stéphanie. "Analyse de circuits optiques passifs et actifs en microscopie a sonde locale." Dijon, 1998. http://www.theses.fr/1998DIJOS038.
Full textAbstract:
Le principal objectif de cette étude est de montrer que les microscopes à sonde locale sont tout-à-fait adaptés à la caractérisation de circuits optiques passifs et actifs de l'optique intégrée, que ce soit par une utilisation individuelle des microscopes AFM (atomic force microscope) et PSTM (photon scanning tunneling microscope) ou par le couplage de deux techniques AFM/LFM (lateral force microscope) et AFM/PSTM. Dans un premier chapitre, nous déterminons les longueurs d'onde de coupure de guides d'ondes planaires à gradient d'indice grâce a un PSTM. A l'aide d'une méthode numérique adaptée, on parvient à remonter aux caractéristiques opto-géométriques du guide et à comparer nos résultats avec ceux généralement obtenus par des méthodes plus classiques. Dans un deuxième chapitre, nous proposons quatre techniques utilisant des microscopes a sonde locale afin de pouvoir localiser les dopants de fibres optiques dopées erbium clivées. Des mesures de friction, de détection de phase, d'analyse modale et de fluorescence sont réalisées et montrent l'influence de la sonde locale utilisée (leviers AFM, fibre courbée, importance de la métallisation). Dans un troisième chapitre, nous étudions deux types de diodes laser a semi-conducteurs émettant dans le proche infra-rouge. Une étude comparative est réalisée avec les dispositifs AFM/LFM et AFM/PSTM qui permettent tous deux de détecter les modes transverses des diodes. Dans le cas de l'AFM/LFM, seuls les effets thermiques qui entrent en jeu fournissent une explication des images topographiques et de friction obtenues et mettent ainsi en évidence la sensibilité à la température d'un levier AFM classique.
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Tomczak, Jan Martin. "Propriétés spectrales et optiques des Matériaux corrélés." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003163.
Full textAbstract:
Dans cette thèse on s'intéresse aux propriétés spectrales et optiques des matériaux aux corrélations fortes de Coulomb. En introduisant un schéma pour la continuation analytique des énergies propres de Matsubara sur l'axe réel dans le cadre le plus général de la théorie de champ moyen dynamique des clusters, les propriétés spectrales résolues en angles deviennent accessibles. De plus, dans certaines approximations, ceci permet la détermination des propriétés optiques. Notamment, on développe dans cette thèse un formalisme pour la conductivité optique dans le langage d'une base localisée. En généralisant la substitution de Peierls pour les cas réalistes de plusieurs atomes par cellule élémentaire, nous obtenons une approche très flexible et facile a implémenter. Ces techniques sont appliquées à plusieurs composés: *l'oxyde de vanadium VO2* Alors que sa phase métallique est caractérisée par des forts effets de corrélations dynamiques, le spectre du VO2 isolant est bien décrit dans un langage à un particule, que l'on définira. L'image de l'isolant qui se forme à partir de notre analyse est celle d'un "isolant de Peierls à N particules". De plus, on calcule la conductivité optique des deux phases et on trouve un accord satisfaisant avec des expériences récentes. Finalement, on en déduit aussi la couleur du matériau. *les sesqui-oxyde des terres rares RE2O3 (RE=Ce, Pr, Nd, Pm)* Dans cette série on trace l'influence des orbitales 4f dans la bande interdite d'excitation et dans les spectres optiques. On trouve un accord raisonnable avec des expériences. *le sesqui-oxyde de vanadium V2O3" Dans notre analyse on trouve que la transition métal-isolant en fonction du dopage avec du chromium est causée par un agrandissement de l'écart due au champ cristallin, résultante des corrélations. Egalement, on trouve une sélectivité orbitale de la cohérence des quasi-particules dans le métal, qui permet à expliquer des résultats expérimentaux optiques récentes.
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Gagné, Christian. "Algorithmes évolutionnaires appliqués à la reconnaissance des formes et à la conception optique." Thesis, Université Laval, 2005. http://www.theses.ulaval.ca/2005/22701/22701.pdf.
Full textAbstract:
Les algorithmes évolutionnaires (AE) constituent une famille d’algorithmes inspirés
de l’évolution naturelle. Ces algorithmes sont particulièrement utiles pour la résolution
de problèmes où les algorithmes classiques d’optimisation, d’apprentissage ou de
conception automatique sont incapables de produire des résultats satisfaisants. On propose
dans cette thèse une approche méthodologique pour le développement de systèmes
intelligents basés sur les AE. Cette approche méthodologique repose sur cinq principes :
1) utiliser des algorithmes et des représentations adaptés au problème ; 2) développer
des hybrides entre des AE et des heuristiques du domaine d’application ; 3) tirer profit
de l’optimisation évolutionnaire à plusieurs objectifs ; 4) faire de la co-évolution pour
résoudre simultanément plusieurs sous-problèmes d’une application ou favoriser la robustesse
; et 5) utiliser un outil logiciel générique pour le développement rapide d’AE
non conventionnels. Cette approche méthodologique est illustrée par quatre applications
des AE à des problèmes difficiles. De plus, le cinquième principe est appuyé par l’étude
sur la généricité dans les outils logiciels d’AE.
Le développement d’applications complexes avec les AE exige l’utilisation d’un outil
logiciel générique. Six critères sont proposés ici pour évaluer la généricité des outils
d’AE. De nombreux outils logiciels d’AE sont disponibles dans la communauté, mais peu
d’entre eux peuvent être véritablement qualifiés de génériques. En effet, une évaluation
de quelques outils relativement populaires nous indique que seulement trois satisfont
pleinement à tous ces critères, dont la framework d’AE Open BEAGLE, développée
durant le doctorat. Open BEAGLE est organisé en trois couches logicielles principales,
avec à la base les fondations orientées objet, sur lesquelles s’ajoute une framework gén
érique comprenant les mécanismes généraux de l’outil, ainsi que plusieurs frameworks
spécialisées qui implantent différentes saveurs d’AE. L’outil comporte également deux
extensions servant à distribuer des calculs sur plusieurs ordinateurs et à visualiser des
résultats.
Ensuite, trois applications illustrent différentes approches d’utilisation des AE dans
un contexte de reconnaissance des formes. Premièrement, on optimise des classifieurs basés sur la règle du plus proche voisin avec la sélection de prototypes par un algorithme
génétique, simultanément à la construction de mesures de voisinage par programmation
génétique (PG). À cette co-évolution coopérative à deux espèces, on ajoute la
co-évolution compétitive d’une troisième espèce pour la sélection de données de test,
afin d’améliorer la capacité de généralisation des solutions. La deuxième application
consiste en l’ingénierie de représentations par PG pour la reconnaissance de caractères
manuscrits. Cette ingénierie évolutionnaire s’effectue par un positionnement automatique
de régions dans la fenêtre d’attention jumelé à la sélection d’ensembles flous pour
l’extraction de caractéristiques. Cette application permet d’automatiser la recherche de
représentations de caractères, opération généralement effectuée par des experts humains
suite à un processus d’essais et erreurs. Pour la troisième application en reconnaissance
des formes, on propose un système extensible pour la combinaison hiérarchique de classifieurs
dans un arbre de décision flou. Dans ce système, la topologie des arbres est
évoluée par PG alors que les paramètres numériques des unités de classement sont détermin
és par des techniques d’apprentissage spécialisées. Le système est testé avec trois
types simples d’unités de classement. Pour toutes ces applications en reconnaissance
des formes, on utilise une mesure d’adéquation à deux objectifs afin de minimiser les
erreurs de classement et la complexité des solutions.
Une dernière application démontre l’efficacité des AE pour la conception de syst`
emes de lentilles. On utilise des stratégies d’évolution auto-adaptatives hybridées avec
une technique d’optimisation locale spécialisée pour la résolution de deux problèmes
complexes de conception optique. Dans les deux cas, on démontre que les AE hybrides
sont capables de générer des résultats comparables ou supérieurs à ceux produits par
des experts humains. Ces résultats sont prometteurs dans la perspective d’une automatisation
plus poussée de la conception optique. On présente également une expérience
supplémentaire avec une mesure à deux objectifs servant à maximiser la qualité de
l’image et à minimiser le coût du système de lentilles.Evolutionary Algorithms (EA) encompass a family of robust search algorithms loosely inspired by natural evolution. These algorithms are particularly useful to solve problems for which classical algorithms of optimization, learning, or automatic design cannot produce good results. In this thesis, we propose a common methodological approach for the development of EA-based intelligent systems. This methodological approach is based on five principles : 1) to use algorithms and representations that are problem specific ; 2) to develop hybrids between EA and heuristics from the application field ; 3) to take advantage of multi-objective evolutionary optimization ; 4) to do co-evolution for the simultaneous resolution of several sub-problems of a common application and for promoting robustness ; and 5) to use generic software tools for rapid development of unconventional EA. This methodological approach is illustrated on four applications of EA to hard problems. Moreover, the fifth principle is explained in the study on genericity of EA software tools. The application of EA to complex problems requires the use of generic software tool, for which we propose six genericity criteria. Many EA software tools are available in the community, but only a few are really generic. Indeed, an evaluation of some popular tools tells us that only three respect all these criteria, of which the framework Open BEAGLE, developed during the Ph.D. Open BEAGLE is organized into three main software layers. The basic layer is made of the object oriented foundations, over which there is the generic framework layer, consisting of the general mechanisms of the tool, and then the final layer, containing several specialized frameworks implementing different EA flavors. The tool also includes two extensions, respectively to distribute the computations over many computers and to visualize results. Three applications illustrate different approaches for using EA in the context of pattern recognition. First, nearest neighbor classifiers are optimized, with the prototype selection using a genetic algorithm simultaneously to the Genetic Programming (GP) of neighborhood metrics. We add to this cooperative two species co-evolution a third coevolving competitive species for selecting test data in order to improve the generalization capability of solutions. A second application consists in designing representations with GP for handwritten character recognition. This evolutionary engineering is conducted with an automatic positioning of regions in a window of attention, combined with the selection of fuzzy sets for feature extraction. This application is used to automate character representation search, which is usually conducted by human experts with a trial and error process. For the third application in pattern recognition, we propose an extensible system for the hierarchical combination of classifiers into a fuzzy decision tree. In this system, the tree topology is evolved with GP while the numerical parameters of classification units are determined by specialized learning techniques. The system is tested with three simple types of classification units. All of these applications in pattern recognition have been implemented using a two-objective fitness measure in order to minimize classification errors and solutions complexity. The last application demonstrate the efficiency of EA for lens system design. Selfadaptative evolution strategies, hybridized with a specialized local optimisation technique, are used to solve two complex optical design problems. In both cases, the experiments demonstrate that hybridized EA are able to produce results that are comparable or better than those obtained by human experts. These results are encouraging from the standpoint of a fully automated optical design process. An additional experiment is also conducted with a two-objectives fitness measure that tries to maximize image quality while minimizing lens system cost.
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Zuquete, Guarato Alexandre. "Métrologie 3D de pièces de formes complexes par moyens optiques : Une application à l'équilibrage de vilebrequins." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00942486.
Full textAbstract:
Les travaux de thèse ont pour objectif de proposer une méthode flexible de mesure de balourds des vilebrequins. A l'heure actuelle, la mesure des balourds des vilebrequins est réalisée à l'aide de machines d'équilibrage, qui sont très dépendantes de la géométrie et de la typologie des vilebrequins. De ce constat, il semble intéressant de remplacer ces moyens de mesure mécanique par des moyens de mesure de géométrie de la peau plus flexibles vis-à-vis des typologies de pièces. Ces travaux ont mis en évidence les deux problématiques majeures : le calcul des balourds sur données bruitées et incomplètes issues de la numérisation, le choix des systèmes de numérisation acceptables vis-à-vis de l'équilibrage, et la planification de trajectoires de mesure respectant des contraintes de qualité et de temps de cycle. Une méthode de calcul de balourds à partir de données discrètes et basée sur une voxélisation a été développée. Un protocole d'évaluation de capteurs a été mis en place. Celui-ci est constitué d'indicateurs de qualité préalablement développés au Lurpa et de nouveaux indicateurs permettant de prendre en compte la complexité géométrique des vilebrequins. La méthode de planification de trajectoires s'appuie sur une voxélisation adaptative dans laquelle la taille des voxels est réglée en fonction du besoin. Les caractéristiques de la fenêtre de mesure du capteur sont prises en compte. La démarche globale d'équilibrage par mesure de la géométrie externe a été validée grâce à la numérisation de 7 vilebrequins avec deux différents systèmes de numérisation.