Academic literature on the topic 'Modes de galerie (WGM)'
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Journal articles on the topic "Modes de galerie (WGM)"
1
da Silva, Jaime, Elie R. Salameh, M. Volkan Ötügen, and Dominique Fourguette. "Photonic Seismometer Based on Whispering Gallery Modes." Seismological Research Letters 93, no. 2A (January 26, 2022): 753–62. http://dx.doi.org/10.1785/0220210253.
Full textAbstract:
Abstract We present the concept of an all-optical seismometer based on the principle of optical whispering gallery modes (WGMs). The proposed sensor is compact, rugged, low power, and resistant to electromagnetic interference. A cantilever configuration of a fiber-pigtailed photonic integrated circuit with a ring resonator is employed as the sensing element. The measurement approach is based on the optical excitation of the WGMs of a ring resonator using a 1313 nm tunable diode laser. A digital signal processing system analyzes the recorded WGM scans. The base acceleration is calculated from the WGM shifts caused by the deformation of the optical ring resonator. A prototype seismometer is developed, calibrated, and tested. The frequency response of the seismometer is assessed by observing the free vibration of the sensor. The preliminary results are encouraging and suggest that a WGM-based optical seismometer is feasible.
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Du, Xiao-Jing, Xu-Tao Tang, Bo Xie, Lin Ma, Ma-Long Hu, Jun He, and Zhong-Jian Yang. "Turning whispering-gallery-mode responses through Fano interferences in coupled all-dielectric block-disk cavities." Optics Express 31, no. 18 (August 17, 2023): 29380. http://dx.doi.org/10.1364/oe.500562.
Full textAbstract:
Here, we theoretically demonstrate a strategy for efficiently turning whispering-gallery-mode (WGM) responses of a subwavelength dielectric disk through their near-field couplings with common low-order electromagnetic resonances of a dielectric block. Both simulations and an analytical coupled oscillator model show that the couplings are Fano interferences between dark high-quality WGMs and bright modes of the block. The responses of a WGM in the coupled system are highly dependent on the strengths and the relative phases of the block modes, the coupling strength, and the decay rate of the WGM. The WGM responses of coupled systems can exceed that of the individual disk. In addition, such a configuration will also facilitate the excitation of WGMs by a normal incident plane wave in experiments. These results could enable new applications for enhancing light-matter interactions.
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Kozlov, D., and V. Kotlyar. "Focusing of laser light using a dielectric cylinder carrying higher-order whispering gallery modes." Computer Optics 39, no. 3 (2015): 324–31. http://dx.doi.org/10.18287/0134-2452-2015-39-3-324-331.
Full textAbstract:
We demonstrated that plane wave diffraction on a dielectric cylinder with resonant radius produces a broader focal spot in case of TM-polarization, and resonant radiuses of whispering gallery modes (WGM) for TM-polarized illumination are significantly greater than corresponding radiuses for TE-polarization. We also showed that high order WGM are exited in cylinders with radiuses close to extreme value conditions of Bessel functions, and that increasing WGM order not necessary leads to stronger light confinement in the focal spot.
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Ali, Amir R., and Mohamed A. Kamel. "Mathematical Model for Electric Field Sensor Based on Whispering Gallery Modes Using Navier’s Equation for Linear Elasticity." Mathematical Problems in Engineering 2017 (2017): 1–8. http://dx.doi.org/10.1155/2017/9649524.
Full textAbstract:
This paper presents and verifies the mathematical model of an electric field senor based on the whispering gallery mode (WGM). The sensing element is a dielectric microsphere, where the light is used to tune the optical modes of the microsphere. The light undergoes total internal reflection along the circumference of the sphere; then it experiences optical resonance. The WGM are monitored as sharp dips on the transmission spectrum. These modes are very sensitive to morphology changes of the sphere, such that, for every minute change in the sphere’s morphology, a shift in the transmission spectrum will happen and that is known as WGM shifts. Due to the electrostriction effect, the applied electric field will induce forces acting on the surface of the dielectric sphere. In turn, these forces will deform the sphere causing shifts in its WGM spectrum. The applied electric field can be obtained by calculating these shifts. Navier’s equation for linear elasticity is used to model the deformation of the sphere to find the WGM shift. The finite element numerical studies are performed to verify the introduced model and to study the behavior of the sensor at different values of microspheres’ Young’s modulus and dielectric constant. Furthermore, the sensitivity and resolution of the developed WGM electric filed sensor model will be presented in this paper.
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Rivera-Pérez, E., A. Díez, J. L. Cruz, E. Silvestre, and M. V. Andrés. "Analysis of whispering gallery modes resonators: wave propagation and energy balance models." Suplemento de la Revista Mexicana de Física 2, no. 1 Jan-Mar (March 31, 2021): 81–86. http://dx.doi.org/10.31349/suplrevmexfis.2.1.81.
Full textAbstract:
Electromagnetic whispering gallery modes (WGM) are surface waves guided by the curvature of an interface. Microspheres, microdisks and microcylinders –as for example standard optical fibers– are high quality microresonators for the WGM. In fact, they can be regarded as compact and small ring resonators. Here, we present a comparison between wave propagation and energy balance models, stablishing the equivalence and discussing the basic characteristics of these two complementary approaches.
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Zadorin, A. S., and A. A. Lukina. "A RESONANCE SYSTEM OF AN OPTOELECTRONIC OSCILLATOR BASED ON A TRANSMISSIONTYPE PLANAR OPTICAL DISK MICROCAVITY." Computer Optics 42, no. 1 (March 30, 2018): 60–66. http://dx.doi.org/10.18287/2412-6179-2018-42-1-60-66.
Full textAbstract:
It is noted that the best technical characteristics of optoelectronic microwave self-oscillators (OESO) are reached in schemes employing high-Q optical microresonators (OMR) working in the traveling wave modes (TWM). A possibility of using disk OMRs excited by fundamental whispering gallery modes (WGM) has been considered. Multielement coupling devices (CD) for such resonators have been investigated. They are constructed on the basis of planar optical waveguides (POWG) located over the disk resonator surface in a region bounded by the outer and inner caustics of the WGM. Models of this device have been proposed. The corresponding calculations have been provided.
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Yang, Chengkun, Hao Zhang, Bo Liu, Haifeng Liu, Chao Wang, and Shiwei Lin. "Electrically tuned whispering gallery modes microresonator based on microstructured optical fibers infiltrated with dual-frequency liquid crystals." Nanophotonics 7, no. 7 (June 23, 2018): 1333–40. http://dx.doi.org/10.1515/nanoph-2018-0042.
Full textAbstract:
AbstractAn electrically tunable whispering gallery mode (WGM) microresonator based on an HF-etched microstructured optical fiber (MOF) infiltrated with dual-frequency liquid crystals (DFLCs) is proposed and experimentally demonstrated for the investigation of the crossover frequency and Freedericksz transition of DFLCs. Experimental results indicate that for applied electric field with operation frequency below the crossover frequency, WGM resonance wavelength decreases with the increment of applied electric field strength. On the contrary, for applied electric field with operation frequency beyond the crossover frequency, WGM resonance dips show red shift as the applied electric field intensity increases. The proposed electrically tunable microcavity integrated with DFLCs is anticipated to find potential applications in optical filtering, all-optical switching, and electrically manipulated bi-directional micro-optics devices.
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Woska, Simon, Lukas Rebholz, Pascal Rietz, and Heinz Kalt. "Intrinsic mode coupling in mirror-symmetric whispering gallery resonators." Optics Express 30, no. 18 (August 24, 2022): 32847. http://dx.doi.org/10.1364/oe.459348.
Full textAbstract:
Rotationally symmetric micro-cavities with disk, ring or toroidal shape displaying whispering gallery modes (WGMs) play an essential role in modern-day photonics. Due to the reduced symmetry of such resonators compared to spheres, an exact analytical model yielding WGMs as solutions does not exist. The established WGM classification scheme based on approximated analytical solutions is generally useful but neglects a possible interaction between the different modes. In this paper, we assess the limitation of the validity of this established classification based on extensive finite element method (FEM) simulations. We investigate respective mode couplings as well as underlying selection rules based on avoided crossings of the modes’ resonance wavelengths. We propose conserved mode properties solely based on true symmetries of the underlying refractive-index distribution and deduce a novel WGM classification scheme.
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Peng, Bo, Şahin Kaya Özdemir, Matthias Liertzer, Weijian Chen, Johannes Kramer, Huzeyfe Yılmaz, Jan Wiersig, Stefan Rotter, and Lan Yang. "Chiral modes and directional lasing at exceptional points." Proceedings of the National Academy of Sciences 113, no. 25 (June 6, 2016): 6845–50. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1603318113.
Full textAbstract:
Controlling the emission and the flow of light in micro- and nanostructures is crucial for on-chip information processing. Here we show how to impose a strong chirality and a switchable direction of light propagation in an optical system by steering it to an exceptional point (EP)—a degeneracy universally occurring in all open physical systems when two eigenvalues and the corresponding eigenstates coalesce. In our experiments with a fiber-coupled whispering-gallery-mode (WGM) resonator, we dynamically control the chirality of resonator modes and the emission direction of a WGM microlaser in the vicinity of an EP: Away from the EPs, the resonator modes are nonchiral and laser emission is bidirectional. As the system approaches an EP, the modes become chiral and allow unidirectional emission such that by transiting from one EP to another one the direction of emission can be completely reversed. Our results exemplify a very counterintuitive feature of non-Hermitian physics that paves the way to chiral photonics on a chip.
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Ivanov, Alexey, Kirill Min`kov, Alexey Samoilenko, and Gennady Levin. "The Measurement of Nanoparticle Concentrations by the Method of Microcavity Mode Broadening Rate." Sensors 20, no. 20 (October 21, 2020): 5950. http://dx.doi.org/10.3390/s20205950.
Full textAbstract:
A measurement system for the detection of a low concentration of nanoparticles based on optical microcavities with whispering-gallery modes (WGMs) is developed and investigated. A novel method based on the WGM broadening allows us to increase the precision of concentration measurements up to 0.005 ppm for nanoparticles of a known size. We describe WGM microcavity manufacturing and quality control methods. The collective interaction process of suspended Ag nanoparticles in a liquid and TiO2 in the air with a microcavity surface is studied.
Dissertations / Theses on the topic "Modes de galerie (WGM)"
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Jana, Subha. "Biodetection using fluorescence energy transfer from Quantum dot excited whispering gallery modes to fluorescent acceptors." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2021. http://www.theses.fr/2021UPSLS081.
Full textAbstract:
La quantification de biomarqueurs spécifiques est un outil de diagnostic important. Les tests immunologiques standards tels que ELISA nécessitent de nombreuses étapes de lavage et une amplification du signal, en particulier à faible concentration. D'autre part, le transfert d'énergie résonant de type Förster (FRET) a été utilisé pour concevoir des tests biologiques homogènes en une seule étape qui ne nécessitent aucune étape de lavage, où le biomarqueur permet la formation d'un complexe "sandwich" impliquant des anticorps marqués par le donneur et d'autres marqués par l'accepteur. Le FRET du donneur vers l'accepteur fournit alors une signature optique de la formation du complexe, et donc du biomarqueur d'intérêt. Cependant, le FRET, qui est très sensible à la distance donneur-accepteur, ne se produit à un taux significatif que lorsque la distance donneur-accepteur est inférieure à 10 nm; la grande taille de nombreux complexes biologiques limite l'efficacité du transfert d'énergie, empêchant une détection sensible. Je propose ici une nouvelle modalité de transfert d'énergie qui utilise des microcavités optiques en solution. Ensuite, je décris un schéma de biodétection pour détecter un oligonucléotide biomarqueur de cancer en solution.À cette fin, j'ai conçu des structures de microcavité dans lesquelles des nanocristaux fluorescents sont placées à l'intérieur de microsphères diélectriques pour permettre un couplage fort de leur émission de fluorescence avec les modes de résonance de la cavité, appelés modes de galerie (WGM). J'ai étudié les propriétés structurelles et optiques de ces microcavités optiques. J'ai également caractérisé le transfert d'énergie entre ces modes et des nanoparticules acceptrices chargées de colorants présentes dans le champ évanescent, à quelques dizaines de nm au-dessus de la surface des microsphères. J’ai développé un modèle analytique pour caractériser les mécanismes de transfert d'énergie médié par les WGM (WGET). De plus, une comparaison entre WGET et FRET a révélé la supériorité du WGET dans le contexte de la construction de capteurs en termes de sensibilité et de portée de détection. Dans la dernière partie de la thèse, j’ai développé une stratégie pour fonctionnaliser ces microcavités optiques et leur permettre d'interagir avec des analytes cibles tels que l'ADN, l'ARN et les protéines avec une bonne spécificité. Cette stratégie a ensuite été adaptée pour fixer des sondes de capture d'ADN sur les microcavités activées par WGM. En utilisant les microsphères fixées à l'ADN comme donneur optique en combinaison avec des nanoparticules de colorants fonctionnalisées par un ADN complémentaire comme accepteurs optiques, un test de biodétection a été démontré avec succès pour détecter en solution un biomarqueur de cancer appelé survivine. Ce test a démontré une bonne sensibilité envers la cible, et s'est également avéré très spécifique. Le schéma de détection a été démontré dans un microscope confocal, au niveau de microsphères individuelles, puis transposé avec succès dans un instrument beaucoup plus simple tel qu'un spectrofluoromètre qui mesure la fluorescence de l'ensemble de la solution; la signature de la formation d'un complexe sandwich a été détectée efficacement.En conclusion, j'ai démontré que le transfert d'énergie assisté par microcavité présente plusieurs avantages par rapport aux tests FRET ordinaires. Un véritable test de biodétection basé sur le principe du WGET a également été conçu avec succès pour détecter des biomarqueurs du cancer avec une sensibilité et une spécificité élevées. Cette étude ouvre donc de nombreuses possibilités pour concevoir des tests plus performants et plus précis pour détecter diverses entités biologiquesQuantification of specific biomarkers is an important diagnostic tool. Standard immunoassays such as ELISA require extensive washing steps and signal amplification, in particular when the biomarker of interest is only present at very low concentrations. On the other hand, non-radiative Förster resonance energy transfer (FRET) has been used to design one-step homogenous bioassays which do not require any washing steps, where the biomarker enables the formation of a sandwich complex involving donor-labeled and acceptor-labeled antibodies. FRET from the donor to the acceptor then provides an optical signature of the complex formation, hence of the biomarker of interest. However, FRET which is highly sensitive to the donor-acceptor distance, only occurs in a significant rate when the distance between the donor and acceptor is less than 10 nanometers; thus the large size of many biological complexes limits the efficiency of energy transfer, preventing sensitive detection. Here I propose a novel energy transfer modality that uses solution-phase optical microcavities to enhance energy transfer. Following that, I describe a bio-sensing scheme designed to detect a cancer biomarker DNA in solution.To this aim, I have designed microcavity structures in which fluorescent colloidal quantum dots are located inside dielectric polymer microspheres to enable strong coupling of their fluorescence emission with the cavity resonance modes or whispering gallery modes (WGMs) of the microspheres. A detailed study was carried out to comprehend the structural and optical properties of these optical microcavities. I also characterized the energy transfer between these modes and acceptor dye-loaded nanoparticles present in the evanescent field, within a few tens of nanometers above the microsphere surface. An analytical model was constructed to provide insights into the WGM mediated energy transfer (WGET) mechanisms. Moreover, a comparison between WGET and FRET revealed the superiority of WGET in the context of building sensors with improved sensitivity and longer range of detection. In the last part of the thesis, a strategy is discussed in detail to provide biological functionalities to these optical microcavities which would enable them to interact with target analytes such as DNA, RNA, and proteins with high specificity, and moreover to reduce non-specific interactions. This strategy then was adapted to attach DNA capture probes onto the WGM enabled microcavities. Using the DNA attached microspheres as optical donor in combination with probe-DNA functionalized dye nanoparticles as optical acceptors, a biosensing assay has been successfully demonstrated to detect a cancer biomarker DNA called survivin in the solution phase. This assay did not only show good sensitivity towards the target, but also it has proven to be highly specific. The detection scheme has been demonstrated in a sophisticated confocal microscope at the single microsphere level, then successfully translated to a much simpler spectrofluorometer that measures fluorescence from the whole sample solution; the signature of the sandwich complex formation was also effectively detected.In conclusion, I demonstrated that microcavity-assisted energy transfer has several advantages over regular FRET assays. A real bio-sensing assay based on the WGET principle has also been successfully designed to detect cancer biomarkers with high sensitivity and specificity. This study thus opens up many possibilities to design high-performing and more accurate assays to detect varieties of biological entities
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Arnaud, Carole. "Étude de fonctions actives et/ou passives à base demicro-résonateurs à modes de galerie." Phd thesis, Université Rennes 1, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00121317.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse portent sur l'étude de résonateurs cyclique (à symétrie de révolution) dans lesquels existent des modes confinés de très haute surtension, appelés « modes de galerie ». Dans ces modes, la lumières est guidée dans le diélectrique constituant le résonateur le long d'un cercle équatorial par une succession de réflexion totales internes à l'interface diélectrique/air et les résonances correspondent à une condition de retour en phase. Les résonances sont très fines ce qui permet d'envisager des applications aussi biens passives (filtrage, insertion/extraction) qu'active (laser faible seuil, fonction non-linéaire).Ce manuscrit de thèse est constitué de deux parties distinctes :
La première partie, qui concerne les fonctions passives à base de micro-résonateur planaire, présente différents outils (numérique et analytique) qui permettent de modéliser le comportement de ces structures et démontre la complémentarité de ces outils.
La deuxième partie concerne les lasers micro-sphériques (dopés Erbium) et plus précisément le problème de l'interaction entre les modes d'une micro-sphère et un miroir métallique.
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Benmessai, Karim. "Maser cryogénique à modes de galerie." Besançon, 2008. http://www.theses.fr/2008BESA2015.
Full textAbstract:
Les oscillateurs les plus stables au monde sont ceux utilisant un résonateur saphir placé à basse température. Dans ce cas, le résonateur est utilisé en mode passif et l'oscillation est entretenue par un amplificateur placé à température ambiante. Pour atteindre des stabilités ultimes, ce dispositif doit être complété par plusieurs asservissements afin de pallier les dérives de phase et d'amplitude du signal dans la boucle d'oscillation. Ce type d'oscillateur est donc encombrant et difficile à mettre en oeuvre dans des applications de terrain. L'objectif de cette thèse est de valider un autre principe d'utilisation du résonateur saphir : le MASER à modes de galerie. L'idée cette fois est de mettre à profit la présence d'impuretés paramagnétiques dans le cristal de saphir pour obtenir un effet MASER auto- entretenu. L'ensemble du dispositif est maintenant dans le même ensemble physique, à savoir le résonateur saphir et l'amplificateur placés à basse température. Le principe du MASER à modes de galerie a été démontré à l'aide de résonateurs saphir de type HEMEX, contenant des impuretés du type Fe3+. Son principe est fondé sur le MASER à trois niveaux d'énergie sans champ magnétique dc. En pompant les ions au moyen d'un mode de galerie à une fréquence de 31 GHz, une oscillation peut être obtenue via un autre mode de galerie à 12,04 GHz. Le niveau de puissance maximal obtenu à la sortie du résonateur est de 6. 10'9 W (dix mille fois supérieur à celui d'un Maser H) pour une' concentration ionique de quelques 10 ppb. Un modèle combinant le comportement des modes de galerie et celui des ions dans la matrice saphir a permis de décrire l'évolution de la puissance MASER en fonction de différents paramètres, tels que la température, les couplages des modes de galerie (à 12 GHz et à 31 GHz) et la concentration ionique. Des mesures sur l'instabilité relative du MASER, pour des niveaux de puissance de l'ordre de 10. 12 W, ont montré que cet oscillateur n'est limité à court terme que par le bruit thermique. Une autre expérience comparant le Whigmo à un oscillateur saphir cryogénique (OSC) à l'état de l'art a montré que le MASER présente une instabilité inférieure à quelques 10. 14 à court terme. Ce travail suggère que le MASER fonctionnant à une puissance de 3. 10. 9 W pourrait présenter des niveaux d'instabilité à court terme. En conclusion le MASER saphir cryogénique à mode de galerie est un oscillateur alliant les performances des OSC classiques et une extrême simplicité et pourrait à terme remplacer les OSCThe most stable oscillators use a sapphire resonator placed at low temperature. This resonator is used in a passive configuration and the oscillation is maintained by an amplifier at room temperature. To reach ultimate stabilities, several controls must be implemented in order to mitigate the phase and amplitude drifts of the signal in the oscillation loop. Such an oscillator is thus cumbersome and difficult to implement in ground applications. The main objective of this thesis is to validate another principle of the use of sapphire resonator: the Whispering Gallery modes MASER Oscillator (Whigmo). The idea is to use paramagnetic impurities that are present within the sapphire crystal to obtain a self-sustained MASER effect. The Whigmo principle has been demonstrated by using HEMEX sapphire resonators, containing paramagnetic ions (Fe3+ ions). Its principle is based on the three energy levels MASER at zero dc magnetic field. By pumping the ions thanks to a whispering gallery (WG) mode at 31 GHz, an oscillation is obtained via another WG mode at 12. 04 GHz. The maximum power delivred is of about 6. 10. 9 W (ten thousand times higher than an H-Maser) for ionic concentration as Iow as 10 ppb. A model combining the WG modes and the behaviour of the ions within the sapphire matrix, allows to describe the Maser power evolution according to various parameters, such as temperature. . Couplings of the WG modes (at 12 GHz and 31 GHz) and the ionic concentration. Measurements on the MASER instability for a power of about 10-12 W, showed that this oscillator is limited only at short term the thermal noise. An instability lower than 10. 14 at short term has been shown through another experiment, by comparing the Whigmo to the state of the art Cryogenic Sapphire Oscillator (CSO). This work suggests that the MASER working at power of 6. 10. 9 W could deliver short-term instability of about 1. 10. 1611/2. The Whigmo is then an oscillator that combine the performances of the traditional CSO and an extreme simplicity. Ln the near future it will elsewhere become the successor of the traditional CSO
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Paquet, Alex. "Biodétection au moyen des modes de galerie de microsphères fluorescentes." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28672/28672.pdf.
Full text
5
Shah, Suhani Kiran. "Modeling scattered intensity from microspheres in evanescent field." Thesis, [College Station, Tex. : Texas A&M University, 2007. http://hdl.handle.net/1969.1/ETD-TAMU-2021.
Full text
6
Mariani, Silvia. "Mélange à trois ondes dans des microcavités semiconductrices à modes de galerie." Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077095.
Full textAbstract:
Les micro-résonateurs semiconducteurs à modes de galerie (WGM) ont acquis une place très importante dans la photonique actuelle, en tant qu'environnement idéal pour des interactions lumière-matière amplifiées comme les processus de conversion de fréquence. Ces cavités optiques permettent d'emmagasiner l'énergie électromagnétique dans un volume sub-p3, en y piègent les rayons optiques par réflexion totale interne. L'intérêt vers les microcavités WGM trouve son origine dans les facteurs de qualité très élevés et dans la promesse d'applications dans la recherche fondamentale ainsi que dans l'ingénierie. Grâce à leurs hautes performances, elles peuvent être intégrées sur une puce photonique et trouver nombreuses applications dans les lasers à boîtes quantiques, dans l'optomécanique, dans la détection ou encore dans l'optique quantique. Ce travail de thèse a porté sur l'étude du mélange à trois ondes dans le cadre de deux projets différents. Dans un premier temps je présente les développements effectués afin de fabriquer des micro-résonateurs originaux nous ayant permis d'observer la génération de second harmonique autour de 775 nm, avec une longueur d'onde de pompe autour de 1550 nm L'efficacité non-linéaire obtenue est comparable avec les dispositifs à l'état de l'art dans la plate-forme III-V. La deuxième partie des expériences s'inscrit dans le cadre du projet européer TREASURE. L'objectif est la démonstration d'un émetteur THz pompé électriquement, basé sur la différence de fréquence et opérationnel à température ambiante en continu. Je présente les caractérisations effectuées dans le proche-IR et dans le THz, afin de pouvoir comparer les résultats avec nos simulationsSemiconductor whispering-gallery-mode (WGM) microresonators have already gained a prominent place in today's photonics, as an ideal environment for highly enhanced light-matter interactions like nonlinear wave mixing and optomechanics. These optical cavities can store optical energy on a sub-pm3 volume, by trapping light via total internai reflection. The interest drawn by WGM microcavities originates from their high quality factors and promise of applications for fundamental science and engineering purposes. Thanks to their versatility and high performances, they can be integrated on a photonic chip and involved in a wide set of applications, such as quantum-dot lasers, optomechanics, nanosensing, or quantum optics. This doctoral work deals with the study of three wave mixing processes in two different frameworks. First, I show the development made to fabricate some original micro-resonators that have enabled us to observe second harmonic generation around 775 nm, with a pump wavelength around 1550 nm. The obtained nonlinear efficiency is comparable to the state-of-the-art devices in the III-V platform. The second part of the experiments finds its place within the European project TREASURE. The main goal is the demonstration of an electrically pumped, CW THz emitter, based on difference frequency generation at room temperature. I present the measurements in the near-IR and THz regions performed to compare our results and simulations
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Nigon, Frédéric. "Conception de circuits planaires microondes à modes de galerie des résonateurs diélectriques." Limoges, 1997. http://www.theses.fr/1997LIMO0011.
Full textAbstract:
Ce memoire presente l'application des modes de galerie des resonateurs dielectriques a trois types de dispositifs hyperfrequences integres : les filtres passe bande, les combineurs de puissances et les oscillateurs. Pour chaque cas, les techniques de realisation courantes sont presentees. Puis, des topologies basees sur la propagation du mode de galerie dans le resonateur sont proposees et etudiees. La conception et l'optimisation de ces dispositifs sont realisees a l'aide de l'analyse electromagnetique par la methode des elements finis. Celle ci est appliquee dans un premier temps a la caracterisation du couplage entre un resonateur dielectrique excite sur un mode de galerie et deux lignes microrubans paralleles. Par la suite, l'analyse electromagnetique globale des dispositifs est presentee. Afin d'en faciliter l'etude et l'optimisation, une approche par segmentation et chainage des matrices de repartition generalisees est decrite. Ce travail a permis l'optimisation et la realisation de dispositifs en technologie microruban fonctionnant principalement dans la bande de frequence ku. Les mesures experimentales soulignent l'excellente prediction des resultats grace a l'analyse electromagnetique. Les filtres presentent des bandes passantes tres etroites. Un rendement de combinaison superieur a 82% est obtenu pour un combineur de puissances deux voies. Enfin, une topologie originale d'oscillateur a resonateur dielectrique est proposee. La frequence d'oscillation et la puissance de sortie theoriques presentent un tres bon accord avec l'experimentation.
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Jager, Jean-Baptiste. "Fabrication et étude optique de microcavités à modes de galerie intégrées sur silicium." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENY017/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a consisté à mettre en place toute une filière de fabrication de microtores en silice sur silicium (étapes de lithographie et de gravure en salle blanche pour la réalisation de microdisques, installation d'un banc optique permettant la transformation du résonateur en microtore par un procédé de recuit laser CO2), à installer un banc optique permettant de mesurer la largeur spectrale de leurs résonances optiques à 1.55 µm et enfin, à explorer l'intégration d'émetteurs de lumière composés d'éléments de la colonne IV comme du silicium et du germanium, dans ces cavités. Des microtores supportant des résonances de facteur de qualité Q proche de 10^8 à 1.55 µm ont été fabriqués. Ces réalisations sont très proches de l'état de l'art et valident à la fois la fabrication des cavités et le banc optique permettant les mesures spectrales des modes de galerie (WGM). Grâce à un contrôle fin des différentes étapes de fabrication, de nouveaux résonateurs ont également été réalisés, des microsphères de silice sur puce de petits rayons (entre 5 et 14 µm). Une étude détaillée de ces résonateurs est présentée. Des Q proches de 10^8 ont également été mesurés. Des cavités WGM comportant une couche de nanoclusters de silicium dans une matrice de silice avec des ions erbium (SiOx : Er) sont étudiées en photoluminescence. Un couplage des ces émetteurs à des WGM est observé à température ambiante dans le visible et dans l'infrarouge. Un travail de couplage du germanium aux WGM a commencé et semble prometteurThis work consisted in developing a fabrication process of silica microtoroids on a silicon chip (steps of lithography and etching in clean room for the realization of microdisks, set up of an optical bench to form a microtoroid with a reflow treatment of a silica microdisk by a CO2-laser), setting up an optical bench to measure the linewidth of their optical resonances at 1.55 µm and finally, exploring light emitters integration in these cavities such as silicon and germanium. Very high quality-factors (Q) close to 10^8 at 1.55µm have been measured on microtoroids. These realizations are very close to the State of the art and validate both the fabrication of these cavities and the optical bench to measure the linewidth of their Whispering Gallery Modes (WGM). With a precise control of the fabrication steps, new resonators have also been fabricated, silica microspheres on a chip with small radii (5 < r < 14µm). An in-depth study of these last ones is presented. Q-factors close to 10^8 have also been measured on microspheres. WGM cavities with a SiOx: Er layer (silicon nanoclusters in silica with erbium ions) are studied by photoluminescence. Coupling of these light emitters to WGM is observed in visible and near infrared at room temperature. A work of coupling of germanium to WGM began and seems promising
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Verbert, Jérémy. "Réalisation et étude optique de microcavités à modes de galerie intégrées sur silicium." Phd thesis, Grenoble 1, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00143070.
Full textAbstract:
Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit a consisté à explorer les possibilités d'associations d'émetteurs compatibles silicium efficaces à température ambiante avec des cavités à modes de galerie intégrées sur silicium.La première partie de l'étude concerne le développement de matériau émetteur utilisant l'erbium. Différentes matrices sont utilisées afin d'aboutir à une émission efficace à 1,54 µm à température ambiante : silice, silicium sur isolant (SOI) et silice non-stoechiométrique (SRO : nanoclusters de silicium en matrice de silice). Les émetteurs retenus pour l'étude, le silicium sur isolant et l'erbium associé au SRO, sont ensuite intégrés à des cavités de type microdisque par des procédés de lithographie et gravure dérivés de ceux utilisés en microélectronique. Dans le cas des disques à base de silice, un recuit au laser CO2 permet de s'affranchir des rugosités résiduelles par fusion des bords du disque conduisant à la formation de tores.
Les structures obtenues sont ensuite étudiées au moyen d'un banc de photoluminescence spécifique développé au laboratoire tenant compte des caractéristiques de l'émission dans les modes de galerie et permettant leur évaluation fine. Le couplage de l'émission du silicium et du SRO dopé erbium à des modes de galerie possédant des facteurs de qualité de plusieurs milliers (jusqu'à Q ≈ 90000) est ainsi observé à température ambiante. Ces résultats, associés à la possibilité de coupler les cavités à des guides démontrée pour les disques SOI, ouvrent des perspectives particulièrement intéressantes du point de vue de la recherche appliquée (sources intégrées) comme de la recherche fondamentale (effets CQED sur les terres rares).
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Jager, Jean-baptiste. "Fabrication et étude optique de microcavités à modes de galerie intégrées sur silicium." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00768049.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a consisté à mettre en place toute une filière de fabrication de microtores en silice sur silicium (étapes de lithographie et de gravure en salle blanche pour la réalisation de microdisques, installation d'un banc optique permettant la transformation du résonateur en microtore par un procédé de recuit laser CO2), à installer un banc optique permettant de mesurer la largeur spectrale de leurs résonances optiques à 1.55 µm et enfin, à explorer l'intégration d'émetteurs de lumière composés d'éléments de la colonne IV comme du silicium et du germanium, dans ces cavités. Des microtores supportant des résonances de facteur de qualité Q proche de 10^8 à 1.55 µm ont été fabriqués. Ces réalisations sont très proches de l'état de l'art et valident à la fois la fabrication des cavités et le banc optique permettant les mesures spectrales des modes de galerie (WGM). Grâce à un contrôle fin des différentes étapes de fabrication, de nouveaux résonateurs ont également été réalisés, des microsphères de silice sur puce de petits rayons (entre 5 et 14 µm). Une étude détaillée de ces résonateurs est présentée. Des Q proches de 10^8 ont également été mesurés. Des cavités WGM comportant une couche de nanoclusters de silicium dans une matrice de silice avec des ions erbium (SiOx : Er) sont étudiées en photoluminescence. Un couplage des ces émetteurs à des WGM est observé à température ambiante dans le visible et dans l'infrarouge. Un travail de couplage du germanium aux WGM a commencé et semble prometteur.
Books on the topic "Modes de galerie (WGM)"
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Blum, Stella, and Bennard B. Perlman. Eighteenth-Century French Fashions Plates: 64 Engravings from the "Galerie des Modes", 1778-1787. Dover Publications, Incorporated, 2016.
Find full textBook chapters on the topic "Modes de galerie (WGM)"
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Vollmer, Frank, and Deshui Yu. "Applications of WGM Microcavities in Physics." In Optical Whispering Gallery Modes for Biosensing, 175–255. Cham: Springer International Publishing, 2022. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-06858-4_4.
Full textConference papers on the topic "Modes de galerie (WGM)"
1
Alekseev, P. A., M. S. Dunaevskiy, A. M. Monakhov, V. V. Dudelev, G. S. Sokolovskii, A. Baranov, and R. Teissier. "AFM visualization of half-disk WGM laser modes." In 2016 International Conference Laser Optics (LO). IEEE, 2016. http://dx.doi.org/10.1109/lo.2016.7549730.
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2
Miao, Yadong, Zhuo Zhang, Mi Li, Yu Xiang, Yunchong Peng, Qiang Chen, and Yuejiang Song. "Hybrid WGM-SPP modes in metal-coated microcylinder." In SPIE/COS Photonics Asia, edited by Zhiping Zhou and Kazumi Wada. SPIE, 2016. http://dx.doi.org/10.1117/12.2247800.
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3
Gizatulin, Azat, and Albert Sultanov. "Application of whispering gallery modes (WGM) in optical communications." In optical-technologies-in-telecommunications-2017, edited by Vladimir A. Andreev, Vladimir A. Burdin, Oleg G. Morozov, Albert H. Sultanov, and Anton V. Bourdine. SPIE, 2018. http://dx.doi.org/10.1117/12.2317739.
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4
Liu, Chia-Liang, Ching-Hang Chien, and Yia-Chung Chang. "Coupling of WGM modes of two ZnO microspheres in contact: experiment and simulation." In Light-Emitting Devices, Materials, and Applications XXIV, edited by Martin Strassburg, Jong Kyu Kim, and Michael R. Krames. SPIE, 2020. http://dx.doi.org/10.1117/12.2546097.
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5
Birks, T. A., and J. C. Knight. "Excitation of Whispering Gallery Modes in Fibres by Fibres." In The European Conference on Lasers and Electro-Optics. Washington, D.C.: Optica Publishing Group, 1998. http://dx.doi.org/10.1364/cleo_europe.1998.cthi2.
Full textAbstract:
We have recently reported the use of a narrow single-mode fibre taper to excite whispering gallery modes (WGMs) in fused silica microspheres[1]. Here we demonstrate the similar excitation of WGMs in dielectric cylinders. The dielectric cylinder is itself a tapered fibre, made by stretching the fibre in a flame to give a filament of predictable diameter. The two tapers are positioned at right angles and in contact. The transmission spectrum of the "sensor" taper (measured using a tunable diode laser) has dips at wavelengths where light is coupled from its guided mode to a WGM in the "target" taper.
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Agastra, Elson, Bexhet Kamo, Algenti Lala, Ilir Shinko, and Shkelzen Cakaj. "Method of moments in time domain comprising WGM, SPM and Attachment Modes: Stability issues." In 2016 10th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP). IEEE, 2016. http://dx.doi.org/10.1109/eucap.2016.7481380.
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Quan, Haiyong, and Zhixiong Guo. "Radiation Transfer in Whispering-Gallery Mode Microcavities." In ASME 2005 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. ASMEDC, 2005. http://dx.doi.org/10.1115/imece2005-80012.
Full textAbstract:
Micro/nanoscale radiation transfer in whispering-gallery mode (WGM) microcavities is investigated. Each cavity consists of a waveguide and a microdisk coupled in a planar chip. In order to characterize the WGM resonance phenomena, studies of configuration parameters, specifically the microdisk size, the gap distance separating the microdisk and waveguide, and the waveguide width are numerically conducted. The finite element method is used for solving Maxwell’s equations which govern the propagation of electromagnetic (EM) field and the radiation energy transport in the micro/nanoscale WGM structures. The EM fields and the radiation energy distributions in the microcavities are then obtained. The scattering spectra for three different microdisk sizes are also obtained; and through which the WGM resonant properties such as the quality factor, the full-width at half maximum (FWHM), the free spectral range, and the finesse of the resonant modes are analyzed. It is found that the resonant frequencies and their free spectral ranges are predominantly determined by the size of the microcavity; while the FWHM, finesse, and quality factor are strong functions of the gap.
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Salzenstein, P., K. Volyanskiy, H. Tavernier, E. Rubiola, and L. Larger. "Compact optoelectronic oscillators using WGM modes on fused silica and MgF 2 mini-disks resonators." In SPIE Photonics Europe, edited by Hugo Thienpont, Peter Van Daele, Jürgen Mohr, and Hans Zappe. SPIE, 2010. http://dx.doi.org/10.1117/12.854392.
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Nasif, Hesham R., and Atsushi Neyama. "Integrated Multi Path Model to Calculate Radionuclide Release From a Repository Using Wavelet Galerkin Method." In 10th International Conference on Nuclear Engineering. ASMEDC, 2002. http://dx.doi.org/10.1115/icone10-22721.
Full textAbstract:
This work represents a WIRS code developed using wavelet Galerkin method to solve radionuclide transport model in near field and far field of a repository for high-level radioactive waste. After overpack failure, radionuclides diffuse through the bentonite buffer material to the water bearing fracture around the repository transport horizontally through this geosphere then transport vertically through the major water conducting fault (MWCF) reach the biosphere. The radionuclides transport barriers considered in this model are engineered barrier system (EBS), geosphere, and MWCF. Hydraulic conductivity of the bentonite is more than three orders of magnitude smaller than that of the surrounding host rock, so the only transport mechanism through EBS is diffusion. In the host rock, the problem is of advection-diffusion type with highly varying parameters from one medium to other due to the variability in length, transmissivity and other transport-relevant properties of the transport paths. Daubechies’ wavelet is used as a basis function to solve the nonlinear partial differential equations arising from the model formulation of the radionuclides transport. Since the scaling functions are compactly supported, only a finite number of the connection coefficients are nonzero. The resultant matrix has a block diagonal structure, which can be inverted easily. We tested our WGM algorithm with several problems to verify the model. The solutions are very accurate with a proper selection of Daubechies’ order and dilation order. The solution is very accurate at the interfaces where the radionuclide concentration exhibits very steep gradients.
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Nasif, Hesham R., and Atsushi Neyama. "Detailed Multi Canister Release Model of Radionuclides in High Level Radioactive Waste Repository Using Wavelet Galerkin Method." In 10th International Conference on Nuclear Engineering. ASMEDC, 2002. http://dx.doi.org/10.1115/icone10-22720.
Full textAbstract:
This work develops a model to calculate the radionuclides release from a repository for high level radioactive waste, taking into account multiple-canister interface. Once the overpack loses its integrity, the waste glass starts to dissolve by porewater in the bentonite buffer. Bentonite is expected to have hydraulic conductivity more than three orders of magnitude less than that of the surrounding rocks. The migrating nuclide from the buffer region is transported in the near field granite host rock, then releases to the far field of the repository. A mass concentration calculation in the far field of the repository is also included in the model. The model is diffusion-advection model. The model is solved using wavelet Galerkin method (WGM). The model is devised to be fast and compact due to the compactly supported property of the Daubechies’ wavelet. Since the scaling functions are compactly supported only a finite number of the connection coefficients are nonzero. The resultant matrix has block diagonal structure, which can be inverted easily. We tested our model for a try of canisters contains 200 canisters. The results show well agreements with the results obtained from the analytic solution with a proper selection of wavelet-dilation order pairs.