Teses / dissertações sobre o tema "Guides à modes lents"
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Mahapatra, Sukanya. "Developing slow-mode nanophotonic platform for strong interaction between cold Rb atoms and guided photons". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASP022.
Texto completo da fonteResumo:
Cette thèse présente les résultats de recherche obtenues au course de ma thèse portant sur la conception, la fabrication et les premières caractérisations optiques de guides d’ondes à cristal photonique à mode lent à base de GaInP, destinés à la forte interaction des photons guidés avec la transition D₂ (780 nm) des atomes de ⁸⁷Rb. L’approche choisie implique le couplage des atomes au mode optique guidé, un concept appelé électrodynamique quantique en guide d’ondes (QED en guide d’ondes). Les guides d’ondes à cristal photonique ont été conçus avec une ingénierie de dispersion pour atteindre un mode lent ayant des indices de groupe élevés (∼ 30 - 50) autour de 780 nm. La conception, la tolérance de fabrication a été prise en compte pour garantie un mode lent sur une bande d’environ 10 nm. Le guide d’ondes est destiné à être suspendu, permettant ainsi un espace libre autour de lui pour faciliter le transport des atomes à proximité et le couplage de la lumière depuis une source laser externe. Les détails sur le processus de nanofabrication optimisé et reproductible sont donnés dans cette thèse. Les défis rencontrés lors de la fabrication et les solutions apportées ont été abordés, suivis d’une analyse des résultats de la fabrication des nanostructures. Une caractérisation optique préliminaire des guides d’ondes a été réalisée, au cours de laquelle les spectres de transmission de différentes nanostructures ont été mesurésThis thesis presents the results of my PhD research on the design, fabrication, and first optical characterisation of GaInP-based slow-mode nanophotonic waveguides intended for the strong interaction of guided photons with the D₂ transition (780 nm) of ⁸⁷Rb atoms. The approach involves coupling atoms to the guided mode of a waveguide, a concept referred to as Waveguide Quantum Electrodynamics (Waveguide QED). The photonic crystal waveguides were designed with dispersion engineering to achieve slow mode with high group indices (∼30 - 50) around 780 nm. In the design, fabrication tolerance has been addressed by ensuring guided mode over a bandwidth of ∼10 nm. The waveguide is intended to be suspended, allowing free space around its vicinity to facilitate the convenient transport of atoms to its proximity and easy coupling of light from an external laser source. Details on an optimized and reproducible nanofabrication process have been reported. The encountered fabrication challenges and the corresponding solutions have been addressed, followed by an analysis of the fabrication results. A preliminary optical characterisation of the waveguides was conducted, in which the transmission spectra featuring the guided mode around 780nm were observed
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Zang, Xiaorun. "Lumière lente dans les guides à cristaux photoniques pour l'interaction renforcée avec la matière". Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0172/document.
Texto completo da fonteResumo:
Dans cette thèse, nous avons étudié l'impact considérable de désordre aléatoire sur le transport de la lumière lente dans les guides à cristaux photoniques 1D, c'est-à-dire la localisation de la lumière. Les mesures en champ proche, les simulations statistiques et le modèle théorique révèlent l'existence d'une limite inférieure de l’extension spatiale des modes localisés. Nous avons également présenté que le niveau de désordre et l’extension spatiale de mode localisé individuelle sont liés par la masse effective de photons plutôt que la vitesse de groupe considérant en général.Deuxièmement, les systèmes hybrides d'atomes froids et des guides à cristaux photoniques ont été reconnus comme un approche prometteuse pour l'ingénierie grande interaction lumière-matière au niveau des atomes et des photons individuels. Dans cette thèse, nous avons étudié la physique, à savoir le transport de la lumière dans des guides de nanophotonique périodiques couplées à des atomes à deux niveaux. Notre expression semi-analytique développée est générale et peut rapidement caractériser le couplage entre les atomes froids et les photons guidées. Pour surmonter les difficultés techniques considérables existent dans les systèmes hybrides atomique et photonique, nous avons conçu un guide nanophotonique qui supporte un mode de Bloch lente guidée avec grande queue évanescente dans l'espace libre pour les atomes froids de piégeage. Pour adapter précisément la région de fréquence de la lumière lente du mode guidé à la ligne de transition atomique, nous avons conçu la bande photonique et de la courbe de dispersion du mode guidé afin que la force de l'interaction est robuste contre imprévisible fabrication imperfectionIn this thesis, we firstly investigated the striking influence of random disorder on light transport near band edges in one dimensional photonic crystal wave guides, i.e. light localization. Near-field measurements, statistical simulations and theoretical model revealed the existence of a lower bound for the spatial extent of localized modes. We also showed that the disorder level and the spatial extent of individual localized mode is linked by the photon effective mass rather than the generally considered group velocity. Secondly, hybrid cold atoms and photonic crystal wave guides system have been recognized as a promising paradigm for engineering large light-matter interaction at single atoms and photons level. In this thesis, we studied the basic physics, i.e. light transport in periodic nanophotonic wave guides coupled to two-level atoms. Our developed general semi-analytical expression can quickly characterize the coupling between cold atoms and guided photons. Aim to overcome the significant technical challenges existed for developing hybrid atom-photonic systems, we designed a nanophotonic waveguide, which supports a slow guided Bloch mode with large evanescent tail in free space for cold atoms trapping (release the limitation imposed by Casmir Polder force and technical challenge of nanoscale manipulation of cold atoms). To match precisely the slow light region of the guided mode to the atomic transition line, we carefully engineered the photonic band and the dispersion curve (i.e.flatness) of the guided mode so that the interaction strength is robust against unpredictable fabrication imperfection
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Latry, Olivier. "Théorie des modes locaux dans les guides perturbés application : couplage fibre optique - photodiode PIN". Rouen, 1995. http://www.theses.fr/1995ROUE5001.
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La réduction des dimensions des composants optoélectroniques constitue une contrainte importante pour un couplage optimal avec la fibre optique. Le but recherché étant de focaliser le maximum de lumière à l'intérieur de la couche intrinsèque de la photodiode, il faudrait donc envisager de réduire le diamètre de la fibre optique. Une étude du bout de la fibre est également menée et montre que pour une forme lentillée appropriée, il est possible d'adapter la distribution d'énergie entre fibre optique et photodiode. Le calcul du champ le long de ce guide de dimensions lentement décroissantes utilise la méthode des modes locaux. Cette méthode est employée car il n'y a pas de solutions exactes aux équations de Maxwell. En réalité, le champ total est la superposition des champs locaux et du champ radiatif. Les pertes d'énergie le long de ce guide sont analysées avec la théorie du couplage des modes locaux. On obtient alors un bilan le long de ce guide que l'on cherche à optimiser. La comparaison de ces résultats avec la simulation numérique quasi 3 D de la propagation optique guidée sur ALCOR est également réalisée. Ceci permet de définir la structure la mieux adaptée pour un couplage optimum entre la fibre et le composant
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Ferrier, Lydie. "Micro-nano structures à base de cristaux photoniques pour le contrôle 3D de la lumière". Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00625602.
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Le contrôle 3D de la lumière est réalisé, à l'échelle de la longueur d'onde, dans des circuits photoniques intégrés. La brique élémentaire choisie dans cette étude est le cristal photonique (CP) membranaire qui, par ses propriétés de dispersion, permet un contrôle de la lumière à la fois dans le plan (optique guidée) et hors du plan (dispositifs adressables par la surface). En particulier, l'exploitation de modes de Bloch situés au point Gamma de la courbe de dispersion (k//=0) permet l'émission de la lumière dans la direction verticale. Dans cette étude, nous nous sommes focalisés sur des cristaux photoniques à réseaux de micropiliers, comme alternative aux réseaux de trous, mais également en envisageant la possibilité d'intégrer ces structures dans des systèmes microfluidiques, les fluides ayant la capacité de circuler au travers des réseaux de piliers. Nous décrirons dans une première partie, des dispositifs à CP à émission par la surface. Nous démontrerons, pour la première fois, que l'utilisation de modes fortement résonants permet de réaliser des microlasers à réseaux de piliers en InP. Les modes faiblement résonants peuvent être utilisés pour la réalisation de miroirs à CP et de microcavités Fabry-Pérot constituées uniquement de tels miroirs. Les facteurs de qualité obtenus (>10000) rendent possible la fabrication de nouveaux types de VCSEL. Dans une seconde partie, nous nous intéresserons à la problématique de l'intégration de ces dispositifs dans un circuit photonique 3D. Tout d'abord, nous expliquerons comment il est possible d'optimisation le diagramme de rayonnement des composants. Ensuite, nous étudierons le couplage de dispositifs à cristaux photoniques avec un ou deux guides d'onde ruban en silicium. De fortes efficacités de couplage sont obtenues en simulation FDTD 3D (95%). Ces dispositifs en cours de fabrication en collaboration avec le LETI-CEA de Grenoble permettront de démontrer expérimentalement ce couplage.
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Faggiani, Rémi. "Resonant nanophotonics : structural slow light and slow plasmons". Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0396/document.
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L'augmentation de l'interaction lumière-matière aux échelles micro et nanométriques est un des fers de lance de la nanophotonique. En effet, le contrôle de la répartition spatiale de la lumière grâce à l'interaction résonante entre nanostructures et ondes électromagnétiques a conduit aux développements de nombreuses applications dans des domaines variés tels que les télécommunications,la spectroscopie et la détection d'objets. Le ralentissement de la lumière, sujet de la thèse, obtenue grâces à l'interférence d'ondes contre-propageantes dans des milieux périodiques ou le confinement sub-longueur d'onde dans des guides d'ondes plasmoniques, est associé à une compression des pulses lumineux et une forte augmentation du champ électrique, deux phénomènes clés pour la miniaturisation de composées optiques et l'augmentation de l'interaction lumière matièreEnhancing light-matter interactions at micro and nanoscales is one of the spearheads of nanophotonics. Indeed, the control of the field distribution due to the resonant interaction of nanostructures with electromagnetic waves has prompted the development of numerous optical components for many applications in telecommunication, spectroscopy or sensing. A promising approach lies in the control of light speed in nanostructures. Light slowdown, obtained by wave interferences in periodic structures or subwavelength confinement in plasmonic waveguides, is associated to pulse compressions and large field enhancements,which are envisioned as key processes for the miniaturization of optical devices and the enhancement of light-matter interactions.The thesis studies both fundamental aspects and possible applications related to slow light in photonic and plasmonic nanostructures. In particular, we study the impact of periodic system sizes on the group velocity reduction and propose a novelfamily of resonators that implement slow light on very small spatial scales. We then investigate the role of fabrication disorder in slow periodic waveguides on light localization and demonstrate how modal properties influence the confinement of localized modes. Also we propose a new hollow-core photonic crystal waveguide that provides efficient and remote couplings between the waveguide and atoms thatare trapped away from it. Finally we demonstrate the important role played by slow plasmons on the emission of quantum emitters placed in nanogap plasmonic antennas and explain how large radiation efficiency can be achieved by overcoming quenching in the metal. Additionally, one part of the thesis is devoted to thederivation of a novel modal method to accurately describe the dynamics of plasmonic resonators under short pulse illumination
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Gerelli, Emmanuel. "Nanopinces optiques à base de modes de Bloch lents en cavité". Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00838792.
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Ce travail de thèse s'inscrit dans les efforts actuellement réalisés, pour améliorer l'efficacité des pinces optiques conventionnelles qui permettent de manipuler sans contact des objets de quelques dizaines de nanomètres à quelques dizaines de micromètres avec une extrême précision et trouvent de nombreuses applications en biophysique et sciences de colloïdes.L'objectif de cette thèse a été d'explorer une nouvelle approche pour la réalisation de Nanopinces Optiques. Elle s'appuie sur l'utilisation de cavités à cristaux photoniques à modes de Bloch lents. Ces cavités peuvent être efficacement et facilement excitées par un faisceau Gaussien à incidence normale. Contrairement aux pinces optiques conventionnelles, des objectifs à faibles ouvertures numériques peuvent être utilisés. Les performances attendues en termes de piégeage vont bien au-delà de limitations imposées par la limite de diffraction pour les pinces conventionnelles. Ce travail démontre expérimentalement l'efficacité de l'approche. Cette thèse comporte deux parties principales. Dans un premier temps, il a fallu monter un banc expérimental pour mener nos études. Nous avons construit un banc optique, interfacé les instruments, et développé des applications logicielles pour analyser les données. Deux éléments importants ont présidé à sa construction : - Le développement d'un système optique permettant d'exciter les nanostructures photoniques - la conception d'un système d'imagerie pour suivre les nanoparticules. La seconde partie de ce travail a porté sur la mise en évidence du piégeage optique à l'aide de nanostructure à base de cristaux photonique. Nous avons d'abord montré que même des cavités possédant des coefficients de qualités modérés (quelques centaines) permettait d'obtenir des pièges optiques dont l'efficacité est d'un ordre de grandeur supérieur à celui de pinces conventionnels. Fort de ce résultat, nous avons exploré un nouveau type de cavité à cristaux photoniques s'appuyant sur une approche originale : des structures bi-périodiques. Nous avons montré qu'à l'aide de cette approche des facteurs de qualités de l'ordre de plusieurs milliers étaient facilement atteignable. A l'aide de ces nouvelles structures, nous sommes arrivés aux résultats le plus important de ce travail : le piégeage de nanoparticules de 250nm de rayon avec une puissance optique incidente de l'ordre du milliwatt. Une analyse fine du mouvement de la nanoparticule, nous a permis de trouver la signature du mode de Bloch lent.
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Knoesen, André. "Guided modes in anisotropic dielectric planar waveguides". Diss., Georgia Institute of Technology, 1987. http://hdl.handle.net/1853/14898.
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Perségol, Dominique. "Réalisation d'un modulateur électrooptique utilisant l'excitation résonnante des modes guides". Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37617533m.
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ECKERLE, MICHAEL. "Couplage des modes dans les guides d'ondes optiques multimodes et applications". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1994. http://www.theses.fr/1994STR13189.
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Les proprietes de couplage de modes dans les guides ondes optique multimode cylindrique a saut d'indice (gom) comme des fibres optiques se presentent ici sous forme de matrices de transfert. On propose un modele pour ces matrices de transfert de puissances et d'intensites et des criteres de mesures deduits conduisent a un analyseur de couplage de modes operationnels. Les resultats experimentaux ainsi obtenus prouvent la validite du modele. Des premieres analyses des gom micro-courbees menent a des resultats sensationnels. La grande resolution des matrices de transfert donne une impression rapide et detaillee des proprietes de couplages de mode. Il est possible de mesurer des matrices de transfert des gom dans toutes sortes de configurations, par exemple des fibres micro-courbees, bobinees, tordues, torsadees ou sous forme de connecteurs et de coupleurs. Pour conclure, l'analyseur de couplages de modes s'avere un outil ideal pour le developpement, la conception de capteur a fibres optiques et pour la verification des theories sur les couplages des modes dans les gom
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Bonnet, Anne-Sophie. "Analyse mathematique de la propagation de modes guides dans les fibres optiques". Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066093.
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L'etude de la propagation d'ondes guidees dans des structures dielectriques cylindriques (fibres optiques en particulier) est un probleme vectoriel, susceptible de se reduire a un probleme scalaire dans le cadre de l'approximation dite de "faible guidage". La premiere partie traite de la partie vectorielle, la seconde, de la partie scalaire. Dans ces deux parties sont etudiees la relation de dispersion en fonction du profil d'indice de refraction
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CHEN, SHUFEN. "Modes hybrides dans des guides realises par echange protonique sur linbo#3". Nice, 1992. http://www.theses.fr/1992NICE4595.
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Le niobate de lithium est un cristal largement utilise en optique integree pour la fabrication de modificateurs, de convertisseurs de frequence, (doubleurs, oscillateurs parametriques) d'amplificateurs et de lasers. Les guides peuvent etre realises par plusieurs techniques, dont l'une, l'echange protonique (pe), offre la possibilite d'avoir de fortes variations d'indices, propriete interessante pour l'integration, mais qui requiert des modifications tres importantes du cristal. Dans ce memoire je rapporte l'etude en absorption infrarouge de la qualite des guides pe et l'etude des variations d'indices dues aux deformations mesurees par double diffraction de rayon x et notamment leur influence sur la propagation des modes dans les guides plans et les microguides realise par l'echange protonique. J'ai pu evaluer l'ellipoide des indices modifie par la conjonction des effets photoelastique, photoelectrique et piezoelectrique et mettre evidence la nature biaxe des guides plans x et des microguides. Ceux-ci ne supportent donc plus que des modes hybrides qui, en raison de la birefringence negative du niobate de lithium peuvent etre soit parfaitement guides, soit semi-guides
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Le, Pennec François. "Structures alternatives de filtres passe-bande microondes combinant résonateurs diélectriques et modes évanescents". Brest, 1991. http://www.theses.fr/1991BRES2021.
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L'insertion de materiaux dielectriques a l'interieur d'un guide d'ondes metallique sous-coupure de section rectangulaire permet de realiser un filtre passe-bande microondes a couplages directs dans une technologie compacte. Pour calculer les parametres conduisant a la fonction recherchee, une methode de synthese originale est elaboree. Elle s'appuie sur une analyse electromagnetique precise des discontinuites et troncons de guides internes a la structure, et s'inspire de la methode de synthese des filtrs a ondes evanescentes utilisant des vis capacitives. L'algorithme tire pleinement parti des potentialites de la structure en tenant compte de la nature particuliere des resonateurs. Il s'applique par quelques ajustements a des dispositifs apparentes. La dissymetrie naturelle de la reponse en transmission due a la presence d'une remontee parasite caracteristique est etudiee afin d'optimiser la synthese du filtre. Des maquettes experimentales illustrent et valident l'etude
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Djellouli, Rabïa. "Contributions à l'analyse mathématique et au calcul des modes guides des fibres optiques". Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112139.
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Il s'agit d'étudier du point de vue mathématique et numérique les caractéristiques de propagation des modes guidés de diverses structures diélectriques: fibres optiques, fibres optiques à graine abrasée, coupleurs optiques. Sur le plan mathématique, nous traitons tout d'abord l'équation scalaire valable en régime de faible guidage puis le système couplé des équations de Maxwell. Nous menons cette étude en nous appuyant sur la théorie spectrale des opérateurs autoadjoints. Nous établissons à l’aide au principe au Min-Max l’équation de dispersion reliant les constantes de propagation au nombre d’onde. La suite du travail repose alors sur l'étude fine de ces courbes de dispersion: encadrement, dépendance par rapport au profil d’indice, comportement asymptotique, seuils,. . . Sur le plan numérique, nous proposons une méthode originale, à base de représentation intégrale pour calculer les constantes de propagation et les fréquences de coupure des modes guidés d’une fibre optique. Les simulations numériques effectuées pour la validation de cette méthode de résolution montrent qu'elle est très bien adaptée pour mener ce type calcul: bonne précision et faible coûtThis work deals with the mathematical and numerical analysis of propagation characteristics of guided modes of several dielectric structures: Optical fibers, half couplers and optical couplers. From the mathematical view-point we first study a scalar equation which modelize the propagation under the assumptions of weak guidance. Then we analyse the complete system of the Maxwell equations. These studies are based on the spectral theory of self-adjoint operators. We etablish , by the Max-Min principle, the dispersion relation between the frequency and the propagation constant. Then we give a detailed description of the dispersion curves: framing, dependance with respect to the index profile, asymptotic behaviour, cut-off. . . From the numerical point of view, we propose an original method, based on integral representation, to calculate the propagation constants and the cut-off frequencies of guided modes of step-index profile fibers with arbitrarily shaped cross sections. The case of an optical couplers is also treated by this method with an appropriate adaptation. We end this work by making various numerical simulations in order to validate our approximation method. The conclusion is that our method is well adapted to the computation of the optical structures presented above: good accuracy and reasonnable cost
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Djellouli, Rabïa. "Contribution à l'analyse mathématique et au calcul des modes guides des fibres optiques". Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37613278s.
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Salomon, Antoine. "Cristaux photoniques bidimensionnels en SOI et leur couplage avec un miroir de Bragg". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10018.
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Analogues aux cristaux électroniques, les cristaux photoniques sont des matériaux diélectriques dont l'indice optique est modulé. Comme en électronique, où la variation périodique du potentiel structure la dispersion énergétique des électrons, cette modulation de 'l'indice structure la dispersion en énergie des photons. Il est alors possible de contrôler ces demiers en leurs interdisant des bandes de fréquences et certaines directions. De plus, de part leur forte intégration ainsi que leur compatibilité de fabrication avec la filière silicium, les Cristaux photonique en Silicium sur Isolant (SOI), disposent d'un fort potentiel pour la mise au point d'une future électro-photonique intégré sur silicium. Dans ce contexte, ce travail s'attache à l'étude de sources optiques à cristaux photoniques en SOI et plus particulièrement au couplage entre une source à cristal photonique bidimensionnel et un miroir de Bragg. Dans un premier temps nous nous intéressons aux aspects théoriques et technologiques des cristaux photoniques. Nous abordons les principes physiques de la structure de bande photonique afin de cerner les modes de fonctionnement ainsi que les propriétés des cristaux photoniques pour ensuite décrire ,les moyens de fabrication et de caractérisation optique. Dans un deuxième temps nous nous attaquons à l'étude de cristaux photoniques bidimensionnels pour l'extraction de lumière. Au cours de cette étape nous mettons en évidence que le couplage de désexcitations radiatives avec de modes optiques de cristaux photoniques permet de nettement améliorer l'extraction lumineuse. En exploitant des modes de cavités, des modes lents et une combinaison astucieuse des deux, nous présentons la mise au point de sources optiques à 1. 1 [Mu]m. Ces résultats concordent avec les calculs par la, méthode des ondes planes des diagrammes de bande correspondant. Enfin nous étudions le couplage entre cristaux photoniques bidimensionnels et miroir de Bragg. Nous nous intéressons spécialement au rôle de la distance de couplage entre le miroir et le cristal sur les propriétés d'extraction et du facteur de qualité (Q). Après avoir développé un montage original permettant de moduler cette distance sur quelques micromètres, nous montrons que les deux quantités précédentes en sont des fonctions périodiques de période [Lambda]/2. Les résultats obtenus montrent aussi une augmentation de l'extraction lumineuse et du Q par rapport à ceux de cristal seul. Ces mesures expérimentales sont en adéquation avec de calculs FDTD bidimensionnel. Nous terminons cette étude par la présentation de premières structures associant un cristal photonique avec deux miroirs de BraggSimilar to eletronic crystals, photonic crystals are rnaterials whose dielectric is modulated. Just like in electronic,where the periodical variation of the potential structures the electrons' energies dispersion, this modulation of the optical index structures the photons' energies dispersion. It is then possible to control light by forbidding certain energies, band or space directions. Ln addition, because of their high integration and their compatibility with conventional C-MOS type technologies, Silicon On Insulator (SOI) photonics crystals possesses a strong potential for the development of future electro-photonic chips. Ln this context, the object of this thesis woks was the study of SOI photonic crystals light sources and especially the coupling between two dimensional photonic crystal light sources and a Bragg mirror. Ln a first part, this work focuses on the theoretical and technological aspects of photonic crystals. We describe the physical principles, especially the band structure, of photonic crystals in order to exhibit the way they operate and their properties. Then we present the technological fabrication as well as optical characterization tools. Ln a second part, we report on the coupling between radiatives desexcitations and photonic crystals' optical modes. We demonstrate that by coupling to slow group velocity modes or cavity modes, an optical source at 1. 1[Mu]m can be achieved. The results obtained are in agreements with calculated band diagrams. Finally we investigate the coupling between a Bragg mirror and a two dimensional photonic crystal. More precisely, we study the impact of the coupling distance on light extraction and the quality factor (Q). We show that these two quantities are periodical functions of [Lambda]/2 of it. We also exhibit that, according to the coupling distance, it is possible to enhance light extraction and the Q, compared to the characteristics of the single crystal. At last we present the first realization of a device coupling a two dimensional photonic crystal and two Bragg mirrors
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Wilson, Daniel W. "Optical waveguiding in photorefractive crystals : photoinduced polarization conversion and electron waveguiding in semiconductor nanostructures : modes, directional coupling, and discontinuities". Diss., Georgia Institute of Technology, 1994. http://hdl.handle.net/1853/14934.
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RATAJCZAK, PHILIPPE. "Applications du formalisme rigoureux des equations integrales a l'etude de structures 3d inhomogenes excitees par modes guides". Nice, 1995. http://www.theses.fr/1995NICE4830.
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L'objet de cette these est l'analyse rigoureuse des caracteristiques electromagnetiques (diagrammes de rayonnement, impedance d'entree, couplage entre differents acces, surface equivalente radar) de structures 3d inhomogenes. Basee sur le formalisme rigoureux des equations integrales et sur le concept de reaction, la formulation variationnelle du probleme est resolue au moyen d'une methode d'elements finis de surface. La modelisation de la geometrie de la structure est obtenue au moyen d'un mailleur triangulaire plan. Une excitation par mode guide a ete developpee a partir du principe d'equivalence afin de determiner rigoureusement les coefficients de reflexion et de transmission de structures multi-acces alimentees par guides d'onde. Plusieurs applications types (cornet pyramidal homogene ou inhomogene, source a symetrie de revolution, grappes de sources et transition) ont permis de valider le logiciel de simulation s. R. 3. D. (structures rayonnantes a 3 dimensions) developpe a partir de ce formalisme rigoureux
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Lomer, Barboza Mauro. "Contribution à l'étude des modes de galerie optiques : Fabrication de guides optiques non linéaires par diffusion de plomb". Limoges, 1992. http://www.theses.fr/1992LIMO0162.
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L'objet de ce travail a ete l'etude des modes de galerie optiques, en vue de la realisation des resonateurs optiques. Des reseaux de diffraction ont d'abord ete realises avec un nouveau systeme d'insolation holographique a fibres optiques a maintien de polarisation. Ces reseaux ont permis l'excitation et l'etude des modes de galerie optiques dans un cylindre de materiau transparent. La faible attenuation de ces modes de galerie est interessante pour la realisation d'un resonateur optique. La separation entre les modes a ete amelioree en creant a la peripherie du cylindre une couche d'indice plus eleve. Parallelement, des guides optiques plans non-lineaires ont ete realises par une technique de diffusion du plomb. L'application de ce guide non-lineaire aux resonateurs optiques devrait permettre la realisation de dispositifs bistables pour le traitement du signal tout optique
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Ganier, Franck. "Le traitement cognitif : déterminant de la conception de documents procéduraux : le cas des guides d'utilisation SEB". Dijon, 1999. http://www.theses.fr/1999DIJOL003.
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L'objet du présent travail est de procéder à l'exploitation de connaissances acquises dans le domaine de la psycholinguistique, mise en praique se traduisant par le transfert de ces connaissances au domaine de la conception des notices et modes d'emploi accompagnant les appareils vendus au grand public. Plusieurs études conduites sur le terrain et en laboratoire ont permis d'articuler recherche théorique et applications pratiques. Une observation exploratoire a permis d'appréhender les comportements d'utilisation de documents procéduraux en situation quasi-usuelle. Par ailleurs, trois expériences ont éte réalisées pour étudier les effets de différents modes de présentation de l'information sur leur traitement. Dans une première expérience, sept formats de présentation d'instructions ont été examinés sur deux populations (hauts niveaux vs. Bas niveaux de scolarisation). Une seconde expérience a été conduite pour étudier les effets de la présentation d'une information organisatrice sur l'élaboratoin de représentation et sur les activités de contrôle effectuées au cours de l'exécution des instructions. Enfin, une troisième expérience a été conçue pour appréhender la nature des représentations induites par le traitement d'instructions textuelles ou graphiques. L'ensemble de ces tavaux a permis d'élaborer un modèle procédural de traitement des instructions, destiné à servir de support à la conception de documents. Ce "modèle de l'utilisateur" a abouti notamment à la réalisation de documents procéduraux permettant une "navigation " plus aisée à l'intérieur du document et facilitant l'apprentissage à partir d'instructionsThe aim of the work reported here was to transfer knowledge acquired in the field of psycholinguistics to the domain of technical writing and, in particular, to that of writing instructions. Several studies carried out in natural situations and in laboratory suggested theorical research and applications. A preliminary observation allowed to apprehend users'behaviors when dealing with procedural documents. Furthermore, three studies were carried out to investigate the effects of different instructional formats on how users processed instructional documents. In the first experiment, seven formats of instructions were tested with two groups of adults at two levels of education (high vs. Low levels of schooling). The second experiment assessed the effects of an advanced organizer on the elaboration of a representation and a control activities during the execution of instructions. The third experiment explored users' representations induced by processing textual or graphic instructions. These investigations allowed to developp a procedural model of processing instructions aimed at helping technical writers to design procedural documents. This "user-model" helped to improve markedly the quality of documents, facilitated searching, and lead to a greater understanding of the instructions
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Petitjean, Michae͏̈l. "Etude de microrésonateurs optiques par modes de galerie couplés à des fibres polies sur le côté". Limoges, 2000. http://www.theses.fr/2000LIMO0006.
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Le travail expose dans ce memoire porte sur l'etude d'un filtre optique a bande passante tres etroite, pouvant servir pour le demultiplexage en longueur d'onde (wdm) compose d'une microsphere couplee a deux fibres polies sur le cote. Les microspheres sont des cavites resonantes, dont le diametre est de l'ordre de la centaine de microns, transportant des modes de galerie. Ces modes se propagent a l'interieur de concavites par reflexions totales successives avec peu de pertes. Leurs resonances sont des pics tres etroits dont les coefficients de qualite sont de l'ordre de 10 9. Toutefois, de tres nombreux modes de galerie se propagent dans ces cavites. Les indices effectifs de ces modes de galerie sont tres proches. Leur excitation selective est donc delicate. La solution que nous proposons ici est de realiser des guides optiques monomodes a la peripherie des microspheres. Le mode qui se propage dans la couche guidante sera separe des autres modes de galerie. L'etude theorique des structures composees d'une microsphere autour de laquelle se situe un guide est realisee en decoupant la cavite en tranches cylindriques paralleles. Chaque tranche est assimilee a un guide a gradient d'indice. Au cours de cette etude, nous avons elabore differentes methodes de conception de guides autour de microspheres. Nous avons realise des guides par echange ionique a la peripherie de microspheres de verre sodocalcique, ainsi que des guides par bombardement electronique de la surface de microspheres de silice. Nous avons enfin etudie la possibilite de realiser des guides par depot de couche de solgel sur des microspheres de silice. Les accroissements de l'ecart entre les indices effectifs des modes de galerie d'ordre radial 0 et 1 sont de 2,7. 10 3 pour l'echange ionique et de 1,5. 10 3 pour le bombardement electronique de la silice. Le filtre etudie comprend aussi des demi-coupleurs a fibre que nous avons fabrique et caracterise a l'aide de la methode des liquides d'indice. Cette methode consiste a deposer un liquide sur la partie polie du coupleur et de faire varier son indice pour changer la proportion d'energie dispersee dans le liquide. Nous avons ainsi pu mesurer des epaisseurs de gaine polies a 1 m du cur de la fibre avec une precision de 0,1 m. Nous avons aussi realise un montage permettant de visualiser le spectre de resonance de microspheres de silice. Nous avons pu mesurer des coefficients de qualite de 44000 pour une microsphere de silice de 250 m de diametre.
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Kulatunga, Ushiri Kumarihamy. "Argumentation as a Lens to Examine Student Discourse in Peer-Led Guided Inquiry for College General Chemistry". Scholar Commons, 2013. http://scholarcommons.usf.edu/etd/4712.
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This dissertation work entails three related studies on the investigation of Peer-Led Guided Inquiry student discourse in a General Chemistry I course through argumentation. The first study, Argumentation and participation patterns in general chemistry peer-led sessions, is focused on examining arguments and participation patterns in small student groups without peer leader intervention. The findings of this study revealed that students were mostly engaged in co-constructed arguments, that a discrepancy in the participation of the group members existed, and students were able to correct most of the incorrect claims on their own via argumentation.
The second study, Exploration of peer leader verbal behaviors as they intervene with small groups in college general chemistry, examines the interactive discourse of the peer leaders and the students during peer leader intervention. The relationship between the verbal behaviors of the peer leaders and the student argumentation is explored in this study. The findings of this study demonstrated that peer leaders used an array of verbal behaviors to guide students to construct chemistry concepts, and that a relationship existed between student argument components and peer leader verbal behaviors.
The third study, Use of Tolumin's Argumentation Scheme for student discourse to gain insight about guided inquiry activities in college chemistry, is focused on investigating the relationship between student arguments without peer leader intervention and the structure of published guided inquiry ChemActivities. The relationship between argumentation and the structure of the activities is explored with respect to prompts, questions, and the segmented Learning Cycle structure of the ChemActivities. Findings of this study revealed that prompts were effective in eliciting arguments, that convergent questions produced more arguments than directed questions, and that the structure of the Learning Cycle successfully scaffolded arguments.
A semester of video data from two different small student groups facilitated by two different peer leaders was used for these three related studies. An analytic framework based on Toulmin's argumentation scheme was used for the argumentation analysis of the studies.
This dissertation work focused on the three central elements of the peer-led classroom, students, peer leader, and the ChemActivities, illuminates effective discourse important for group learning. Overall, this dissertation work contributes to science education by providing both an analytic framework useful for investigating group processes and crucial strategies for conducting effective cooperative learning and promoting student argumentation. The findings of this dissertation work have valuable implications in the professional development of teachers specifically for group interventions in the implementation of cooperative learning reforms.
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Courtois, Loys. "Détermination de modes électromagnétiques de guides d'ondes corrugués surdimensionnés sur l'installation de chauffage des électrons du Tokamak Tore Supra". Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG0013.
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Le chauffage des electrons du plasma du tokamak tore supra est une etape clef vers l'obtention des reactions de fusion thermonucleaire. Celui-ci est obtenu par le transport d'une onde electromagnetique sur le mode fondamental de guides surdimensionnes depuis le generateur (gyrotron) jusqu'au plasma. Connaitre la proportion de puissance couplee au mode fondamental est un parametre primordial pour le bon fonctionnement de la ligne de chauffage et son efficacite sur le plasma. Ce travail de these donne tous les elements necessaires a la connaissance du mode fondamental mais egalement de tous les autres modes pour les composants passifs et pour le gyrotron en place sur l'installation. Cette caracterisation est basee sur l'obtention de diagrammes d'amplitude et de phase du champ electrique dans un plan transverse a l'axe de propagation. Le point delicat de ces diagrammes est l'obtention de la phase qui est desormais mesuree a bas niveau malgre la faible longueur d'onde et reconstruite numeriquement pour la caracterisation du gyrotron a forte puissance. Une etude theorique complete du code de reconstruction de phase est donnee ainsi que sa validation par des diagrammes theoriques. Cette etude debouche sur la realisation d'un banc de caracterisation en modes du faisceau electromagnetique rayonne en tout point de l'installation de chauffage des electrons. Enfin, la caracterisation complete est donnee a bas niveau pour un convertisseur de mode mais egalement pour le premier gyrotron de serie en place sur l'installation.
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Gacemi, Djamal Eddine. "Étude expérimentale et simulation des modes électromagnétiques se propageant sur des guides d’ondes métalliques de petites dimensions aux fréquences THz". Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112413.
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Focaliser l’énergie optique en un petit spot de diamètre beaucoup plus petit que la limite de diffraction a longtemps été un sujet très intéressant en photonique. Dans le domaine Térahertz (avec une longueur d’onde de l’ordre de 300 µm) ce défi est particulièrement important pour répondre à l’intérêt croissant de l’imagerie haute résolution et de la spectroscopie des matériaux d’une taille inférieure à l’échelle submillimétrique de la longueur d’onde en espace libre. Dans ma thèse, j’ai étudié le confinement des ondes de surface aux fréquences THz sur des structures métalliques de dimensions sous longueur d’onde. J’ai expérimentalement mesuré le confinement du champ électrique et calculé la relation de dispersion du mode de surface sur une structure métallique déposée sur un substrat diélectrique de faible permittivité. Ces mesures sont obtenues à l’aide d’un banc de mesures THz guidé, développé pendant ma thèse. La mesure est faite en champ proche par une sonde électro-optique micrométrique, librement positionnable. Ces résultats expérimentaux sont complétés par des simulations numériques, obtenues par le logiciel de simulation par éléments finis, Comsol Multiphysics. Les résultats expérimentaux montrent un confinement de λ/20 du mode EM de surface sur une ligne métallique rectangulaire de petites dimensionsFocusing optical energy into a small spot diameter much smaller than the diffraction limit has long been a very interesting topic in photonics. In Terahertz (with a wavelength of about 300 microns) this challenge is particularly important to meet the growing interest in high-resolution imaging and spectroscopy of materials whose size is smaller than the wavelength in free space. In my thesis, I studied the confinement of surface waves at THz frequencies on metal structures with sub-wavelength dimensions . I experimentally measured the confinement of the electric field and calculated the dispersion relation of the surface mode on a metal structure deposited on a low permittivity dielectric substrate. These measurements are obtained using a guided-wave time domain spectroscopy set-up, developed during my PhD. The measurement is made by a near-field freely positionable electro-optical probe. These experimental results are supplemented by numerical simulations obtained by finite element analysis software Comsol Multiphysics. The experimental results show a confinement of λ/20 of the EM surface mode on a sub-wavelength dimension rectangular metal wire
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Hamitouche, Zahia. "Études expérimentales et numériques de la propagation dans des guides d'onde à section linéairement variable". Le Havre, 2008. http://www.theses.fr/2008LEHA0003.
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Le but de ce travail est de fournir des résultas expérimentaux et numériques sur le comportement d'une onde de Lamb dans des guides d'onde élastiques en duraluminium comportant une zone de section linéairement variable, localisés entre deux secteurs d'épaisseurs constantes de 2 mm et 5 mm. Ces guides d'onde ne sont différents que par la pente de leur zone de section variable. Plusieurs phénomènes ont été observés : l'adiabaticité des modes de Lamb dans la zone de section variable, leur réflexion à leur épaisseur de coupure et leur transmission en dehors de cette zone par effet tunnel en d'autres modes de Lamb (conversion de modes). Les résultats expérimentalement et numériquement obtenus montrent l'existence d'ondes adiabatiques dans tous les guides étudiés. En particulier, l'amplitude des déplacements normaux de l'onde adiabatique S0 sur la surface plane varie en fonction de l'épaisseur de la zone de section variable et montre un nombre de résonances localisées dans cette zone. Le nombre et la position des résonances varient en fonction de la pente du guide et de la zone dispersive. Dans le cas où le mode se propage vers les épaisseurs décroissantes dans un guide d'onde de forte pente, une transmission de l'onde incidente a été observée à la sortie de la zone de section variable en d'autres modes. Lorsque les modes de Lamb d'ordres supérieurs, et donc possédant un produit fréquence-épaisseur de coupure, se propagent vers les épaisseurs décroissantes, une réflexion de ces modes à leur épaisseur de coupure est observée, et ce avant d'atteindre la fin de la zone de section variable. Une faible part de leur énergie est transmise par effet tunnel en dehors de la zone de section variable en modes de Lamb différents. L'énergie des modes transmis a été mesurée et représente 2% au maximum, selon la pente du guide, de celle du mode incident. Par ailleurs, la zone de section variable montre un phénomène de filtrage fréquentiel pour les modes de Lamb ayant des produits fréquence-épaisseur de coupure. Les résultats expérimentaux sont en bon accord avec les résultats numériques. Grâce à l'étude numérique nous avons pu établir un modèle prédictif fiable et expliquer les phénomènes physiques observésThe aim of this work is to provide the experimental and numerical results on the behaviour of a Lamb wave in duraluminium elastic waveguides. These waveguides include an area of linearly varying section, located between two areas of constant thickness of 2 mm and 5 mm. These waveguides are only differing by the slope of their varying section domain. Several phenomena were observed : the adiabaticity of the Lamb modes in the area of varying section, the reflexion of an incident Lamb mode when it reaches its thickness cut-off in the varying section area and its transmission outside this zone by tunnel effect. The experimental and numerical results obtained show the existence of adiabatic waves in all the studied guides. In particular, the amplitude of normal displacements of the adiabatic S0 mode on the plane surface varies according to the thickness and shows a number of resonances located in this zone. The number and the positions of resonances are strongly depending of the varying section slope. If the same mode is propagated towards the decreasing thicknesses in a waveguide of strong slope, a transmission of this incident wave is observed at the end of the varying section domain into other modes. When the Lamb modes having cut-off are propagated towards the decreasing thicknesses, a reflexion at their thickness cut-off is observed. Nevertheless, a small part of their energy is transmitted by tunnel effect into other Lamb modes in the thinner part of the waveguide. The energy of the transmitted modes have been measured and represents a maximum of 2% of the energy of the incident mode. In addition, the varying section area shows a phenomenon of frequency filtering for the Lamb modes having cut-off. The experimental results are in good agreement with the numerical results. The numerical study allowed the obtention of a reliable predictive model and helped to highlight the physical meaning of the observed phenomenon
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Lecouvé, Marc. "Conception et réalisations de filtres microondes à modes évanescents à l'aide d'un algorithme génétique : Egalisation d'amplitude par l'algorithme de levenberg-Marquardt". Bordeaux 1, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR12211.
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Les filtres constituent un élément essentiel des systèmes de télécommunications par satellite. Filtres à guides et cavités sont le plus souvent utilisés en raison des faibles pertes requises. Ce mémoire porte essentiellement sur des filtres passe-bande utilisant des tronçons de guides rectangulaires propagatifs et évanescents. L'objectif est d'étudier les performances de filtres rectilignes ou recourbés à bande large ou étroite en bande X et Ku. Le chapitre 1 présente les fondements électromagnétiques et la modélisation, de tronçons de guide chargé par des inserts. Un raccordement modal permet la mise en cascade de ces tronçons. Le chapitre II présente la méthode d'optimisation par un algorithme génétique appliqué aux filtres à modes évanescents. La théorie électromagnétique et l'algorithme d'optimisation ont été implémentés dans le logiciel Evanu, logiciel de conception de filtre passe-bande à modes évanescents. Le chapitre III récapitule les prototypes réalisés d'ordre 3 et 5 en bande X et Ku. S'en suit une étude des paramètres sensibles en phase de conception, chapitre IV. Il apparaît que les inserts diélectriques sont les paramètres critiques et qu'ils semblent peu adaptés à des bandes très étroites (<1%). Une alternative consiste à les remplacer par des courbures résonnantes, le mode fondamental propagé remplaçant le pôle induit par un insert. Le chapitre V développe les fondements électromagnétiques d'une pareille structure et montre les résultats de deux prototypes. Le chapitre VI traite d'un cas particulier de filtrage pour lequel il a été nécessaire de développer un logiciel de synthèse basé sur la méthode des Fréquences Réelles usuellement appliquée à des composants actifs.
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Chane-Kee-Sheung, Harry. "Etude d'un réseau de fentes longitudinales en guides d'ondes rectangulaires en modes de diffraction et de rayonnement : détermination de sa surface équivalente radar". Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30116.
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Les antennes reseaux en guides a fentes sont utilisees depuis plusieurs annees. Ces antennes sont generalement concues a leur frequence de fonctionnement nominale. Cependant, leur comportement lorsqu'elles sont eclairees par une onde plane de frequence quelconque, est le plus souvent ignore. Cet aspect peut prendre une importance non negligeable du fait de l'interet porte a la discretion radar aujourd'hui. Il paraissait donc souhaitable de pouvoir caracteriser la surface equivalente radar d'une antenne reseau pour une frequence quelconque. L'application du principe d'equivalence permet de definir un systeme d'equations integrales dont les inconnues sont les champs electriques des fentes du reseau. La resolution de ces equations est faite par la methode des moments (mom). Les caracteristiques de diffraction de l'antenne sont alors obtenues a partir des champs des fentes. L'etude d'un reseau a l'emission (alimentation par le mode fondamental du guide) est ensuite presentee. Une analyse par la mom est d'abord effectuee. Une presentation des methodes de conception des antennes reseaux en guides a fentes est ensuite faite. Ces methodes font appel a la notion d'admittance placee sur une ligne de transmission. Les variations de cette admittance en fonction des parametres geometriques de la fente et du guide, a une frequence donnee, sont etablies au moyen de la mom. Les resultats obtenus sont alors utilises lors de la conception des reseaux
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Gallezot, Matthieu. "Simulation numérique du contrôle non-destructif des guides d’ondes enfouis". Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0040/document.
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De nombreux éléments de structures de génie civil sont élancés et partiellement enfouis dans un milieu solide. Les ondes guidées sont souvent utilisées pour le contrôle non destructif (CND) de ces éléments. Ces derniers sont alors considérés comme des guides d’ondes ouverts, dans lesquels la plupart des ondes sont atténuées par des fuites dans le milieu environnant. D’autre part le problème est non borné, ce qui le rend difficile à appréhender sur le plan numérique. La combinaison d’une approche par éléments finis semi-analytique (SAFE) et de la méthode des couches parfaitement adaptées (PML) a été utilisée dans une thèse antérieure pour calculer numériquement trois types de modes (modes piégés, modes à fuite et modes de PML). Seuls les modes piégés et à fuite sont utilisés pour la représentation des courbes de dispersion. Les modes de PML sont non intrinsèques à la physique. L’objectif premier de cette thèse est d’obtenir, par superposition modale sur les modes calculés, les champs émis et diffracté dans les guides d’ondes ouverts. Nous montrons dans un premier temps que les trois types de modes appartiennent à la base modale. Une relation d’orthogonalité est obtenue dans la section du guide(incluant la PML) pour garantir l’unicité des solutions. La réponse forcée du guide peut alors être calculée rapidement par une somme sur les modes en tout point du guide. Des superpositions modales sont également utilisées pour construire des frontières transparentes au bord d’un petit domaine élément fini incluant un défaut, permettant ainsi de calculer le champ diffracté. Au cours de ces travaux, nous étudions les conditions d’approximation des solutions par des superpositions modales, limitées seulement aux modes à fuite, ce qui permet de réduire le coût des calculs. De plus, la généralité des méthodes proposées est démontrée par des calculs hautes fréquences (intéressantes pour le CND) et sur des guides tridimensionnels. Le deuxième objectif de cette thèse est de proposer une méthode d’imagerie pour la localisation de défauts. La méthode de l’imagerie topologique est appliquée aux guides d’ondes. Le cadre théorique général, de type optimisation sous contrainte, est rappelé. Le formalisme modal permet un calcul rapide de l’image. Nous l’appliquons pour simuler un guide d’onde endommagé, et nous montrons l’influence du type de champ émis (monomodal, dispersif,multimodal) ainsi que des configurations de mesure sur la qualité de l’image obtenueVarious elements of civil engineering structures are elongated and partially embedded in a solid medium. Guided waves can be used for the nondestructive evaluation (NDE) of such elements. The latteris therefore considered as an open waveguide, in which most of waves are attenuated by leakage losses into the surrounding medium. Furthermore, the problem is difficult to solve numerically because of its unboundedness. In aprevious thesis, it has been shown that the semi-analytical finite-element method (SAFE) and perfectly matched layers(PML) can be coupled for the numerical computation of modes. It yields three types of modes: trapped modes,leaky modes and PML modes. Only trapped and leaky modes are useful for the post-processing of dispersion curves. PML modes are non-intrinsic to the physics. The major aim of this thesis is to obtain the propagated and diffracted fields, based on modal superpositions on the numerical modes. First, we show that the three types of modes belong to the modal basis. To guarantee the uniqueness of the solutions an orthogonality relationship is derived on the section including the PML. The forced response can then be obtained very efficiently with a modal expansion at any point of the waveguide. Modal expansions are also used to build transparent boundaries at the cross-sections of a small finite-element domain enclosing a defect, thereby yielding the diffracted field. Throughout this work, we study whether solutions can be obtained with modal expansions on leaky modes only, which enables to reduce the computational cost. Besides, solutions are obtained at high frequencies (which are of interest for NDE) and in tridimensional waveguides, which demonstrates the generality of the methods. The second objective of this thesis is to propose an imaging method to locate defects. The topological imaging method is applied to a waveguide configuration. The general theoretical framework is recalled, based on constrained optimization theory. The image can be quickly computed thanks to the modal formalism. The case of a damaged waveguide is then simulated to assess the influence on image quality of the emitted field characteristics (monomodal, dispersive or multimodal)and of the measurement configuration
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Pierre, Raphaël. "Propriétés effectives d'un cristal photonique. Extensions de la méthode des sources fictives. Application à l'étude du guidage de modes quasi-TEM uniformes". Phd thesis, Université Paul Cézanne - Aix-Marseille III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00360840.
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Le premier volet de ce document est dédié à l'obtention des grandeurs effectives d'un cristal photonique monodimensionnel. La méthode employée consiste à calquer les propriétés en dispersion et en réflexion d'un cristal sur celles d'un milieu homogène anisotrope. Cette nouvelle approche permet d'atteindre les permittivité et perméabilité effectives du cristal sous la forme d'un couple de tenseurs. Leur expression indique un critère nécessaire pour réaliser l'adaptation d'impédance entre un cristal et le milieu ambiant. Celui-ci est alors étendu puis appliqué aux cristaux bidimensionnels.Le second volet est l'étude du guidage de modes quasi-TEM uniformes dans un guide métallique au moyen de parois structurées. Les structures sont des surfaces hard analysées grâce à la méthode modale tandis que les guides d'ondes associés le sont par une extension de la méthode des sources fictives. Cartes de champs et relations de dispersion révèlent le comportement des surfaces et guides envisagés.
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Hamdad, Sarah. "Synthèse et étude de réseaux de nanoparticules métalliques pour l'exaltation de l'électroluminescence des OLEDs via l'effet plasmonique". Thesis, Paris 13, 2021. http://www.theses.fr/2021PA131056.
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Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à l’étude de l’amélioration des propriétés optiques et électriques des OLED en utilisant des réseaux de nanoparticules d’Ag. En particulier, nous nous sommes focalisés sur l’étude des résonances de réseau de surface (SLR) afin de comprendre l’origine des mécanismes d’interactions dans ces réseaux. Nous avons aussi étudié l’influence de ces modes sur les caractéristiques d’émission d’une couche organique d’abord en pompage optique et ensuite en pompage électrique. Pour cela, nous avons mis en place au sein du laboratoire LPL plusieurs bancs optiques et développé des calculs afin d’interpréter les résultats obtenus. Ces résultats confirment le rôle crucial des anomalies de Rayleigh dans l’interaction entre les NPs et les émetteurs organiques. En particulier, ils révèlent leur importance pour l’apparition d’une directivité de l’émission. Dans le cas des μOLED, les études réalisées montrent que la présence de réseaux de courtes périodes améliore le processus électrique d’injection des trous dans le dispositif. De plus, on montre également qu’il est possible d’exalter le rendement de la μOLED par l’insertion d’un réseau de longue périodicité. Toutefois, on souligne que l’existence de modes SLR et les effets de directivité de l’émission dans ces dispositifs nécessitent des études plus approfondies. Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse constituent un pas important vers une profonde compréhension des interactions entre les NPs métalliques et les émetteurs organiques et pourraient ouvrir la voie vers l’étude d’OLED superradiantes qui constituerait une étape intermédiaire pour aller vers la diode laser organiqueIn this thesis work, we were interested in studying the improvement of the optical and electrical properties of OLEDs using square arrays of Ag nanoparticles. In particular, we focused on the study of surface lattice resonance (SLR) modes in order to understand the interaction mechanisms between the NPs in a grating. We have also studied the influence of these modes on the emission characteristics of an organic layer first under optical pumping and then under electrical pumping. For this, we have set up within the LPL laboratory several optical experiments and developed several numerical calculations in order to interpret the obtained results. These latter confirm the crucial role of Rayleigh anomalies in the appearance of directional emission. In the case of OLEDs, the studies carried out show that the presence of short period metallic structures can help to improve the electrical injection process of holes into the organic device. Besides, we show that the insertion of a longue period grating can improve the efficiency of the OLED. However, the existence of collective SLR modes is not guaranteed in this type of configuration and the emission directivity effects require further studies. The results obtained within the framework of this thesis work constitute an important step towards a deep understanding of the interactions between the grating of metallic NPs and the organic emitters and could open the way towards the study and the realization of superriadiant OLEDs, which would constitute an intermediate step to go to the organic laser diode
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Félix, Simon. "Propagation acoustique dans les guides d'ondes courbes et Problème avec source dans un écoulement cisaillé". Phd thesis, Université du Maine, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007890.
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Les travaux de cette thèse ont pour cadre l'approche modale de la propagation d'ondes en conduit. Deux aspects sont abordés : la propagation acoustique dans les guides d'ondes courbes, sans écoulement, et le problème d'une source dans un écoulement cisaillé, dans un conduit rectiligne.Pour un guide courbe à deux ou trois dimensions, une formulation multimodale de la propagation acoustique est mise en place et validée, et des équations différentielles matricielles sont établies pour la pression et la vitesse longitudinale, ainsi qu'une équation de Riccati pour la matrice impédance. Si les caractéristiques du coude (section, admittance aux parois) sont constantes, un calcul algébrique de la matrice de diffusion est possible, qui permet l'étude des propriétés de diffusion de ce coude et de tout système complexe composé de conduits droits et courbes. Une comparaison de cette approche, ondulatoire, et d'une matrice de diffusion construite par la méthode des rayons montre une très grande similitude entre ces résultats à haute fréquence. L'atténuation dans un coude traité en parois par un matériau absorbant est enfin étudiée dans le cadre de l'approche multimodale et nous mettons en évidence plusieurs propriétés des conduits courbes traités.
La seconde partie de ces travaux concerne le problème de la propagation acoustique dans un guide droit siège d'un écoulement parallèle cisaillé, en présence d'une source. La fonction de Green de l'équation de Pridmore-Brown est calculée dans un premier temps. Par transformée de Fourier spatiale inverse, les pôles de la fonction de Green font apparaître les modes acoustiques perturbés par l'écoulement, dont il est alors possible de calculer l'amplitude. La présence d'un spectre continu dû à la singularité de l'équation de Pridmore-Brown est également mise en évidence, et la contribution du continuum de modes hydrodynamiques correspondant est étudiée et décrite.
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Pelat, Adrien. "Approche modale de la propagation acoustique dans les guides d'ondes ouverts : application à l'acoustique urbaine". Phd thesis, Le Mans, 2009. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2009/2009LEMA1014.pdf.
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En zone urbaine, les nuisances sonores sont devenues la principale forme de ''pollution'' reconnue par la population. Pour faire face à cet enjeu de société, de nombreuses recherches ont permis de décrire la propagation acoustique en milieu urbain. Toutefois, devant la très grande complexité géométrique et physique du milieu urbain, les modèles implémentés dans les logiciels usuels de prédiction, basés sur des approximations énergétiques et géométriques, limitent la description physique des champs acoustiques. Il apparaît donc que des travaux fondamentaux sur la propagation acoustique en milieu complexe doivent être poursuivis en amont des applications directement liées à l'acoustique urbaine. Dans ce contexte de recherche amont, l'idée essentielle de ces travaux est de considérer la rue comme un guide d'ondes ouvert. En effet, la forme typiquement allongée favorise le guidage des ondes dans l'axe de la rue. En revanche, l'ouverture de ce guide sur un domaine infini - le ciel - entraîne un rayonnement des ondes conduisant à des pertes d'énergie. L'étude de ces phénomènes compétitifs entre ondes guidées et ondes rayonnées est au cœur de ce travail. Pour résoudre l'équation d'ondes dans un tel guide ouvert tridimensionnel, la démarche scientifique retenue repose sur le principe de la décomposition modale. Dans cette approche, le champ d'ondes est une combinaison d'un ensemble de modes (appelé base modale) dont les contributions dépendent notamment des conditions aux extrémités du guide. L'extension de l'approche modale au cas des guides d'ondes ouverts nécessite d'introduire la notion de modes fuyants (leaky modes). Au travers d'une étude préliminaire portant sur des guides bidimensionnels fermés de section variable, les possibilités de l'approche modale sont appréhendées dans des cas simples en vue de l'étendre au cas plus complexe des guides tridimensionnels ouverts. Par la suite, un premier travail sur les modes fuyants est réalisé dans le cas académique d'un guide ouvert cylindrique de section rectangulaire. Ce travail permet d'étudier de manière détaillée le comportement et les propriétés des modes fuyants lorsqu'ils sont utilisés dans une approche modale. Il est notamment montré qu'un nombre restreint d'entre eux est nécessaire pour décrire précisément le champ. Sur la base des conclusions de ces premières recherches, une méthode couplée Modal-Éléments Finis plus adaptée aux spécificités des ``guides d'ondes urbains'' est proposée. Ces travaux montrent comment, en utilisant des PML (Perfectly Matched Layers), un nouveau problème de propagation en guide fermé peut être substitué au problème original de propagation en guide ouvert. Dans cette approche, certaines caractéristiques de la complexité physique et géométrique du milieu urbain peuvent être prise en compte. Des illustrations basées sur l'implémentation numérique de la méthode mettent en évidence des phénomènes physiques liés par exemple aux irrégularités et à l'absorption des façades, ou à la prise en compte de phénomènes météorologiques, et ouvrent certaines perspectives de recherche académiques et appliquées à l'acoustique urbaineIn urban areas, noise has become the main form of ''pollution'' recognized by the population. To address this major issue for society, much research has helped to describe the acoustic propagation in urban areas. However, as consequence of the high geometrical and physical complexity of urban areas, the energetic models implemented in usual predictive software limit the physical description of sound fields. It appears that fundamental work on acoustic propagation in complex environments must be pursued upstream from applications directly related to urban acoustics. In this context of upstream research, the essential idea of this work is to consider the street as an open waveguide. Indeed, the typical elongated shape promotes guided waves along the axis of the street. In contrast, the opening of this guide on an infinite domain - the sky - results in wave radiation leading to energy losses. The study of these competitive effects between guided waves and radiated waves is the key point of this work. To solve the wave equation in such an open three-dimensional guide, the principle of modal decomposition is used. In this approach, the wave field is a combination of a set of modes (called modal basis) whose contributions notably depend on end conditions at the guide extremities. The extension of the modal approach to the case of open waveguides need to introduce the concept of leaky modes. Through a preliminary study about two-dimensional closed guides with variable cross-section, the possibilities of the modal approach are apprehended in simple cases in order to be extended to the more complex case of three-dimensional open guides. Subsequently, a first work about leaky modes is done in the academic case of an open cylindrical guide with rectangular cross-section. In this work, the behavior and properties of leaky modes are studied in details when they are used in a modal approach. It is notably shown that only a small number of modes is necessary to accurately describe the field. Based on the findings of this first research, a coupled Modal-Finite Elements method, more suitable to the ''urban waveguide'' specificities is proposed. This work shows how, using PML (Perfectly Matched Layers), a new problem of propagation in closed guide may be substituted for the original problem of propagation in open guide. In this approach, several characteristics of the geometrical and physical complexity of urban areas can be taken into account. Illustrations based on the numerical implementation of the method reveal physical phenomena related to irregularities and absorption of facades, or the consideration of meteorological effects, and open both academic and applied research prospects
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Guenneau, Sébastien. "Homogénéisation des quasi-cristaux et analyse des modes dans des fibres optiques de type cristal photonique". Aix-Marseille 1, 2001. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01853818.
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L'objet de cette thèse est d'une part l'étude théorique et numérique de la diffraction des ondes électromagnétiques en régime harmonique par des structures finies constituées de matériaux hétérogènes périodiques ou quasi-périodiques, à la limite des grandes longueurs d'ondes, et d'autre part l'analyse des modes propagatifs dans des guides périodiques dans le domaine de résonance. Dans la première partie, nous cherchons à remplacer des structures ferro-magnétiques de type "cristal photonique" par un matériau effectif défini par des matrices de permittivité et de perméabilité anisotropes déduites de la résolution de problèmes annexes de type électrostatique sur un tore. Nous nous intéressons ensuite à l'homogénéisation des structures quasi-cristallines et introduisons pour cela une notion de convergence deux-échelles coupe-projection. Enfin, nous estimons le comportement asymptotique de l'erreur entre la solution homogénéisée et la solution quasi-périodique d'un problème d'électrostatique 1D. Dans la seconde partie, nous utilisons des méthodes numériques de type "éléments finis" pour l'analyse des modes dans des fibres optiques de type "cristal photonique", qui permettent de propager la lumière dans un défaut d'indice faible (par exemple, de l'air) grâce à l'existence de bandes interdites. On s'intéresse aussi à la propagation des ondes centimétriques dans des structures constituées de matériaux diélectriques et métalliques. Dans la troisième partie, nous appliquons des méthodes asymptotiques à l'analyse spectrale des guides de type "cristal photonique" pour les basses fréquences (homogénéisation) et pour les hautes fréquences (domaine de résonance). Nous donnons des résultats numériques pour les modes de tels guides aux basses fréquences (méthodes des éléments finis) et pour des modes hautes fréquences dans des cavités multicouches 1D (matrices de transfert).
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Ramos, Marie. "Etude du couplage entre une fibre optique unimodale et un guide d'onde en optique intégrée en vue de la réalisation d'un connecteur". Saint-Etienne, 1993. http://www.theses.fr/1993STET4025.
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L'optique intégrée présente un intérêt croissant et la réalisation de composants tels que les capteurs pourra se développer plus largement s'il existe des moyens de connection avec les fibres optiques. C'est pourquoi, nous avons étudié le couplage à 1,3 micromètres entre les champs relativement bien adaptés d'une fibre optique unimodale standard et de différents guides d'onde de largeur limitée (sur substrat de verre, silicium et niobate de lithium). Nous avons choisi deux méthodes susceptibles de répondre au mieux aux exigences principales que requiert la fabrication industrielle d'un connecteur : l'efficacité (coefficient de couplage élevé), la reproductibilité et le bas cout. Il s'agit du couplage bout à bout et du couplage par l'intermédiaire d'une lentille sphérique de paramètre bien choisis (indice de réfraction élevé et faible dimension). La modélisation de ces deux systèmes puis une étude expérimentale approfondie ont permis de montrer que ces deux solutions étaient performantes et sensiblement équivalentes. Elles seront donc testées dans la réalisation d'un connecteur entre une fibre optique et un capteur en optique intégrée
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Rassem, Nadège. "Etude du guidage et du confinement de la lumière dans les guides optiques nanostructurés : application au filtrage spectral ultra-sélectif". Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0015.
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Un CRIGF (pour Cavity Resonator Integrated Grating Filter) est un filtre spectral nanophotonique présentant une bande passante étroite (inférieure au nanomètre) fonctionnant avec un faisceau relativement focalisé. Cette structure, introduite récemment (2010), est composée d'un réseau à résonance de mode guidé (ou réseau résonnant, ou encore réseau coupleur) inséré entre deux réseaux de Bragg. Les réseaux à résonance de mode guidé sont connus pour présenter dans leur spectre en réflexion (ou transmission) des pics très étroits, dus à l'excitation, via un ordre de diffraction, d'un mode guidé de la structure. Ce phénomène de résonance correspond à une anomalie de Wood. Mais leur majeure limitation reste leur très faible tolérance angulaire, et le CRIGF permet de lever ce problème.Dans la littérature, numériquement le CRIGF a été modélisée par la FDTD seulement avec d’importants temps de calculs. Nous avons utilisé la RCWA pour modéliser numériquement le CRIGF en apportant une possibilité de recherche des modes propres. Nous avons surtout montré grâce aux calculs que le comportement angulaire extraordinaire du CRIGF est très différent de celui des réseaux infinis. Nous avons prouvé grâce à la théorie des modes couplés étendue à quatre modes que cette large tolérance angulaire est due à l'existence d'un couplage additionnel qui n’existait pas dans les réseaux infinis. Grâce à une approche basée sur la cavité de Fabry-Pérot, nous avons confirmé que le CRIGF se comporte comme une cavité de Fabry-Pérot à pertes, ce qui nous a permis de définir des règles de conception simples comme le contrôle de la largeur spectrale et le repositionnement de la longueur d’onde de centrageA CRIGF (Cavity Resonator Integrated Grating Filter) is a nanophotonic spectral filter with a narrow bandwidth (less than a nanometer) using a relatively focused beam. This structure, introduced recently (2010), is composed of a guided mode resonance grating filter (or resonant grating, or coupler grating) inserted between two Bragg gratings. Guided mode resonance gratings are known to exhibit very narrow peaks in their reflection spectrum (or transmission), due to the excitation of one guided mode of the structure via one diffraction order. This resonance phenomenon corresponds to an anomaly of Wood. But their major limitation remains their very low angular tolerance, and the CRIGF allows to overpass this problem.In literature, the numerical modeling of CRIGF was done only by FDTD with an important calculations time. We have used RCWA to model numerically the CRIGF by bringing a possibility of research of the eigen-modes. We have mainly shown thanks to calculations the extraordinary angular behavior of the CRIGF is very different from that of infinite gratings. We have proved thanks to the coupled modes theory extended to four modes that this large angular tolerance is due to an additional coupling that did not occur in infinite gratings.With an approach based on the Fabry-Perot cavity, we confirmed that the CRIGF behaves as a lossy Fabry-Perot cavity, which allowed us to define simple design rules such as the control of the spectral width and tuning the centering wavelength
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Valier-Brasier, T. "Propagation acoustique en guides fluides et solides à parois rugueuses : formulation intégrale pour ondes de pression, de cisaillement et de Lamb". Phd thesis, Université du Maine, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00534139.
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Dans le cadre du contrôle non destructif, l'étude de la propagation d'ondes dans des guides rugueux ouvre la voie à diverses applications, telles la caractérisation de l'état de surface d'un matériau ou de la qualité d'un collage dans une structure assemblée, la détection d'effets de corrosion ou d'imperfections d'usinages, ... Dans ce contexte, l'étude menée au cours de cette thèse porte sur l'analyse des effets de rugosité de frontières de guides d'ondes fluides ou solides sur la propagation des ondes acoustiques, en vue, en pratique, de caractériser cette rugosité. Le processus de diffusion sur des rugosités de parois se traduit par des couplages modaux, transferts d'énergie entre modes créés ou non par des sources, modes propres pour ondes de pression en fluides ou pour ondes SH en solides, modes de Lamb en guides solides. Qu'il s'agisse de champs à caractère scalaire (en fluide ou ondes SH en solide) ou vectoriel (ondes de Lamb), un modèle nouveau, qui repose sur une formulation intégrale des équations scalaires de propagation, est mis en œuvre, modèle dans lequel le choix des fonctions de Green joue un rôle prépondérant. Les relations entre champs acoustiques (de pression ou élastiques) et profils de rugosité ont été étudiées pour tous types de rugosité, mais plus particulièrement pour des rugosités périodiques qui permettent des analyses plus avancées. La relation entre les densités spectrales de puissance (DSP) des profils de rugosité et les coefficients de réflexion et de transmission en énergie des modes guidés est établie ; certains résultats obtenus ont été comparés à ceux d'expériences réalisées à cet effet.
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Mathian, Marie. "Antennes large bande pour dispositifs micro-ondes de fortes puissances : mfp". Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112001.
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Herbin, Morgane. "Etude de l’influence de différents modes de synthèse sur la nature de la phase active de catalyseurs à base de molybdène : Caractérisation par couplage de spectroscopies XPS/LEIS/ToF-SIMS". Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10069/document.
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Le couplage de techniques d’analyse de surface (XPS, LEIS et ToF-SIMS) a permis de caractériser la nature de la phase active sur des catalyseurs à base de Mo en fonction de différents modes de synthèse. Afin d’imiter le mode par voie chimique par imprégnation, des catalyseurs modèles ont été préparés par spin coating. En outre, une nouvelle voie physique, par pulvérisation magnétron, a été explorée pour la synthèse de catalyseurs. Des corrélations entre les données spectroscopiques XPS et LEIS sur les systèmes modèles permettent de déterminer le taux de recouvrement et l’épaisseur des espèces MoOx déposées. L’étude ToF-SIMS permet de confirmer la structure de la phase active : des entités monomériques à faible teneur et polymériques à plus haute teneur en Mo. Enfin, les performances catalytiques des différents systèmes pour l’oxydation ménagée du méthanol sont discutées au regard des caractérisations spectroscopiques. Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet CATARR INTERREG IV (Materia Nova, Université de Mons et Université Lille1)The coupling of surface analysis techniques (XPS, LEIS et ToF-SIMS) allowed to characterize the nature of the active phase on Mo-based catalysts according to different modes of synthesis. To imitate chemical means by impregnation mode, model catalysts we prepared by spin-coating. In addition, a new physical path, by magnetron sputtering, has been explored for the synthesis of catalysts. Correlations between spectroscopic data XPS and LEIS on model systems determine the recovery rate and the structure of the active phase : Mo low content monomeric and high content polymeric entities. Finally, the catalytic performances of the different catalytic systems for the controlled oxidation of methanol are discussed under spectroscopic characterizations. This work has been performed within INTERREG IV CATARR network (Materia Nova, Mons University and Lille1 University)
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Moutaouekkil, Mohammed. "Etude de la propagation des ondes élastiques de Lamb dans les matériaux composites micro/nano structurés : Application pour l’ingénierie des propriétés physiques des résonateurs électromécaniques". Thesis, Ecole centrale de Lille, 2018. http://www.theses.fr/2018ECLI0011/document.
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Le contrôle de la propagation des ondes élastiques repose principalement sur la conception de milieu artificiel à base de matériaux structurés pour obtenir une ingénierie avancée de la dispersion de la propagation. Au cours de la thèse, la dispersion du mode (S0) dans des membranes micro-structurées à base d’AlN a été numériquement investiguée et les applications qui en découlent explorées. Il est mis en évidence le lien fort entre la dispersion du mode et la sensibilité aux perturbations externes en combinant la membrane d’AlN avec une couche de SiO2 structurée en rubans. En particulier, il est montré qu’il est possible d’obtenir un TCF=0 pour les résonateurs sans presque aucune dégradation du coefficient K2. Il est montré qu’il est possible d’ouvrir des bandes interdites avec une largeur de l’ordre de 50% en structurant l’AlN sous forme de rubans ou en utilisant des piliers pour former un PhnC. Sur cette base, des designs de cavités et de guides d’ondes sont proposés et leurs performances sont étudiées en fonction des paramètres géométriques. Il est également proposé un nouveau design de cavité basé sur l’introduction d’un défaut résonant dans le PhnC sous forme de disque de dimension très petite par-rapport à la taille de la cellule élémentaire. Le défaut permet d’introduire des modes quasi-plats dans le diagramme de bande et permet en conséquence la conception d’une nouvelle génération de dispositifs phononiques robustes pour des applications en traitement du signal et capteurs. Les structures optimales sont utilisées pour la conception de capteur de champs magnétiques, une sensibilité de 5% est obtenue pour le mode localisé dans le cas d’un disque magnéto-élastiqueThe control of elastic wave propagation relies mainly on the design of artificial media based on structured materials to achieve advanced propagation dispersion engineering. During the thesis, the dispersion of the mode (S0) in micro-structured membranes based on AlN was numerically investigated and the resulting applications explored. The strong link between mode dispersion and sensitivity to external disturbances is highlighted by combining the AlN membrane with a layer of SiO2 structured into strips. In particular, it is shown that it is possible to obtain a TCF = 0 for the resonators without any degradation of the K2 coefficient. It is shown that it is possible to open wide band-gaps of 50% by structuring the AlN in the shape of strips or using pillars to form a PhnC. On this basis, designs of cavities and waveguides are proposed and their performances are studied according to the geometrical parameters. It is also proposed a new cavity design based on the introduction of a resonant defect with a disc shape in the PhnC and presenting very small size in comparison to the unit cell. The defect makes it possible to introduce quasi-flat modes in the band diagram and consequently allows the design of a new generation of phononic devices for signal processing and sensor applications. The optimal structures are used to design a magnetic field sensor design, a sensitivity of 5% is obtained for the localized mode in the case of defect based on magneto-elastic thin film
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Roux, Jean-François. "Contribution à l'étude du coupleur a réseau non linéaire : génération de second harmonique dans des guides d'ondes organiques". Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0023.
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Ce travail porte sur le doublement de frequences optiques dans des guides d'ondes deposes sur des reseaux de diffraction. Le guide planaire est constitue d'un film mince de polymere non-lineaire et le reseau de diffraction permet simultanement le couplage du faisceau laser de pompe dans le guide et le decouplage du rayonnement genere a la frequence double. Nous rappelons tout d'abord les principes de l'optique non-lineaire dans des structures guidantes ainsi que les notions fondamentales de la diffraction lineaire par un reseau de couplage. Ensuite, les phenomenes de diffraction non lineaires sont modelises a l'aide de deux methodes. La premiere est basee sur le formalisme des modes couples, elle nous permet de recenser les differentes possibilites de renforcement de la generation de second harmonique, parmi lesquelles l'accord de phase assiste par le reseau de diffraction. La seconde est une approche phenomenologique qui permet de mieux comprendre l'influence des parametres optogeometriques du dispositif sur le processus de doublement de frequence. En utilisant des dispositifs a interface metallique, nous retrouvons experimentalement les previsions theoriques. Notamment, nous avons mis en evidence l'effet de l'accord de phase obtenu par dispersion modale en presence de pertes de propagation, ainsi que l'influence des harmoniques spatiaux des modes guides sur le renforcement du champ genere. A l'aide d'un dispositif entierement dielectrique, nous avons observe, pour la premiere fois, un accord de phase assiste par le reseau entre deux modes guides fondamentaux se propageant dans des directions opposees
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Achlan, Moustafa. "Surface Plasmon Polariton and Wave Guide Modes in a Six Layer Thin Film Stack". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS109.
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Dans cette thèse, nous étudions les propriétés optiques d'un système multicouche (air-Au-SiO₂-Au-Ti-verre). Les interfaces sont planes et la modélisation est réalisée en utilisant les coefficients de Fresnel à l'interface et la propagation d'ondes planes dans les couches. Deux modèles sont utilisés où l'échantillon est : i) excité par une source à l'infini ; ii) excité par une source locale. Dans l'expérience que nous avons modélisée l'empilement est excité par les électrons tunnel inélastiques dans un microscope à effet tunnel (STM). Dans le modèle, le courant tunnel inélastique est remplacé par un dipôle oscillant vertical. En utilisant ces modèles, nous avons calculé les flux réfléchis (reflectance) et transmis (transmittance) d'une source de lumière à l'infini et le flux transmis de l'excitation locale. La reflectance, transmittance et le flux transmis montrent des modes plasmoniques (surface plasmon polaritons (SPP)) et photoniques (guide d'onde (WG)). A des longueurs d'onde particulières, les courbes de dispersion des SPP et WG présentent un croisement évité. Le choix des épaisseurs d'or et de silice a deux contraintes: une amplitude importante des observables et une large dépendance en longueurs d'onde du vecteur d'onde dans le plan. Nous étudions aussi l'influence des épaisseurs sur les observables. Nous avons trouvé que les observables ont des amplitudes importantes à pour une épaisseur d'or de [10, 90 nm] pour l'empilement de trois couches et de [10, 50 nm] pour celui de six couches. Les modes de guide d'onde apparaissent pour une épaisseur de la couche de silice de >190 nm. Afin de caractériser la localisation du champ dans l'empilement et déterminer la nature du mode, nous avons calculé le champ électrique en fonction de la coordonnée de pénétration z. Nous avons trouvé que pour le mode SPP le champ est localisé à l'interface Au-air, tandis que le champ électrique du guide d'onde est confiné dans la couche de silice. Les résultats théoriques présentés sont en bon accord avec les résultats des études expérimentales menées dans notre groupeIn this thesis, we investigate the optical properties of a six-layer stack (air-Au-SiO₂-Au-Ti-glass). The interfaces are flat and the modeling is performed using elementary Fresnel expressions at the interface and plane wave propagation in the layers. Two models are used where the sample is: i) excited by a source at infinity (excitation by source at infinity (ESI)); ii) excited by a local source. In the experiments we are modeling this source consists of the inelastic tunneling electrons from a scanning tunneling microscope (STM). In our modeling this source is replaced by a vertical oscillating dipole. Using these two models one calculates the reflected (reflectance) and the transmitted (transmittance) flux from a source at infinity and the transmitted flux of a local source. Surface plasmon polariton (SPP) and wave guide (WG) modes may be identified in the reflectance, transmittance and transmitted flux. In a particular wavelength domain the SPP and WG repel each other giving rise to an avoided crossing. The choice of the gold (Au) and silica (SiO₂) thicknesses of the six-layer stack is guided by two requirements: high amplitude of the observable and wide wavelength dependence of the in-plane wave vector. We also study the influence of the gold and silica thicknesses on the observables. We find that the observables are significant for dAu[10, 90 nm] for the three and dAu[10, 50 nm] for six layer stacks and this predictive study guided the choice of the experimental sample thicknesses. The wave guide mode appears for dSiO₂ >190 nm. The electric field as a function of the penetration coordinate z is calculated in order to characterize the location of the field in the stack and to assign the nature of the modes. We observe that for the SPP the electric field is confined at the Au-air interface whereas, the electric fields corresponding to the WG mode are confined inside SiO₂ layer. Our calculations presented in this work are in good agreement with the experimental measurements performed in our group
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Salas-Montiel, Rafael. "Sources lasers pulsées en optique intégrée sur verre". Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0024.
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Ce manuscrit rapporte les travaux concernant l'étude, la réalisation et la caractérisation de sources lasers pulsées hybrides par modulation passive des pertes en optique intégrée sur verre. Nous avons démontré la faisabilité d'un laser pulsé hybride par modulation passive de pertes. Ce laser est constitué d'un guide d'ondes amplificateur sur verre phosphate dopé avec des ions de néodyme et d'une couche de polymère dopée d'un absorbant saturable BDN au dessus des guides d'ondes amplificateurs. La cavité du laser est complétée par deux miroirs diélectriques placés aux bouts des guides d'ondes. Nous avons mesuré 2,0 :t 0,1 ns de durée d'impulsion pour 180 :t 5 mW de puissance de pompe en entrée. Le taux de répétition varie entre 5 et 50 kHz pour des puissance de pompe en entrée comprises entre 110 et 260 :t 5 mW. L'énergie par impulsion calculée est de 50 :t 4 nJ d'ou une puissance crête de 20 :t 3 W. Les perspectives de ce travail portent principalement sur la réalisation de lasers pulsés DFB hybrides par modulation passive des pertes et de lasers à verrouillage des modesThe development of integrated pulsed laser sources showing similar performances to those of bulk lasers represents a solution for applications in medicine, metrology and research where small size and robustness are required. Furthermore, the possibility to integrate both passive and active functions on the sa me substrate together with a high coupling efficiency with optical fibres makes these kinds of sources an attractive solution. This manuscript reports the study, realisation and characterisation of glass integrated optics hybrid passively Q-switched waveguide lasers. We have demonstrated the successful operation of a hybrid passively Q-switched waveguide laser. This laser is composed of a waveguide amplifier made of a Nd-doped phosphate glass combined with a saturable absorber cladding. The laser cavity was provided by two dielectric mirrors attached to the facets of the waveguides. An optical pulse width of 2. 0 :t 0. 1 ns was obtained for 180 :t 5 mW of launched pump power. The repetition rate ranges from 5 to 50 kHz for 110 to 260 :t 5 mW of launched pump power. The perspectives of this work could be the realisation of hybrid passively DFB Q-switched waveguide lasers and hybrid passively mode-Iocked waveguide lasers
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Herbin, Morgane. "Etude de l’influence de différents modes de synthèse sur la nature de la phase active de catalyseurs à base de molybdène : Caractérisation par couplage de spectroscopies XPS/LEIS/ToF-SIMS". Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10069.
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Le couplage de techniques d’analyse de surface (XPS, LEIS et ToF-SIMS) a permis de caractériser la nature de la phase active sur des catalyseurs à base de Mo en fonction de différents modes de synthèse. Afin d’imiter le mode par voie chimique par imprégnation, des catalyseurs modèles ont été préparés par spin coating. En outre, une nouvelle voie physique, par pulvérisation magnétron, a été explorée pour la synthèse de catalyseurs. Des corrélations entre les données spectroscopiques XPS et LEIS sur les systèmes modèles permettent de déterminer le taux de recouvrement et l’épaisseur des espèces MoOx déposées. L’étude ToF-SIMS permet de confirmer la structure de la phase active : des entités monomériques à faible teneur et polymériques à plus haute teneur en Mo. Enfin, les performances catalytiques des différents systèmes pour l’oxydation ménagée du méthanol sont discutées au regard des caractérisations spectroscopiques. Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet CATARR INTERREG IV (Materia Nova, Université de Mons et Université Lille1)The coupling of surface analysis techniques (XPS, LEIS et ToF-SIMS) allowed to characterize the nature of the active phase on Mo-based catalysts according to different modes of synthesis. To imitate chemical means by impregnation mode, model catalysts we prepared by spin-coating. In addition, a new physical path, by magnetron sputtering, has been explored for the synthesis of catalysts. Correlations between spectroscopic data XPS and LEIS on model systems determine the recovery rate and the structure of the active phase : Mo low content monomeric and high content polymeric entities. Finally, the catalytic performances of the different catalytic systems for the controlled oxidation of methanol are discussed under spectroscopic characterizations. This work has been performed within INTERREG IV CATARR network (Materia Nova, Mons University and Lille1 University)
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Velha, Philippe. "Ingénierie de mode en optique intégrée sur silicium sur isolant". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00292092.
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Cette thèse porte sur la localisation et la manipulation de la lumière à l'échelle de la longueur d'onde. Les travaux ont d'abord porté sur des micro-cavités à grands facteurs de qualité (Q) intégrées sur des guides rubans reposant sur un substrat (SOI). L'optimisation des miroirs grâce à une ingénierie de mode basée sur l'adaptation des profils des modes, a permis d'obtenir des Q allant jusqu'à 60000 pour un volume modal de 0,6(lambda/n)3. Le confinement a pu être observé par microscopie en champ proche et nous avons montré qu'il était possible de contrôler ces cavités par une pointe SNOM. . Enfin, nous nous sommes intéressés aux modes lents en abordant de façon théorique l'injection efficace de la lumière dans un mode lent.
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Piantanida, Juan Pablo. "Théorie de l'information multi-utilisateur : information adjacente et connaissance imparfaite du canal". Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112053.
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La capacité des canaux mono et multi-utilisateur avec connaissance imparfaite du canal aux récepteurs et émetteurs est étudiée. Nous abordons les cas de canaux des adaptés en introduisant deux nouvelles notions de communications fiables avec erreurs d'estimation du canal, pour lesquelles nous proposons le théorème de codage associé et sa réciproque. Ces résultats exploitent les caractéristiques des canaux estimés à l'aide de séquences d'apprentissage. Nous introduisons d'abord la notion de "estimation-induced outage capacity", où l'émetteur et le récepteur oeuvrent dans le but de construire des codes assurant une communication fiable avec une certaine qualité de service, quel que soir le degré d'exactitude de l'estimation qui apparaît au cours de la transmission. Ensuite, le décodeur optimal atteignant cette capacité est étudié. Nous obtenons une métrique pratique de décodage pour des canaux sans mémoire arbitraires qui minimise la probabilité d'erreur de transmission moyennée sur toutes les erreurs d'estimation du canal. Nous considérons ensuite les effets d'une estimation imparfaite connue par les récepteurs avec (ou sans) connaissance imparfaite à l'émetteur sur la capacité des canaux dépendant d'états avec information adjacente non-causale à l'émetteur (canaux MIMO multi-utilisateur). Ceci est abordé via la notion de communication fiable basée sur la probabilité d'erreur moyennée sur toutes les erreurs d'estimation du canal. Finalement, nous présentons plusieurs schémas réalisables de type DPC pour l'insertion de l'information multi-utilisateur en soulignant leur relation étroite avec la théorie de l'information multi-utilisateurThe capacity of single and multi-user channels under imperfect channel knowledge are investigated. We address these channel mismatch scenarios by introducing two novel notions of reliable communication under channel estimation errors, for which we provide an associated coding theorem and its corresponding converse. Basically, we exploit for our purpose an interesting feature of channel estimation through use of pilot symbols. This feature is the availability of the statistic characterizing the quality of channel estimates. We first introduce the notion of estimation-induced outage capacity, where the transmitter and the receiver strive to construct codes for ensuring reliable communication with a quality-of-service, no matter which degree of accuracy estimation arises during a transmission. Then the optimal decoder achieving this capacity is investigated. We derive a practical decoding metric and its achievable rates, for arbitrary memoryless channels that minimizes the average of the transmission error probability over all channel estimation errors. We next consider the effects of imperfect channel estimation at the receivers with imperfect (or without) channel knowledge at the transmitter on the capacity of state-dependent channels withe non-causal CSI at the transmitter (e. G. The multi-user Fading MIMO Broadcast Channel). We address this through the notion of reliable communication based on the average of the transmission error probability over all channel estimation erros. Finally, we consider several implementable DPC schemes for multi-user information embedding, through emphasizing their tight relationship with conventional multi-user information theory
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Dubreuil, Nicolas. "Sources à diode laser auto-organisables - Nonlinearités dans des nanostructures semi-conductrices". Habilitation à diriger des recherches, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00561194.
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La première partie du manuscrit est consacrée au fonctionnement de sources à diode laser en montage de type cavité étendue et qui intègre un filtre holographique. Ce filtre intra-cavité est dynamique est constitué de l'association d'un matériau photoréfractif et d'un réflecteur. Nous montrons que ce filtre est équivalent à un filtre Fabry-Perot dont l'un des miroirs est constitué par un réseau de Bragg photoréfractif enregistré par la structure de modes du laser. Ses caractéristiques sont décrites en détail. Une brève analyse de stabilité d'un laser auto-organisable illustre le processus de sélection entre les modes, induit par le filtre Fabry-Perot photoréfractif. Nous avons alors étudié des fonctionnements de sources à diode laser montée en cavité étendue utilisant comme réflecteur distant un filtre Fabry-Perot photoréfractif. Dans le cas des diodes laser qualifiées de limitée par diffraction, où l'émission laser est supportée par un seul mode transverse, cette configuration originale force l'oscillation de la source sur un seul mode longitudinal et ce, sur une large plage de courant d'injection. Ce comportement a été démontré pour des longueurs d'onde de fonctionnement allant de 630 à 1550 nm et des puissances de sortie variant de quelques dizaines de milliWatt au Watt. Enfin, nous avons démontré qu'un tel filtre dynamique utilisé avec des diodes laser à ruban large, supportant plusieurs modes transverse, introduit également des pertes sélectives sur la structure transverse des modes. L'application dans ce dernier cas est l'amélioration de la brillance de sources à diode laser de puissance. Enfin, nous présentons le fonctionnement original d'une source à diode laser accordable dont la longueur d'onde de fonctionnement est fixée par l'injection optique temporaire d'un faisceau issu d'un laser maître. Cette source présente la particularité de disposer dans sa cavité d'un milieu holographique dynamique de type photoréfractif qui lui permet, après arrêt de l'injection, de conserver un fonctionnement à la longueur d'onde préalablement imposée par le laser maître. En utilisant un laser maître accordable en longueur d'onde, nous avons réalisé l'adressage optique d'une telle source suivant un peigne de longueurs d'onde quasi périodique. La seconde partie du manuscrit traite des études sur le renforcement des interactions nonlinéaires dans des milieux micro-structurés en semi-conducteurs. La première étape a nécessité le développement complet d'une source OPO accordable en longueur d'onde et délivrant des impulsions picosecondes. Nous rapportons la première démonstration expérimentale et quantitative sur le lien entre la propagation d'une impulsion en régime de lumière lente et l'exaltation des nonlinéarités. Nous avons en particulier étudié les phénomènes d'absorption à deux photons (TPA) et d'auto-modulation de phase induits par les effets Kerr optique et de réfraction par les porteurs libres (FCR) générés par TPA. Par un ajustement de nos courbes expérimentales, sans paramètre ajustable (en s'appuyant sur la valeur de la vitesse de groupe mesurée en régime de propagation linéaire), nous avons démontré de manière quantitative l'effet de l'exaltation des nonlinéarités par l'effet du ralentissement de la lumière. Parallèlement, nous avons initié une étude consacrée à la diffusion Raman stimulée dans des nano-structures semi-conductrices. Nous avons démontré, dans des nanoguides de silicium sur isolant, une saturation du facteur d'amplification Raman par l'élargissement spectral des impulsions pompe par des effets d'automodulation de phase nonlinéaire. Enfin, nous présentons nos résultats expérimentaux sur le fonctionnement d'une microcavité doublement résonnante en régime de diffusion Raman stimulée.
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Sciancalepore, Corrado. "Intégration hétérogène III-V sur silicium de microlasers à émission par la surface à base de cristaux photoniques". Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00915280.
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La croissance continue et rapide du trafic de données dans les infrastructures de télécommunications, impose des niveaux de débit de transmission ainsi que de puissance de traitement de l'information, que les capacités intrinsèques des systèmes et microcircuits électroniques ne seront plus en mesure d'assurer à brève échéance : le développement de nouveaux scenarii technologiques s'avère indispensable pour répondre à la demande de bande passante imposée notamment par la révolution de l'internet, tout en préservant une consommation énergétique raisonnable. Dans ce contexte, l'intégration hétérogène fonctionnelle sur silicium de dispositifs photoniques à émission par la surface de type VCSEL utilisant des miroirs large-bandes ultra-compacts à cristaux photoniques constitue une stratégie prometteuse pour surmonter l'impasse technologique actuelle, tout en ouvrant la voie à un développement rapide d'architectures et de systèmes de communications innovants dans le cadre du mariage entre photonique et micro-nano-électronique.
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Mohamed, elarif Abderemane. "Évaluation et contrôle non destructifs des barreaux et plaques par génération acoustique induite par absorption de micro-ondes". Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14235/document.
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De nombreuses études ont été menées jusqu’ici afin d’analyser l’apport de la technique de génération acoustique par micro-ondes dans le domaine de l’évaluation et du contrôle non destructifs des structures mécaniques. Le caractère entièrement sans contact de cette nouvelle technique en ferait un moyen pouvant être adopté pour générer aisément des ondes acoustiques dans les matériaux diélectriques absorbants. Ce travail porte d’abord sur l’étude des vibrations latérales engendrées dans les barreaux viscoélastiques placés dans un guide d’ondes électromagnétiques contenant une ouverture sur l’une des faces latérales et soumis à de brèves excitations de micro-ondes. Un modèle paramétrique prédit la forme de l’élévation de la température à l’intérieur de l’échantillon. Ses résultats soulignent que l’utilisation des guides partiellement ouverts provoque une distribution asymétrique de la température générant ainsi des modes de flexion. Par ailleurs, un modèle numérique tridimensionnel par éléments finis a permis de mettre en évidence l’existence d’autres modes liés aux déformations des sections-droites lorsqu’elles sont soumises à une brusque dilatation thermique. Ensuite, l’élaboration de méthodes directes pour compléter l’évaluation des propriétés viscoélastiques des mêmes barreaux placés dans les guides conventionnels est considérée. Différents modèles analytiques sont construits pour analyser l’effet du coefficient de Poisson sur le rapport des vibrations induites dans les directions latérale et longitudinale d’une part, et sur la dispersion des ondes acoustiques de type traction compression d’autre part. Un algorithme d’optimisation permettant d’estimer le coefficient de Poisson et la partie réelle de la lenteur à valeurs complexes par une méthode inverse est élaboré puis appliqué dans le cas concret de deux barreaux polymériques. Enfin, une étude analytique et numérique par éléments finis est menée afin d’analyser les vibrations générées sur un défaut circulaire (trou) contenu dans une plaque et chauffé localement par des micro-ondes. Deux approches acoustiques sont construites pour prédire la forme de la zone chauffée par une température uniforme ou gaussienne. Une relation directe entre la taille du défaut et les fréquences de certains pics qui apparaissent sur les spectres des vibrations de la plaque ont été mises en évidence. Celle-ci conviendrait à l’élaboration d’une méthode inverse permettant de dimensionner ces types de défautsMany studies in the field of both nondestructive evaluation and testing of mechanical structures have been conducted so far by analyzing the contribution of the microwaves induce acoustic technique. This new non-contact technique can be easily adopted to generate acoustic waves in non-conducting materials. This work begins with studying the lateral vibrations generated within viscoelastic bars hold inside grooved electromagnetic waveguides and subjected to short microwave irradiations. A parametrical model is established in order to predict the shape of the temperature rise within the sample. Results emphasize the fact that these types of waveguides generate a sudden asymmetric temperature rise, which produces some flexural modes. Besides, the development of a 3D numerical model allow the prediction of new vibration modes which are related to the deformations of the bar cross-sections during the sudden thermal heating. Then, direct methods are developed to complete the assessment of the viscoelastic properties of bars placed inside conventional electromagnetic waveguides. Different analytical models are proposed to study the effects of the Poisson ratio either on the ratio between lateral and longitudinal vibrations or on the dispersion of longitudinal waves. An optimization algorithm that allows the Poisson ratio and the real part of the complex slowness evaluation by means of dispersion curves is elaborate before being applied in the specific case of two polymeric bars. Finally, analytical and numerical finite element methods are conducted to analyze the acoustic waves generated by a circular defect (hole) contained in a plate and heated locally by microwaves. Two acoustic approaches are performed to predict the temperature rise form. Furthermore, a nondestructive testing method is highlighted by a direct relationship between the size of the defect and the frequencies of some peaks that appear on the velocity spectra of the plate. This method could be applied to set up an inverse procedure that can be used to size these kinds of defects
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Bourguignon-Mirebeau, Jennifer. "Préconditionnement de méthodes de décomposition de domaine pour les problèmes de diffraction d'ondes électromagnétiques impliquant une cavité profonde". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00651957.
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Cette thèse est dédiée à la résolution numérique tridimensionnelle des équations de Maxwell harmoniques, par des méthodes de décomposition de domaine couplant des résolutions par équations intégrales entre elles. Pour traiter les problèmes de diffraction d'ondes, la méthode des équations intégrales est un outil précieux. Elle consiste à paramétrer le champ électromagnétique solution par une source définie sur la surface de l'objet diffractant, solution d'une nouvelle équation linéaire (l'équation intégrale). Pour des applications à haute fréquence, le grand nombre d'inconnues (de l'ordre du million) nous oblige à utiliser un solveur itératif pour résoudre l'équation intégrale. Le problème du conditionnement des systèmes linéaires est alors crucial. De récents développements ont permis de construire une équation intégrale performante (la GCSIE) et de conditionnement stable avec la montée en fréquence. Cependant, la présence d'une cavité large et résonnante dans l'objet diffractant (telle que la cavité moteur d'un avion) dégrade le conditionnement de cette équation. Nous proposons deux méthodes de décomposition de domaine (DDM) afin de découpler le problème de la cavité du problème extérieur. La première (DDM en Y) s'exprime en fonction des opérateurs Dirichlet-to-Neumann Y, qui sont synthétisés via la résolution de problèmes métalliques par équations intégrales dans chaque sous-domaine. La seconde (DDM en S) s'exprime en fonction des opérateurs de scattering S, synthétisés par résolution de problèmes de type métal-impédant, donc bien posés à toute fréquence. La DDM en S permet ainsi de se débarrasser des phénomènes de résonance dans les cavités. Nous proposons dans un premier temps un préconditionneur analytique pour la DDM en Y, basé sur l'opérateur électromagnétique de simple couche. Nous calculons ensuite les modes guidés le long d'un cylindre infini tangent à la cavité près de l'interface, et nous diagonalisons les opérateurs Dirichlet-to-Neumann et scattering dans la base des traces de modes guidés sur l'interface. On extrait de cette étude deux préconditionneurs spectraux respectivement pour la DDM en Y et la DDM en S. Les résultats numériques confirment l'efficacité des préconditionneurs proposés
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Böhm, Julian. "Phénomènes de transport originaux dans des expériences micro-ondes via la mise en forme spatiale et spectrale". Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4048/document.
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Le transport des ondes joue un rôle majeur dans les systèmes de communication comme le Wifi ou les fibres optiques. Les principaux problèmes rencontrés dans ces systèmes concernent la protection contre les intrusions, la consommation d’énergie et le filtrage modal. Nous proposons différentes expériences micro-ondes mettant toutes en œuvre une mise en forme des ondes, pour traiter ces problèmes. Dans une cavité micro-ondes, des états de diffusion particuliers sont générés en s’appuyant uniquement sur des mesures de transmission et sur le formalisme du temps de retard de Wigner-Smith. Ces états sont capables d’éviter une région déterminée de la cavité, de se concentrer sur un point particulier, ou de suivre une trajectoire d’une particule classique. Le filtrage de mode est mis en œuvre dans un guide d’ondes aux frontières ondulées et en présence de pertes dépendant de la position. Le profil du guide est choisi de façon à ce que les deux modes de Bloch qui se propagent encerclent un point exceptionnel. Cette trajectoire s’accompagne d’une transition non-adiabatique entre les deux modes et d'un filtrage asymétrique de ces modes. La thèse présente également des travaux liés à la problématique des algorithmes de « recherche quantique », notamment l’algorithme de Grover. Cette recherche est mise en œuvre dans un réseau en nid d’abeilles de résonateurs micro-ondes couplés, bien décrits par un modèle de liaisons fortes (le système constitue un analogue micro-ondes du graphène). Une expérience de preuve de principe propose la recherche de deux résonateurs distincts reliés au réseau. La loi d’échelle attendue pour cet algorithme est expérimentalement obtenue dans une chaîne linéaireTransport of waves plays an important role in modern communication systems like Wi-Fi or optical fibres. Typical problems in such systems concern security against possible intruders, energy consumption, time efficiency and the possibility of mode filtering. Microwave experiments are suited to study this kind of problems, because they offer a good control of the experimental parameters. Thus we can implement the method of wave shaping to investigate atypical transport phenomena, which address the mentioned problems. Wave front shaping solely based on the transmission together with the Wigner-Smith time delay formalism allows me to establish special scattering states in situ. These scattering states avoid a pre-selected region, focus on a specific spot or follow trajectories of classical particles, so called particle-like scattering states. Mode filtering is induced inside a waveguide with wavy boundaries and position dependent loss. The boundary profiles are chosen in such a way that the two propagating modes describe an encircling of an exceptional point in the Bloch picture. The asymmetric mode filtering is found due to the appearing non-adiabatic transitions. Another part of my work deals with Grover’s quantum search. I put such a search into practice in a two-dimensional graphene-lattice using coupled resonators, which form a tight-binding analogue. In this proof of principle experiment we search for different resonators attached to the graphene-lattice. Furthermore, the scaling behaviour of the quantum search is quantified for a linear chain of resonators
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Besley, James Austin. "Modes and solitons in waveguide optics". Phd thesis, 1998. http://hdl.handle.net/1885/144717.
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