Literatura académica sobre el tema "Electronique impulsions"

Ce travail a ete consacre a l'etude experimentale par des technique pompe-sonde femtoseconde et a la modelisation des mecanismes d'interactions electroniques dans les systemes metalliques massifs (films d'argent et d'or) et confines (nanoparticules d'argent dans une matrice de verre). Pour cela, une source laser femtoseconde ti:saphir delivrant des impulsions d'environ 20 fs accordables dans l'infrarouge proche a ete developpee. Dans les films metalliques, nous nous sommes interesses experimentalement et theoriquement a la dynamique de thermalisation interne des electrons de conduction et a son impact sur les echanges d'energie electrons - reseau. Une acceleration du taux de perte d'energie vers le reseau au cours du temps a ete mise en evidence, signature du passage d'un regime individuel, correspondant a un systeme athermal, a un regime collectif decrit par une temperature electronique. La dynamique electronique et la reponse non-lineaire ultrarapide au voisinage de la resonance plasmon de surface ont ete etudiees dans des nanoparticules d'argent (de rayon compris entre 3 nm et 15 nm) dans une matrice de verre. Les resultats ont ete interpretes en termes de deplacement en frequence et d'elargissement de la resonance plasmon de surface, dont les differents mecanismes physiques ont ete clairement identifies. En particulier, lorsque le gaz d'electrons est fortement hors equilibre avec le reseau, l'augmentation des collisions electrons-surface a ete mise en evidence. L'excitation et la detection en temps reel, via la modulation des proprietes electroniques, de l'oscillation coherente des nanoparticules metalliques ont ete realisees, permettant une determination precise de la frequence et de l'amortissement de leur mode fondamental de vibration acoustique et leur comparaison avec un modele theorique.

L'insertion d'atomes alcalins dans le graphite transforme ce semi-metal, en un compose de type metallique, qui reste anisotrope. La modification de la densite electronique due a la presence de l'alcalin a ete intensivement etudiee et de nombreuses divergences sont apparues. Cependant les mesures de densite electronique que nous avons effectuees par diffusion inelastique (compton) de rayons x a lure-dci, sont en tres bon accord avec les calculs effectues dans un modele pseudopotentiel ab-inition et self-consitant. Des etudes d'absorption photoelectrique realisees sur les memes composes permettent, en utilisant la polarisation du faisceau synchrotron, de signer la symetrie des premiers etats vides et confirment le bon accord avec les calculs cites ci-dessus. L'hydrure de lithium, compose ionique modele, a ete etudie par diffusion inelastique. La comparaison des profils compton experimentaux avec plusieurs profils calcules montre la grande sensibilite de la methode a la base de fonctions d'onde choisie pour chasue modele utilise

Dans un monde de plus en plus connecté, il devient indispensable de trouver des moyens d’augmenter le débit d’informations qu’il est possible de véhiculer et de traiter. Ce besoin impose aux ingénieurs des contraintes plus serrées en termes de bande passante et de fréquence d’horloge des circuits qu’ils conçoivent.Or, les circuits d’horloge en microélectroniques sont limités par leur performance en termes de stabilité de la période d’horloge, i.e., en termes de « gigue d’horloge » ; cette limitation provient du bruit inhérent au circuit des horloges et rend donc le signal échantillonné inexploitable.Un moyen de se libérer de cette contrainte pourrait être de passer par la photonique intégrée. En effet, les horloges optiques, i.e les lasers pulsés, présentent des performances très intéressantes en termes de stabilité ou de gigue en comparaison avec les horloges en microélectroniques: les gigues des horloges optiques sont cinq fois plus faibles que la plus faible gigue d’horloge électronique citée dans la littérature.L’idée principale de cette thèse est de concevoir un circuit d’échantillonnage qui utilise les pulses du laser comme horloge et qui échantillonne un signal électronique. La brique de base du circuit en question est un photoconducteur en Germanium : une résistance en Germanium dont la résistivité varie selon la puissance du signal optique qu’elle reçoit du laser pulsé. Le photoconducteur dans ce cas précis jour le rôle d’un interrupteur piloté par le laser, et connecte l’entrée RF à la capacité d’échantillonnage. Quand l’interrupteur reçoit un pulse de lumière sa résistance chute et le signal RF peut être copié vers la capacité. Dès que le pulse de lumière s’arrête, le photoconducteur en Germanium retrouve sa résistance initiale et déconnecte ainsi l’entrée RF de la capacité qui contient le signal échantillonné.Cette thèse se propose d’étudier la faisabilité d’un tel circuit et la possibilité d’exploiter la performance des lasers en termes de stabilité de l’horloge dans l’échantillonnage d’un signal électrique.Dans le cadre de la thèse, nous avons essayé d’implémenter le circuit de base présenté auparavant et avons rencontré plusieurs défis. D’abord, les valeurs des résistances Off du photoconducteur n’étaient pas assez élevées pour permettre de déconnecter entièrement le signal RF de la capacité d’échantillonnage. Cela est dû à la présence d’un dopage résiduel lié au procédé de fabrication des photoconducteurs. L’utilisation du Germanium implique également que le passage de l’état On à l’état Off du photoconducteur n’est pas instantané, mais est fonction de la durée de vie des porteurs de charge créés suite à l’exposition aux pulses de lumière (de l’ordre de la nanoseconde).Nous avons contourné ces problèmes en utilisant trois méthodes : une nouvelle géométrie des photoconducteurs en Germanium qui permet de maximiser le rapport Roff/Ron (géométrie brevetée), un contre-dopage pour augmenter la résistivité du matériau et finalement un circuit électronique qui permet de re-échantillonner le signal en utilisant une horloge photonique basée sur les pulses du laser. Nous avons également exploré la possibilité de concevoir des horloges photoniques qui présentent une très faible valeur de gigue et dont la longueur du pulse peut être modifiée de manière indépendante de la longueur du pulse laser utilisé pour les générer
As the world becomes more and more connected, the need for higher data throughput becomes increasingly urgent. This implied more creativity from circuit designers to come up with higher bandwidth circuits and faster pace clocks to drive them.However, the traditional microelectronics clock circuits fail short to fulfill the ever-increasing need for higher sampling frequencies because of their inherent noise. The latter renders the sampled data altogether unusable and therefore hinders the efforts towards higher streams of data.Integrated photonics, the optics alternative to microelectronics, may bring an end to this problem. Indeed, when it comes to pulsed lasers, a not that new technology, the optical pulses clocking features a very low noise compared to its microelectronics counterpart, i.e a jitter that is five folds lower than the best literature microelectronics clock.The main idea of this thesis is to design a sampling circuit that uses the laser pulses as a clock, but samples an electronic signal. This circuit design is mainly based on the use of a Germanium photoconductor, i.e, a Germanium resistor that changes its resistance according to the value of the optical signal it receives. This photoconductor plays then the role of a clocked switch and connects the RF input signal to the hold capacitor. When the switch receives a pulse of light, its resistance drops and the signal can be copied to the capacitor, and once the pulse of light is over, the Germanium photoconductor recovers its first resistance value and the input signal node is disconnected from the capacitor that holds the sampled signal.The aim of this thesis is to study the feasibility of such a design and whether or not it allows taking advantage of the very low jitter value of the laser. Within the thesis, we tried to implement the up said design and stumbled upon many challenges. First, the values of the off switch resistance were not high enough to disconnect the hold capacitor from the input node due to the low resistivity of the used Germanium (residual doping). The Germanium implies also that the switching from one resistance value to another is not instantaneous but rather as long as the photo-generated carriers exist, which lasts for at least a nanosecond. We resolved these problems using three methods: a novel geometry of Germanium photoconductors that allows for high Roff/Ron ratios (patented geometry), a counter-doping to increase the resistivity of the material and finally, a re-sampling circuit driven by a photonic clock based on the laser pulses. We also explored the possibility of making very steep-edged clocks with customizable pulse lengths based on the laser pulses

Resultats d'etude de la conduction electrique de liquides non polaires tres purs (cyclohexane, n-propane) en geometrie pointe-plan, en fonction du rayon de courbure de la pointe et de la pression hydrostatique (p<->10**(7)pa)

Les futurs systèmes d'écoute pour la Guerre Electronique auront à résoudre des problèmes de plus en plus ardus liés à deux types de contraintes :
- détecter et reconnaître des signaux de plus en plus variés en puissance et en fréquence,
- se protéger contre les dispositifs de brouillage.
La fonction d'un limiteur de puissance, placé immédiatement après une antenne réceptrice, est d'éviter la saturation ou la mise hors fonction des éléments sensibles situés en aval, en particulier la chaîne d'amplification à faible niveau.
L'objectif de ces travaux financés par une bourse doctorale de la Délégation Générale pour l'Armement est de développer de tels dispositifs en conciliant ces deux contraintes dans une plus large mesure que les dispositifs existants en 2004. Ainsi, une synthèse bibliographique des développements en terme de sources micro-ondes de forte puissance associée à une étude système sera menée afin de déterminer les spécifications attendues du limiteur de puissance. Ces résultats seront ensuite comparés aux valeurs de certification aussi bien civile que militaire, montrant la vulnérabilité de certains systèmes et la nécessité d'un limiteur de puissance.
Diverses technologies de limiteurs de puissance, incluant les matériaux ferroélectriques, supraconducteurs ou bien l'utilisation de semi-conducteurs, seront ensuite analysées et comparées avec les spécifications et les contraintes liées aux applications. Il s'avèrera que ces technologies aussi variées soient elles ne répondent pas au cahier des charges lié aux applications militaires ou aéronautiques.
C'est ainsi que cette étude se propose d'évaluer une autre technologie basée sur l'utilisation d'électronique sous vide dont on rappellera les principales applications et fondements physiques comme les phénomènes d'émission électronique.
Le limiteur proposé s'appuie ainsi sur la dissipation progressive d'une onde électromagnétique le long d'une ligne de transmission chargée par une distribution de diodes à vide. Le dimensionnement de ce type de dispositif fera appel à des outils de simulation électromagnétique mais également particulaire.
Ces composants seront ensuite fabriqués en utilisant les moyens de la salle blanche située à l'ESIEE. Compte tenu de leur sensibilité à l'environnement, une encapsulation spécifique sera développée en associant couplage électromagnétique et soudure entre deux substrats afin de garantir une herméticité totale des dispositifs. En effet, la puissance pourra soit être dissipée par émission électronique par effet de champ, soit par la formation d'une décharge plasma. La prépondérance de l'un ou l'autre phénomène dépendra alors de l'environnement d'encapsulation.
Les performances hyperfréquences des dispositifs ont également été évaluées dans une bande de fréquences comprises entre 0 GHz et 40 GHz. Les pertes d'insertion liées à l'encapsulation et aux parties limitatrices ont ainsi été déterminées. Des limiteurs de puissance à très faibles pertes par rapport aux autres technologies peuvent ainsi être obtenus.
L'étude en puissance de ces limiteurs a également été menée. C'est ainsi que quelques échantillons ont subi une multitude d'impulsions de très forte puissance pouvant aller jusqu'à deux kilowatts à des fréquences situées en bande X. Les résultats de ces mesures montreront une limitation effective de la puissance et la validité du concept de limiteur de puissance basé sur l'utilisation d'électronique sous vide.

Nous avons étudiés l'excitation d'un solide diélectrique par une impulsion laser femtoseconde
(fs) intense dans le domaine visible où XUV. Ce type d'irradiation produit des électrons excit
és avec des énergies initiales qui vont de quelques eV à quelques dizaines d'eV au dessus
du bas de la bande de conduction. La relaxation de ces électrons est à l'origine de nombreux
phénomènes tels que l'ablation laser, le claquage optique ou le transport des électrons "
chauds " dans les matériaux à intérêt technologique (SiO2 et diamant). L'objectif de ce travail
de thèse est d'étudier de façon directe et de mieux comprendre ces mécanismes de relaxation
électroniques. Deux techniques expérimentales complémentaires, utilisant les impulsions XUV
ultrabrèves, issues de la génération d'harmoniques d'ordres élevés, ont été mises oeuvre pour
mener à bien ces études. Tout d'abord, les expériences de photoémission ont permis de mettre
en lumière un nouveau mécanisme d'absorption du rayonnement par les électrons de la bande
de conduction : les transitions multiphotoniques interbandes. Nos résultats montrent que ce
processus est le mécanisme dominant d'échauffement des électrons. Cette conclusion est de
plus corroborée par les résultats d'un modèle théorique basé sur la résolution de l'équation
de Schrödinger dépendante du temps. D'autre part, des expériences " pompe/sonde " de
photoémission résolue en temps ont eu pour but de sonder la population d'électrons excités
par une impulsion XUV et de suivre son évolution temporelle sur une échelle de temps fs
à ps. Les temps de décroissance mesurés sont de l'ordre de quelques ps pour des électrons
de 30 eV. L'interprétation des ces durées de vie longue est problématique. Nous suggérons
un modèle de relaxation en deux étapes, tout d'abord purement électronique et rapide, puis
d'interaction avec le réseau plus lente, pour expliquer ces résultats expérimentaux. Le second
type d'expériences porte sur une spectroscopie de photoconduction sur du diamant. En utilisant
les harmoniques d'ordres élevés comme source d'excitation nous avons mesuré le courant
de déplacement induit qui permet d'accéder au nombre d'électrons excités en fonction de
l'énergie des photons incidents. Cette information permet d'étudier l'efficacité de l'ionisation
par impact (collision inélastique électron/électron). Nos résultats peuvent s'interpréter par la
structure particulière du diamant qui comporte une deuxième bande interdite 10 eV au dessus
du bas de la bande de conduction. Des simulations Monte-Carlo permettent de confirmer cette
interprétation.

Ce memoire est consacre a l'etude de certaines proprietes optiques non lineaires de nouvelles molecules organiques piegees dans des matrices solides xerogels et polymeres. Ces travaux concernent divers processus non lineaires presents dans ces materiaux solides dans le but de preserver les detecteurs photoniques tels que l'il ou les capteurs ccd contre l'agression laser. Ces materiaux fonctionnent comme des limiteurs optiques passifs : ils reagissent a la presence d'un rayonnement laser impulsionnel suffisamment intense en affaiblissant la luminance transmise. Parmi les differents mecanismes non lineaires, nous avons etudie les processus : d'absorption saturable inverse (asi) avec des chromophores de la famille des phtalocyanines et des porphyrines, de refraction non lineaire (rnl) et d'absorption a deux photons (adp). L'utilisation de lasers impulsionnels de duree nanoseconde, picoseconde et sub-picoseconde nous a permis d'evaluer la contribution des differents processus mis en jeu grace a un grand nombre d'experiences. Nous avons mis en evidence par des experiences de z-scan que des matrices solides dopees avec des chromophores asi presentent egalement de la rnl. Des molecules organiques du type quadripolaire exhibant le mecanisme adp semblent posseder une forte absorption des etats excites, comme pour les asi. Enfin, nous avons aborde l'etude du processus de diffusion induite dans un milieu inhomogene compose d'une matrice xerogel poreuse adaptee en indice avec un melange de solvants aux proprietes non lineaires. Afin d'expliquer de maniere satisfaisante la plupart des mesures experimentales, nous proposons des simulations numeriques basees sur la technique de la bpm. L'exploitation d'un seul mecanisme n'est pas toujours suffisante pour assurer une protection ideale. On peut alors envisager utiliser une combinaison de plusieurs mecanismes pour accroitre l'efficacite du systeme limiteur optique et pour beneficier d'une protection large bande spectrale.

La mission spatiale internationale Mars96 devait emporter vers la planète rouge un aérostat développé en France par le CNES. Le guiderope métallique de cet aérostat devait contenir un radar de sondage de la subsurface jusqu'au kilomètre de profondeur. La mission du ballon sur Mars96 a été reportée puis annulée. Ce mémoire présente et discute l'essentiel des développements de ce nouvel instrument radar, certaines parties spécifiques et originales sont détaillées. L'évaluation de performance, l'étude de la dynamique des signaux avec adaptation de l 'instrument, et l'évaluation de la quantité d'information disponible terminent ce mémoire
The Mars96 mission towards plante Mars was to deliver an atmospheris balloon whose metallic guiderope contained a ground penetrating radar that was to sound the planet subsurface up to a one kilometre depth. The Mars96 balloon mission was postponed and then cancelled. This document presents and discusses most of the features of this new radar instrument. Some specific and original parts are described with more details. The performance evaluation, the matching of the instrument to the signals dynamics, and the evaluation of the available data amount build the last chapter of this dissertation

L'objectif de ce travail etait de caracteriser le chauffage et le transport des electrons et des ions lors de l'interaction d'une impulsion laser ultra-intense avec un plasma dense. Le principal outil de cette etude est la simulation numerique, a base de codes cinetiques particulaires. Lors de l'interaction, les electrons de la surface de la cible sont acceleres a de hautes energies vers l'interieur de celle-ci. Nous avons montre que les mecanismes d'acceleration electronique dependent fortement de la deformation du profil de densite due au mouvement ionique. Ce dernier a aussi ete etudie et differents mecanismes d'acceleration ont ainsi ete caracterises : enfoncement de la surface du plasma par la pression de rayonnement du laser, acceleration par choc electrostatique ou par deferlement d'une onde acoustique ionique, acceleration par le champ de rappel cree par l'expulsion radiale des electrons hors du canal laser creuse dans un plasma faiblement surcritique. Les electrons et les ions acceleres a la surface du plasma penetrent a l'interieur de la cible et interagissent avec celle-ci. La competition entre la focalisation due au champ magnetique auto-genere par le fort courant electronique et l'effet dispersif des collisions a ete analysee. Dans un plasma homogene chaud, un courant optimal pour lequel la longueur de propagation sans diffusion est maximale est ainsi obtenu. Nous avons aussi montre que l'effet de rappel du au champ electrique auto-genere est plus important que la friction due aux collisions. Dans une cible deuteree, les ions acceleres interagissent avec les ions de la cible et produisent des neutrons. Une forte correlation entre le mode d'acceleration ionique et la distribution angulaire et energetique des neutrons produits a ete ainsi mise en evidence.

Cette these constitue une etude theorique et numerique du comportement en regime relativiste de deux phenomenes non-lineaires de la physique de l'interaction laser-plasma : les instabilites parametriques electroniques et la force ponderomotrice. Dans la premiere partie de ce memoire, la relation de dispersion a trois dimensions des instabilites parametriques electroniques est etablie pour une onde polarisee circulairement se propageant dans un plasma homogene et froid, sans limitations sur l'intensite de l'onde ni sur la densite du plasma. Elle est obtenue sous forme d'un determinant infini et resolue numeriquement apres troncature. Le comportement des differentes instabilites parametriques electroniques est precise a haute densite et haute intensite. Les resultats obtenus sont verifies a l'aide de simulations numeriques a deux dimensions, qui montrent egalement que dans leur phase non-lineaire, ces instabilites provoquent a haute densite un violent chauffage du plasma ainsi que la filamentation et une forte absorption de l'onde. L'instabilite de weibel est egalement brievement etudiee en regime relativiste. Dans la deuxieme partie de ce travail, nous etablissons une expression de la force ponderomotrice exercee par une impulsion laser ultra-intense dans le vide au voisinage du foyer. La condition de validite de ce calcul est precisee. Dans le cas d'une impulsion de profil transverse gaussien, plusieurs expressions du champ electromagnetique au foyer sont etablies, qui correspondent a differents degres d'approximation. Un code numerique d'integration des equations du mouvement d'un electron dans le champ laser est utilise avec ces differentes expressions. Il confirme la condition de validite et l'expression de la force ponderomotrice relativiste obtenues. Il montre l'importance d'une description precise du champ au foyer. Ces resultats sont utilises pour interpreter une experience recente et pour critiquer d'autres travaux theoriques dans ce domaine.