Academic literature on the topic 'Optique à gradient d'indice'

Comprendre la distribution de la végétation ligneuse et les facteurs qui la soustendent est une étape cruciale pour la conservation et la gestion des communautés végétales de l¿écosystème des savanes boisées. Cet article présente la composition spécifique, la structure et la diversité des essences ligneuses de quatre sites sur un gradient latitu - dinal dans les secteurs nord-sahélien, sud-sahélien, nord-soudanien et sud-soudanien du Burkina Faso occidental. Toutes les essences ligneuses ont été systématiquement identifiées et mesurées sur 82 placettes de 50 × 20 m2. La densité, la dominance, la fréquence, les espèces et les valeurs d¿importance ont été calculées pour caractériser la composition spécifique. Des mesures de diversité ont été calculées pour analyser l¿hétérogénéité de chacun des sites. Au total, 74 espèces représentant 26 familles et 53 genres ont été recensées, parmi lesquelles les familles des Combrétacées, Mimosacées et Caesalpiniacées s¿avèrent dominantes. Les caractéristiques structurelles font apparaître des différences significatives (p < 0,001) entre sites et espèces. Pour certains sites, les distributions par classe de dimension font apparaître une courbe en J'inversé, indiquant une végétation dominée par des arbres juvéniles. La composition spécifique fait apparaître une faible similitude entre sites, indiquant une diversité bêta élevée qui reflète des différences au niveau des conditions du milieu, de la topographie et de distance entre sites. Les différences spécifiques entre sites mettent en lumière l¿importance des approches à l¿échelle du paysage pour comprendre les distributions, la composition, la structure et la diversité spécifiques, dans une optique de mise en oeuvre de mesures de restauration et de conservation favorisant la surface terrière totale et la diversité de ces écosystèmes. (Résumé d'auteur)

La salinité fait peser de graves menaces sur l’équilibre des écosystèmes de toutes les zones agroécologiques du Sénégal, principalement dans le bassin arachidier et en Casamance. La déposition de sel dans le sol est un processus naturel, bien que les activités anthropiques et la sécheresse aient accéléré le processus de salinisation des terres. Ainsi, la restauration des terres est devenue un défi majeur pour le bien-être des populations et la durabilité de leurs activités socio-économiques. C’est dans cette optique que cette étude a été menée pour évaluer l’effet des ouvrages de réhabilitation des terres salées sur les paramètres physico-chimiques du sol et la structure de la flore et de la végétation dans la vallée de Bakhala. Ainsi, pour se faire, des échantillons composites de sol ont été prélevés dans la vallée de Bakhala suivant des transects puis acheminés au laboratoire Sols-Eaux-Plantes du CNRA/ISRA de Bambey où ils ont subi une analyse des paramètres physico-chimiques et l’inventaire de la flore et de la végétation selon la méthode de Braun-Blanquet a été réalisé. Les résultats révèlent que les sols de la vallée de Bakhala sont extrêmement acides (pH = 3,88 à 4,84) avec des niveaux de salinité faible en amont de digue 1 (150 à 328,7 μS/cm) et très élevé au niveau des autres transects (766 à 6486 μS/cm). Des textures sableuses, limono-sablo-argileuses et limono-sableuses ont été déterminées. L’étude de flore a permis de recenser 66 espèces appartenant à 55 genres et 20 familles avec une dominance des dicotylédones (71,21%). Les Fabaceae et les Poaceae regroupent près de la moitié des espèces de cette flore avec une nette dominance des thérophytes. Cette étude montre un effet répressif de la salinité sur la diversité floristique. Ainsi une dissemblance de la diversité floristique en fonction du gradient de salinité est notée. Les espèces telles que Blumea aurita et Enteropogon prieurii sont communes à tous les transects alors que l’espèce Cyperus longus a été uniquement rencontrée en aval de la digue intermédiaire. Ainsi cette étude reflète une distribution de la diversité floristique en fonction du gradient de salinité.

The canopy chlorophyll content (CCC) and leaf area index (LAI) are both essential indicators for crop growth monitoring and yield estimation. The PROSAIL model, which couples the properties optique spectrales des feuilles (PROSPECT) and scattering by arbitrarily inclined leaves (SAIL) radiative transfer models, is commonly used for the quantitative retrieval of crop parameters; however, its homogeneous canopy assumption limits its accuracy, especially in the case of multiple crop categories. The adjusted average leaf angle (ALAadj), which can be parameterized for a specific crop type, increases the applicability of the PROSAIL model for specific crop types with a non-uniform canopy and has the potential to enhance the performance of PROSAIL-coupled hybrid methods. In this study, the PROSAIL-D model was used to generate the ALAadj values of wheat, soybean, and maize crops based on ground-measured spectra, the LAI, and the leaf chlorophyll content (LCC). The results revealed ALAadj values of 62 degrees for wheat, 45 degrees for soybean, and 60 degrees for maize. Support vector regression (SVR), random forest regression (RFR), extremely randomized trees regression (ETR), the gradient boosting regression tree (GBRT), and stacking learning (STL) were applied to simulated data of the ALAadj in 50-band data to retrieve the CCC and LAI of the crops. The results demonstrated that the estimation accuracy of singular crop parameters, particularly the crop LAI, was greatly enhanced by the five machine learning methods on the basis of data simulated with the ALAadj. Regarding the estimation results of mixed crops, the machine learning algorithms using ALAadj datasets resulted in estimations of CCC (RMSE: RFR = 51.1 μg cm−2, ETR = 54.7 μg cm−2, GBRT = 54.9 μg cm−2, STL = 48.3 μg cm−2) and LAI (RMSE: SVR = 0.91, RFR = 1.03, ETR = 1.05, GBRT = 1.05, STL = 0.97), that outperformed the estimations without using the ALAadj (namely CCC RMSE: RFR = 93.0 μg cm−2, ETR = 60.1 μg cm−2, GBRT = 60.0 μg cm−2, STL = 68.5 μg cm−2 and LAI RMSE: SVR = 2.10, RFR = 2.28, ETR = 1.67, GBRT = 1.66, STL = 1.51). Similar findings were obtained using the suggested method in conjunction with 19-band data, demonstrating the promising potential of this method to estimate the CCC and LAI of crops at the satellite scale.

L'imagerie thermique est un domaine en pleine croissance, grâce à la miniaturisation et à l'émergence de détecteurs non refroidis de haute qualité et de faible coût. La recherche de nouveaux matériaux est aussi essentielle afin d’apporter de nouvelles fonctionnalités aux systèmes IR. Cette thèse a consisté à l’exploration de méthodes de fabrication d’un GRadient d’INdice de réfraction (GRIN) dans les verres de chalcogénures. Ces matériaux GRIN ont un indice de réfraction qui varie en fonction de la position spatiale. Par rapport aux éléments optiques homogènes traditionnels, les matériaux GRIN permettent au concepteur optique d'améliorer la performance d'un système d'imagerie ou de maintenir la performance et de diminuer la taille, le poids et/ou le nombre de lentilles. Ainsi, il est possible de développer des systèmes compacts qui ont une puissance de focalisation élevée tout en corrigeant les aberrations thermiques, chromatiques et sphériques. Bien qu'ils soient largement utilisés dans le visible, les lentilles à gradient radial (GRIN) sont encore insaisissables dans l’infrarouge. La première méthode de fabrication abordée dans ce manuscrit est l’échange ionique. Ce procédé est très répandu dans les verres d’oxyde mais reste encore sous exploité dans les verres de chalcogénures. Les mécanismes importants mis en jeu lors du processus sont étudiées. L’étude s’est portée sur les compositions de bain, de verres de chalcogénures (nature et teneur des ions mobiles), la durée de l’échange et la température de travail. La cristallisation contrôlée est la deuxième méthode abordée. La difficulté réside dans le choix de la composition vitreuse. En effet, les cristaux générés lors de la cristallisation du verre doivent entraîner une variation de l’indice de réfraction de la vitrocéramique par rapport à celui du verre de base. Plusieurs compositions ont ainsi été mise en lumière afin d’appliquer le nouveau procédé permettant de contrôler spatialement la formation des cristaux. Grâce à ces deux méthodes, des verres de chalcogénures présentant des GRIN axiaux et radiaux ont été obtenus. Une méthode de mesure de la valeur du Δn a aussi pu être mise en place
Thermal imaging is a growing field, thanks to the miniaturization and emergence of uncooled detectors of high quality and low cost. Research into new materials is also essential to bring new functionalities to IR systems. This thesis consisted in exploring methods of manufacturing a Gradient of Refractive INdex (GRIN) in chalcogenide glasses. These GRIN materials have a refractive index that varies according to the spatial position. Compared to traditional homogeneous optical elements, GRIN materials allow the optical designer to improve the performance of an imaging system or maintain performance and reduce the size, weight and/or number of lenses. Thus, it is possible to develop compact systems that have a high focusing power while correcting thermal, chromatic and spherical aberrations. While widely used in the visible, radial GRIN lenses are still elusive in the IR waveband. The first method of manufacture discussed in this manuscript is ion exchange. This process is very common in oxide glasses but is still under-exploited in chalcogenide glasses. The important mechanisms involved in the process are studied. The study focused on bath compositions, chalcogenide glass compositions (nature and content of mobile ions), immersion time and bath temperature. Controlled crystallization is the second method discussed. The difficulty lies in the choice of the glass composition. Indeed, the crystals generated during the crystallization of the glass must lead to a variation in the refractive index of the glass-ceramic compared to that of the base glass. Several compositions have been highlighted in order to apply the new process to spatially resolved crystallization. Using these two methods, chalcogenide glasses with axial and radial GRIN were obtained

Ce mémoire présente l'étude d'un capteur chimique à fibre optique à gradient d'indice inversé basé sur la résonance de plasmons de surface. Des dispositifs optiques à prisme ou mettant en jeu des fibres optiques classiques en silice utilisant cette technique de mesure sont déjà commercialisés. L'objectif de notre travail a été de caractériser théoriquement et expérimentalement un nouveau type de fibre optique permettant d'accroître les performances de ce capteur et d'en simplifier l'instrumentation. Un état de l'art des capteurs à plasmons de surface est présenté. Les structures basées sur une fibre optique (unimodale, multimodale) font l'objet d'une présentation détaillée mettant en évidence les caractéristiques des montages employés ainsi que leurs performances respectives. Nous avons cherché à déterminer le profil d'indice de réfraction du cœur de la fibre rendant les angles d'incidence à l'interface cœur-gaine quasiment égaux quels que soient les rayons se propageant dans la fibre. Ceci a été réalisé en utilisant une source lumineuse ponctuelle monochromatique positionnée dans l'axe et à une distance définie de l'entrée de la fibre. Le profil idéal présente un gradient d'indice inversé très proche d'un profil parabolique inversé pour lequel l'indice est minimal au centre du cœur de la fibre. Une description des caractéristiques de cette fibre comprenant l'étude de la propagation des rayons a été réalisée. Le phénomène de plasmon de surface est ensuite décrit, de manière générale puis ses conditions d'excitation dans la fibre employée sont étudiées. Une étude expérimentale et théorique a été menée sur les paramètres les plus influents du capteur (nature et épaisseur du métal, position de la source ...). La présentation de deux applications pratiques (détection de traces de toluène dans un milieu aqueux et étude en temps réel du mécanisme de formation d'une monocouche auto-assemblée) montre les champs d'applications du dispositif optique simple développé.

Ce travail est consacré à l'étude de la déposition de couches minces optiques et au contrôle de ce processus. Initialement, la tâche était de développer une technique de commande robuste pour ellipsométriques gradient d'indice de réfraction des couches. Au cours des travaux, il a évolué vers le domaine plus vaste de l'ECR PECVD de recherche et de contrôle optique multicouche ellipsométrie filtre. Malgré le fait que HDP-PECVD est utilisé couramment dans la fabrication microélectronique, de nombreuses questions sur cette technique sont encore sans réponse. Nous avons étudié les aspects de cette technique dans le but d'acquérir de nouvelles connaissances sur les processus physiques impliqués. Dans cette thèse, les parties suivantes de l'œuvre seront discutées, en vue de présenter une vision cohérente de l'objet: 1. Couches minces optiques, les plasmas et de la technologie de dépôt plasma. 2. ECR-PECVD caractéristiques et le développement. 3. Le système de dépôt MDECR Vénus et la caractérisation des plasmas de dépôt. 4. Déposition de filtres optiques à base de silicium oxynitrure alliages, et plusieurs techniques de caractérisation comme ellipsométrie spectroscopique. 5. ellipsométrie cinétique et le contrôle ellipsométrique de couches minces optiques. 6. Conclusion et recommandations pour les travaux futurs. Ces points représentent la structure de ce document. Ils seront détaillés dans les sections suivantes et développé dans les chapitres suivants.

Les composants à gradient d'indice sont, au vu des simulations effectuées à l'aide de codes de calculs optiques (code V), d'un grand intérêt pour la correction des combinaisons optiques de haute qualité. Les calculs indiquent, en effet, que la réalisation de composants à profil d'indice et de dispersion contrôlés peut permettre la correction d'aberrations d'ordres élevés tel que le sphéro-chromatisme. Actuellement plusieurs méthodes existent pour fabriquer des composants à gradient d'indice (procédés de diffusion, procédés de pecvd, procédés sol gel etc. ), cependant aucune de ces méthodes ne permet l'obtention simultanée des profils d'indice et de dispersion adaptés ainsi que les dimensions requises dans des matériaux de qualité optique acceptables. Quant aux méthodes de caractérisation (2e volet de notre étude) elles ne sont optimales que pour les composants d'optique guidée ou les matériaux à gradient constant. Nous avons de surcroit montré dans notre étude que la mesure d'indice de réfraction ne peut s'effectuer qu'avec une précision qui dépend de la pente locale du gradient. Pour chaque méthode de caractérisation il existe bien sur des limites inhérentes à chacune d'entre elles. De plus, quelle que soit la méthode utilisée la mesure d'indice de réfraction dans les gradients est fondamentalement limitée par les incertitudes induites sur les directions des rayons (normales aux surfaces d'onde) dues à la diffraction. Ces concepts ont été développés dans le manuscrit autour de trois procédés de caractérisation optique classique que nous avons adaptés à notre problème (ellipsométrie à zéro type Brewster ; méthode du couteau de Foucault ; méthode de la caustique). Il a été trouvé, à titre d'exemple, que pour un gradient d'indice de 10 2/mm la précision sur la mesure de l'indice de réfraction (et donc sur sa définition même !) tombe à 10 2 10 3 au lieu de 10 5 10 6 pour un verre homogène

Les matériaux artificiellement structurés que sont les cristaux photoniques sont couramment utilisés pour leurs propriétés dispersives. Leur constante diélectrique varie périodiquement à l'échelle de la longueur d'onde selon deux ou trois directions avec un contraste d'indice suffisamment élevé. La relation de dispersion ω = ω(k) qui résulte de cette variation périodique a la forme d'une structure de bande à l'intérieur de laquelle il existe des bandes interdites photoniques où la propagation du champ électromagnétique est interdite. En dehors de ces bandes, i.e. dans les bandes photoniques, se trouvent les propriétés de dispersion des cristaux photoniques.Le but de ce travail de thèse est de concevoir, de fabriquer et de caractériser des dispositifs à cristal photonique à gradient. Ces dispositifs ont été conçus de façon à s'appliquer dans les domaines allant des micro-ondes à l'optique. Nous avons conçu des dispositifs à partir de cristaux photoniques dont les propriétés dispersives les rendent analogues à des milieux linéaires, homogènes et isotropes (LHI). À la maille élémentaire de ces cristaux photoniques LHI, nous avons appliqué un gradient pour réaliser des lentilles à gradient 1D. Des résultats importants concernant la conception, la fabrication et la caractérisation expérimentale d'une lentille plate à gradient d'indice fonctionnant dans la bande X des micro-ondes sont reportés. Celle lentille focalise une onde plane incidente et collimate l'onde émise par une source ponctuelle situés dans son plan focal. Si cette lentille constitue en soi un démonstrateur et valide la démarche mise en œuvre pour la concevoir, ses applications potentielles concernent particulièrement les antennes. Nous réalisons également plusieurs lentilles à gradient 2D dont des lentilles de Lüneburg et Half Maxwell Fisheye; leurs applications aux antennes sont importantes. Nous nous intéressons aussi à la réalisation de lentilles optiques à gradient d'indice dites « SELFOC® ». Dans le but de confirmer les propriétés dispersives remarquables qui ont été mises en évidence, nous avons poursuivi dans ce sens en revisitant une expérience classique qui met en évidence l'existence des ondes évanescentes : celle du « double prisme à angle droit ». Nous mettons également en évidence le phénomène de « réflexion totale frustrée » ainsi que le décalage, découvert par Goos et Hänchen, que subit l'onde réfléchie sur le dioptre. Ce sont ces deux points — réflexion totale frustrée et effet Goos-Hänchen — que nous vérifions dans le cas de cristaux photoniques LHI
Artificially structured materials that are photonic crystals are commonly used for their dispersive properties. Their dielectric constant varies periodically across the wavelength in two or three directions with a sufficiently high index contrast. The resulting dispersion relation ω = ω(k) of the periodic variation has the form of a band structure within which there are photonic bandgaps in which the propagation of the electromagnetic field is prohibited. Outside of these bands, i.e. in the photonic band, there are the dispersion properties of the photonic crystals.The aim of this thesis is to design, fabricate and characterize graded photonic crystal devices. These devices were designed to be applied in areas ranging from microwaves to optics. We designed devices from photonic crystals with dispersive properties which make them similar to linear, homogeneous and isotropic media (LHI). In the unit cell of the LHI photonic crystal, we applied a gradient to achieve 1D graded lenses. Important results regarding the design, manufacturing and experimental characterization of a flat lens GRIN operating in X-band microwaves are deferred. This lens focuses an incident plane wave and collimates the wave emitted by a point source located in its focal plane. If this lens is itself a demonstrator and validates the approach implemented for the design, its potential applications particularly concern antennas. We also carry several 2D graded lenses including Lüneburg and Half Maxwell Fisheye lenses; their applications to the antennas are important. We are also interested in making optical graded index lenses called "SELFOC®".In order to confirm the remarkable dispersive properties that have been identified, we continued in that direction by revisiting a classic experiment that highlights the existence of evanescent waves: the "double right angle prism". We also highlight the phenomenon of "frustrated total internal reflection" and the shift discovered by Goos and Hänchen suffered by the reflected wave on the interface. It's these two points – frustrated total internal reflection and Goos-Hänchen effect - that we check in the case of LHI photonic crystals

Les cristaux photoniques à gradient (CPG) permettent une ingénierie de leur indice effectif, ce qui offre de nouveaux degrés de liberté pour la conception de dispositifs photoniques. Ils s’appréhendent par l’optique à gradient d’indice (GRIN optics), qui décrit des milieux inhomogènes dans lesquels la lumière ne se propage pas rectilignement. Il est ainsi possible d’envisager tout profil d’indice. Les CPG sont donc particulièrement attractifs pour la miniaturisation des composants optiques, notamment en photonique sur Silicium. Ils sont fondés sur la variation d’un paramètre de la maille élémentaire du cristal photonique (CP); ici, c’est le facteur de remplissage qui varie afin que l’indice effectif du CPG réalise le profil d’indice souhaité. Le but de cette thèse est d’explorer le potentiel des CPG en concevant des dispositifs à gradient d’indice sur la "plateforme" Silicium sur isolant (SOI) aux longueurs d’onde pour les télécommunications. C’est la chaine complète qui va de la conception à la caractérisation du dispositif, en passant par la simulation et la fabrication, qui est mise en œuvre. Nous nous sommes principalement concentrés sur deux instruments typiques de l’optique à gradient d’indice : la lentille de Mikaelian et le Half Maxwell Fish Eye (HMFE). Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle méthode d’approximation de l’indice effectif adaptée à la "plateforme" SOI, que nous avons validée en concevant une lentille de Mikaelian (à profil d’indice sécante hyperbolique). Pour de tels dispositifs, il faut en effet tenir compte de deux indices effectifs : celui du mode guidé dans la couche de Silicium et celui du CP. Dans cette méthode, l’indice effectif du CP est d’abord calculé pour remplacer l’indice de la couche du mode guidé ; puis l’indice effectif de cette couche est calculé. Les résultats de simulation obtenus au moyen d’un logiciel commercial (méthode FDTD) montrent que la lentille ainsi conçue satisfait les prévisions analytiques, contrairement à ce que donnent les méthodes couramment utilisées. Nous l’avons alors appliquée au HMFE. Les dispositifs ont ensuite été fabriqués en salle blanche par lithographie par faisceau d’électrons (EBL) et par gravure plasma (ICP). Les différents CPG fabriqués consistent en des trous d’air répartis périodiquement dans la couche de Silicium, dont le diamètre minimal est d’environ 40 nm. Puis, ils ont été caractérisés en deux temps, notamment par microscopie en champ proche (SNOM). L’épaisseur de ces dispositifs est de quelques longueurs d’onde (3 ou 5 λ_0 environ), tandis la largeur de leur tâche focale est proche de la limite de diffraction (0.5 λ_0 environ). Ils fonctionnent sur une plage de longueurs d’onde de 150 nm environ. Les résultats de la lentille de Mikaelian ont été utilisés pour développer un convertisseur de taille de mode (taper) effectif sur quelques longueurs d’onde. Il est dix fois plus court qu’un convertisseur classique. Dans cette thèse, nous montrons aussi comment il est possible d’interpréter la propagation de l’onde EM dans ces composants à gradient d’indice sur "plateforme" SOI au moyen du principe de l’interféromètre multimode. En se propageant, les différents modes accumulent une différence de phase, qui se traduit par un battement qui modifie la distribution du champ EM, conduisant à la focalisation. La longueur caractéristique de ce battement est égale à la distance focale. Tous ces dispositifs sont étudiés pour s’intégrer dans des circuits de photonique intégrée
Gradient photonic crystals (GPhCs) enable the engineering of their effective index, opening up new degrees of freedom in photonic device design. They can be understood through gradient index optics (GRIN optics), which describe inhomogeneous media in which light does not propagate along straight paths. This makes it possible to consider any index profile. This makes GPhCs particularly attractive for the miniaturization of optical components, especially in silicon photonics. They are based on the variation of a parameter of the photonic crystal elemental cell (PhC); here, the filling factor is varied so that the effective index of the GPhC achieves the desired index profile. The aim of this thesis is to explore the potential of GPhCs by designing graded-index devices on the Silicon-On-Insulator (SOI) "platform" at telecom wavelengths. The complete chain from design to device characterization, including simulation and manufacturing, is implemented. We focused on two typical gradient index optics instruments: the Mikaelian lens and the Half Maxwell Fish Eye (HMFE). In this thesis, we propose a new effective index approximation method for the SOI "platform", which we have validated by designing a Mikaelian lens (with a hyperbolic secant index profile). For such devices, two effective indices need to be taken into account: that of the guided mode in the Silicon layer and that of the PhC. In this method, the effective index of the PhC is first calculated to replace the index of the guided mode layer; then the effective index of this layer is calculated. Simulation results obtained using commercial software (FDTD method) show that the lens designed in this way satisfies the analytical predictions, contrary to the results obtained with commonly used methods. We then applied it to HMFE.The devices were then fabricated in the cleanroom by electron beam lithography (EBL) and plasma etching (ICP). The individual GPhCs consisted of periodically distributed air holes in the Silicon layer, with a minimum diameter of around 40 nm. They were then characterized in two stages, notably by near-field microscopy (SNOM). These devices are only a few wavelengths thick (approx. 3 or 5 λ_0), while their focal spot width is close to the diffraction limit (approx. 0.5 λ_0). They operate over a wavelength range of around 150 nm. The Mikaelian lens results have been used to develop a mode size converter (taper), which is effective over a few wavelengths. It is ten times shorter than a conventional converter. In this thesis, we also show how it is possible to interpret EM wave propagation in these graded-index components on the SOI platforms using the multimode interferometer principle. As they propagate, the different modes accumulate a phase difference, resulting in a mode beat that modifies the EM field distribution, leading to focusing. The characteristic length of this mode beat is equal to the focal length. All these devices are studied for integration into integrated photonics circuits

Differentes methodes de calcul des proprietes optiques des couches minces optiques a profil d'indice continu sont presentees. Dans le cas des filtres rugates, l'utilisation de methodes analytiques a notamment permis un calcul des enveloppes des spectres ainsi que l'optimisation du profil d'indice. Un nouveau systeme de coevaporation sous vide a ete developpe pour realiser des filtres a profil d'indice continu. Des couches minces homogenes de zns, znse, mgf#2, ainsi que de zns-mgf#2 et de znfe-mgf#2 de differentes compositions ont ete realisees. Il apparait que le zns presente un probleme de condensation lorsqu'il est codepose avec du mgf#2, meme sur substrat froid. Le znse ne presente pas ce probleme lorsque celui-ci est majoritaire dans un melange realise a froid. Des filtres rugates a profil d'indice sinusoidal, comportant jusqu'a 20 periodes, ont ete realises en znse-mgf#2 depose sur substrat froid. Leurs spectres de reflexion et de transmission sont conformes aux simulations numeriques. Un atout important des filtres rugates par rapport aux multicouches a par ailleurs ete mis en evidence: les faibles contraintes dans les couches de melanges znse-mgf#2 et dans les filtres realises devraient autoriser la realisation de films epais, ce qui est une necessite pour la realisation de miroirs de faible largeur de bande

Ce memoire est consacre a la croissance par m. O. V. P. E de structures grin-sch-sqw. Grin-sch signifiant gradient index separate confinement heterostructure, a savoir heterostructure a gradient d'indice et a confinement separe. Sqw signifie single quantum well (simple puits quantique). Apres quelques generalites sur les lasers et sur le fonctionnement des lasers a semi-conducteur, j'expose l'interet pour la realisation d'un laser bleu base sur les semi-conducteurs ii-vi a grand gap ou l'inversion de population est obtenue par un faisceau d'electrons incident (pompage par micropointes a emission de champs). La technologie du pompage electronique necessite la realisation d'une structure grin-sch basee sur les materiaux semi-conducteurs ii/vi binaires et ternaires znse - zncdse et znsse. L'optimisation de la forme de cette structure grin-sch est realisee par la modelisation du guidage optique. Dans ce memoire on trouvera la comparaison entre trois types de structures grin-sch : les deux premiers ont la meme forme mais sont realises a partir de differents precurseurs du cadmium. Le troisieme type de structure est optimise d'apres les calculs theoriques de confinement optique.

Le système antireflet (SAR) est d‟une grande importance pour les cellules photovoltaïques (PV), surtout pour celles de deuxième génération à base de couches minces. Au cours de ce travail de thèse, nous avons cherché à réaliser un SAR à la fois efficace et répondant aux critères de l‟industrie PV en termes de coût de production et de facilité de mise en oeuvre. Pour cela, nous avons particulièrement étudié le dépôt d‟oxynitrures de silicium (SiOxNy), comme élément de base de ces dispositifs. Les films sont élaborés par pulvérisation cathodique réactive radiofréquence à effet magnétron. Notre volonté a été d‟étudier à la fois le procédé de dépôt, les matériaux obtenus ainsi que la formation de dispositifs fonctionnels. Nous avons tout d‟abord présenté les deux voies d‟élaboration des couches minces de SiOxNy: par procédé conventionnel (PC) où les gaz réactifs ne sont pas pulsés, puis par le procédé de gaz réactif pulsé (PGRP). Nous avons aussi croisé une étude expérimentale par Spectroscopie d‟Emission Optique (SEO) et une modélisation du procédé afin de mieux appréhender les interactions des gaz réactifs avec la cible et leur effet sur le procédé. En parallèle, des dépôts ont été réalisés afin de vérifier la capacité de chacune des deux techniques à déposer des SiOxNy avec une gamme variable de compositions. Nous avons ensuite étudié l‟effet des paramètres de pulse de la méthode PGRP à la fois sur la structure, mais aussi sur les propriétés optiques et électriques des couches minces de SiOxNy. Nous avons cherché ici à valider le lien entre structure et indices de réfraction pour ces films. Enfin, pour réaliser un dispositif AR fonctionnel, des systèmes AR ont été tout d‟abord simulés avec un programme de calcul électromagnétique et optimisés grâce à un algorithme génétique. Les systèmes optimisés ont été ensuite déposés et caractérisés. Une réflectivité moyenne (entre 400 et 900 nm) inférieure à 5 % a ainsi été obtenue
Antireflective systems (ARS) are of great importance for photovoltaic (PV) cells, especially those of second generation based on thin layers. In this work, we have been looking for achieving an ARS not only efficient but also meeting the criteria of the PV industry in terms of production cost and ease of implementation. For this, we particularly studied the deposition of silicon oxynitrides (SiOxNy), as the base materials of these devices. Films were deposited by cathodic reactive radiofrequency sputtering with a magnetron effect. We desired to study not only the deposition process, the obtained materials but also the realization of functional devices. We firstly presented two routes of SiOxNy thin films deposition: by the Conventional Process (CP) where the reactive gases are not pulsed, and by the Reactive Gas Pulsing Process (RGPP). We also combined an experimental study by Optical Emission Spectroscopy (SEO) and process modeling to better understand the reactive gases interactions with the target and their effect on the process. Simultaneously, films depositions were realized to check the potential of each technique to obtain a wide range of silicon oxinitrides composition.Then, we studied the effect of pulse parameters with the RGPP on the structure and also on the optical and electrical properties of SiOxNy thin films. We aimed here to confirm the link between structure and refractive indices for these films. Finally, to achieve a functional AR device, AR systems were firstly simulated with an electromagnetic calculation program and optimized using a genetic algorithm. The optimized systems were then deposited and characterized. An average reflectivity (between 400 and 900 nm) less than 5% was thus reached

On se propose d'étudier les lentilles à gradient d'indice radial. L'étude porte sur les méthodes de réalisation et l'évaluation des propriétés chromatiques. Nous commençons par étudier les procédés de réalisation et les propriétés optiques des matériaux polymères. Dans l'approximation de Gauss, nous évaluons ensuite les propriétés de focalisation de la lumière et les propriétés chromatiques des lentilles à gradient d'indice radial, et nous montrons que le gradient d'indice radial parabolique permet de diminuer le volume des verres unifocaux. Nous avons proposé et expérimenté une technique de diffusion radiale des monomères dans une préforme partiellement polymérisée par voie photochimique. Les aspects cinétiques de la réaction de photopolymérisation sont examinés, plus précisément l'influence de la structure chimique des monomères dysfonctionnels. Nous étudions et modélisons ensuite la diffusion mutuelle des monomères ; nous décrirons les moyens de mesure et l'optimisation des paramètres expérimentaux pour le contrôle du profil d'indice en démontrant qu'il est possible de réaliser des lentilles à gradient d'indice radial parabolique de diamètre 60 mm. La post-polymérisation des échantillons sujet aux conséquences du gradient de réactivité et de retrait à la polymérisation est également étudiée en détail, nous définissons les conditions pour conserver la forme du profil d'indice. Nous présentons ensuite les propriétés chromatiques des lentilles GRIN réalisées et proposons une solution originale pour améliorer le chromatisme apporté par le gradient d'indice. Nous abordons enfin les moyens d'obtenir des profils particuliers en générant localement des zones de diffusivités différentes par photopolymérisation différentielle.