Дисертації з теми "Focalisation en champ proche"
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Iliopoulos, Ioannis. "Engineering the near field of radiating systems at millimeter waves : from theory to applications." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S165.
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L'objectif général est de développer un nouvel outil numérique dédié à la focalisation en 3D de l'énergie en zone de champ très proche par un système antennaire. Cet outil permettra de définir la distribution spatiale complexe des champs dans l'ouverture rayonnante afin de focaliser l'énergie sur un volume quelconque en zone de champ réactif. L'hybridation de cet outil avec un code de calcul dédié à l'analyse rapide d‘antennes SIW par la méthode des moments permettra de synthétiser une antenne SIW ad-hoc. Les structures antennaires sélectionnées seront planaires comme par exemple les antennes RLSA (Radial Line Slot Array). Les dimensions de l'antenne (positions, dimensions et nombre de fentes) seront définies à l'aide des outils décrits ci-dessus. Les résultats numériques ainsi obtenus seront validés d'abord numériquement par analyse électromagnétique globale à l'aide de simulateurs commerciaux, puis expérimentalement en ondes millimétriques (mesure en zone de champ très proche). Pour atteindre ces objectifs, nous avons défini quatre tâches principales : Développement d'un outil de synthèse de champ dans l'ouverture rayonnante (formulation théorique couplée à une méthode dite des projections alternées) ; développement d'un outil de calcul rapide (sur la base de traitements par FFT) du champ électromagnétique rayonné en zone de champ proche par une ouverture rayonnante, et retro-propagation ; hybridation de ces algorithmes avec un code de calcul (méthode des moments) en cours de développement à l'IETR et dédié à l'analyse très rapide d'antennes en technologie SIW ; conception d'une preuve ou plusieurs preuves de concept, et validations numérique et expérimentale des concepts proposésWith the demand for near-field antennas continuously growing, the antenna engineer is charged with the development of new concepts and design procedures for this regime. From the microwave and up to terahertz frequencies, a vast number of applications, especially in the biomedical domain, are in need for focused or shaped fields in the antenna proximity. This work proposes new theoretical methods for near-field shaping based on different optimization schemes. Continuous radiating planar apertures are optimized to radiate a near field with required characteristics. In particular, a versatile optimization technique based on the alternating projection scheme is proposed. It is demonstrated that, based on this scheme, it is feasible to achieve 3-D control of focal spots generated by planar apertures. Additionally, with the same setup, also the vectorial problem (shaping the norm of the field) is addressed. Convex optimization is additionally introduced for near-field shaping of continuous aperture sources. The capabilities of this scheme are demonstrated in the context of different shaping scenarios. Additionally, the discussion is extended to shaping the field in lossy stratified media, based on a spectral Green's functions approach. Besides, the biomedical applications of wireless power transfer to implants and breast cancer imaging are addressed. For the latter, an extensive study is included here, which delivers an outstanding improvement on the penetration depth at higher frequencies. The thesis is completed by several prototypes used for validation. Four different antennas have been designed, based either on the radial line slot array topology or on metasurfaces. The prototypes have been manufactured and measured, validating the overall approach of the thesis
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Zhang, Ting. "Electromagnetic wave imaging of targets buried in a cluttered medium using an hybrid Inversion-DORT method." Phd thesis, Ecole centrale de Marseille, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01037906.
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The objective of this thesis work is to detect and to characterize three-dimensional targets in a disordered medium, using electromagnetic excitations. This research domain is of great interest in many applications, such as subsoil probing, medical imaging, non-destructive testing and geophysical exploration, etc. In order to extract the target information from the heterogeneities of the medium, we propose to use one of the time reversal technique, namely the DORT method (French acronym for Décomposition de l'Opérateur de Retournement Temporel). This method permits us to generate different waves that focus selectively on each target in high noisy environment. Moreover, this method is also combined with a non-linear inversion algorithm, which permits not only to localize but also to characterize the targets. The reconstruction resolution appears to be better than the ones obtained with the DORT or the inversion procedure alone, especially in the illumination direction. It is also shown that using full-polarized data is indispensable for achieving better performances rather than in scalar configuration. Moreover, in the half-space configuration, it is mandatory to use the frequency-diversity data to get an accurate reconstruction. These theoretical developments are also confronted to experimental data measured in the optical domain. A full-polarization Tomographic Diffractive Microscopy (TDM) is implemented and a resolution about one-fourth of the wavelength is thus obtained. Furthermore, the DORT method is applied in TDM to realize selective focalization and characterization. In the presence of multiple targets, selective characterization of each scatterer is achieved.This thesis work also deals with the characterization problem using transient data. Different inversion algorithms are validated using synthetic and experimental hyper-frequency data.
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Paković, Srdan. "Contributions to the theory of non diffractive waves and synthesis of metallic Bessel beam/X-wave launchers." Thesis, Rennes 1, 2021. http://www.theses.fr/2021REN1S128.
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Cette thèse présente les contributions de l'auteur au domaine des ondes non-diffractives. Essentiellement, les ondes non diffractives sont des faisceaux électromagnétiques qui rayonnent une énergie localisée avec une variété d'applications pratiques potentielles. Le travail présenté dans cette thèse peut être divisé en deux parties. Dans la première partie, un nouveau concept de synthèse de lanceurs de faisceaux de Bessel/ondes X à profil spline a été proposé. Tout d'abord, un outil basé sur l'adaptation de mode est présenté. L'outil est capable d'évaluer les paramètres S, les diagrammes de rayonnement en champ proche et lointain de structures métalliques à symétrie azimutale. Ensuite, des lanceurs métalliques à faisceau de Bessel/ à impulsion sont synthétisés à l'aide de cet outil ad hoc. Le concept a été validé expérimentalement en fabriquant et en mesurant un lanceur pour fonctionner dans une gamme de fréquences de 75 à 105 GHz. Le lanceur est la première démonstration d'un lanceur d'ondes X à de telles fréquences. Dans la deuxième partie, nous avons étudié l'utilisation d'ondes non diffractives pour le transfert d'énergie sans fil. Tout d'abord, l'utilisation de faisceaux de Bessel-Gauss pour le WPT est étudiée. Les performances supérieures des faisceaux de Bessel-Gauss par rapport aux faisceaux de Bessel sont démontrées. Un lanceur Bessel-Gauss a été conçu pour valider cette affirmation. Le coefficient de transfert de puissance du lanceur dépasse 50 % pour les distances dépassant sa portée de non diffractionThis thesis present the author’s contributions to the field of non-diffractive waves. Essentially, non-diffractive waves are electromagnetic beams that radiate localized energy with a variety of potential practical applications. The work presented in this thesis can be divided into two parts. In the first part, a novel concept of synthesizing metallic spline profiled Bessel beam/X-wave launchers has been proposed. First, an ad-hoc tool based on mode matching is presented. The tool is capable of evaluating the S parameters, near-, and far-field radiation patterns of metallic structures with azimuthal symmetry. Then, metallic Bessel beam/X-wave launchers are synthesized using the ad-hoc tool. The concept has been experimentally validated by manufacturing and measuring an X-wave launcher operating in a 75-105 GHz frequency range. The fabricated launcher is the first experimental demonstration of an X-wave launcher at such frequencies. In the second part, we have investigated the use of non-diffractive waves for wireless power transfer. First, the use of Bessel-Gauss beams for WPT is investigated. The superior performance of Bessel-Gauss beams compared to Bessel beams is demonstrated. A Bessel-Gauss launcher has been designed for validating this claim. The power transfer coefficient of the launcher exceeds 50% for distances exceeding its non-diffractive range
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Marchi, Florence. "Nanolithographie par microscopies en champ proche." Aix-Marseille 2, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX22078.
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Degeorges, Jean-François. "Rayonnement acoustique des plaques en champ proche." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376130547.
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Fayjaloun, Rosemary. "Estimation du mouvement fort en champ proche." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAU031/document.
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Les données accumulées sur les mouvements du sol apportent des connaissances très importantes sur les processus de rupture des séismes, les caractéristiques du milieu de propagation, la relation entre le mouvement du sol et les dommages des structures... Cependant, les séismes de faible et moyenne amplitude étant plus fréquents que les grands événements sismiques, les bases de données de mouvements de sol utilisées dans le développement de modèles de prédiction du mouvement du sol ne contiennent pas beaucoup de données de forts séismes. Le point le plus critique concerne les stations proches de la rupture de la faille, pour lesquelles les bases de données restent mal échantillonnées. Les pays à sismicité modérée ou élevée pour lesquels des failles majeures peuvent se briser à proximité de ses grandes villes, sont donc confrontés à un risque sismique majeur, mais le manque d’enregistrements du mouvement ne permet pas une bonne prédiction des mouvements fort du sol. Il est donc nécessaire de simuler le mouvement fort en champ proche. Cette thèse est divisée en 2 parties. La partie 1 se concentre sur une meilleure compréhension de la rupture sismique et de son rapport avec le mouvement du sol proche de la faille. Les mécanismes de génération des valeurs de pics du mouvement du sol sont étudiés pour des ruptures homogènes et hétérogènes. Une analyse quantitative de sensibilité du mouvement du sol aux paramètres cinématiques de la rupture est présentée, pour des sites au voisinage de la rupture ainsi qu’en champ lointain. Un second chapitre est consacré à un effet de source majeur en champ proche: l’effet de directivité. Ce phénomène se produit lorsque la rupture se propage vers un site, avec une vitesse de rupture proche de la vitesse de l'onde de cisaillement Vs; les ondes se propageant vers le sites interfèrent de manière constructive et génèrent une onde de grande amplitude appelée pulse. Les caractéristiques de ce pulse, notamment sa durée, représentent des paramètres d’intérêt pour le génie parasismique. Une équation simple est présentée pour relier la durée du pulse à la configuration géométrique de la rupture et du site d'intérêt et aux paramètres de la source. La partie 2 est consacrée à une meilleure estimation de l’aléa sismique au Liban en simulant le mouvement fort pour des sites proches de la faille principale: la faille de Yammouneh. Le Liban est situé dans un environnement tectonique actif où le risque sismique est considéré comme modéré à élevé. Historiquement, des tremblements de terre destructifs se sont produits dans le passé, le dernier remontant à 1202. Cependant, en raison de la sismicité de grande ampleur actuellement peu fréquente, aucun mouvement fort n'a jamais été enregistré au Liban à ce jour. La faille de Yammouneh est une grande faille en décrochement traversant le Liban du Nord au Sud, situant toutes les villes et infrastructures à moins de 25km de la faille. Une tomographie de la structure de la croûte du Liban, en termes de vitesse des ondes de cisaillement Vs, est réalisée en utilisant le bruit ambiant. À notre connaissance, il s’agit de la première étude de la tomographie Vs 3D au Liban. Par la suite, une approche hybride est utilisée pour simuler le mouvement du sol en champ proche sur une large bande de fréquences (0.1-10Hz). Aux basses fréquences (≤1Hz), des ruptures potentielles de M7 sont simulées (comme définie dans les chapitres précédents), et les fonctions sources obtenues sont convoluées aux fonctions de Green calculées pour le modèle de propagation des ondes issu de la tomographie Vs afin d’estimer le mouvement du sol à proximité de la faille. Le mouvement du sol est complété par un contenu haute fréquence (jusqu’à 10 Hz), en utilisant un modèle stochastique calibré par des enregistrements en champ proche, et en tenant compte de la phase impulsive due à la directivité de la ruptureAccumulated data of strong ground motions have been providing us very important knowledge about rupture processes of earthquakes, propagation-path, site-amplification effects on ground motion, the relation between ground motion and damage... However, most of the ground motion databases used in the development of ground motion prediction models are primarily comprised of accelerograms produced by small and moderate earthquakes. Hence, as magnitude increases, the sets of ground motions become sparse. Ground motion databases are poorly sampled for short source-to-site distance ranges (‘Near-fault’ ranges). However, the strongest ground shaking generally occurs close to earthquake fault rupture. Countries of moderate to high seismicity for which major faults can break in the vicinity of its major cities are facing a major seismic risk, but the lack of earthquake recordings makes it difficult to predict ground motion. Strong motion simulations may then be used instead. One of the current challenges for seismologists is the development of reliable methods for simulating near-fault ground motion taking into account the lack of knowledge about the characteristics of a potential rupture. This thesis is divided into 2 parts. Part 1 focuses on better understanding the seismic rupture process and its relation with the near-fault ground motion. The mechanisms of peak ground motion generating are investigated for homogeneous as well as for heterogeneous ruptures. A quantitative sensitivity analysis of the ground motion to the source kinematic parameters is presented, for sites located in the vicinity of the fault rupture, as well as far from the rupture. A second chapter is dedicated to a major near-fault source effect: the directivity effect. This phenomenon happens when the rupture propagates towards a site of interest, with a rupture speed close to the shear-wave speed (Vs); the waves propagating towards the site adds up constructively and generates a large amplitude wave called the pulse. The features of this pulse are of interest for the earthquake engineering community. In this chapter, a simple equation is presented that relates the period of the pulse to the geometric configuration of the rupture and the site of interest, and to the source parameters.Part 2 is dedicated to better estimate the seismic hazard in Lebanon by simulating the strong ground motion at sites near the main fault (the Yammouneh fault). Lebanon is located in an active tectonic environment where the seismic hazard is considered moderate to high. Historically, destructive earthquakes occurred in the past, the last one dates back to 1202. However, strong motion has never been recorded in Lebanon till now due to the presently infrequent large-magnitude seismicity, and therefore facing an alarming note of potential new ruptures. The Yammouneh fault is a large strike-slip fault crossing Lebanon, making all its regions located within 25km away from the fault. At first, the crustal structure tomography of Lebanon, in terms of Vs, is performed using the ambient noise, in order to characterise the wave propagation from the rupture to the ground surface. To our knowledge, this is the first study of the 3D Vs tomography in Lebanon. Afterwards, a hybrid approach is presented to simulate broadband near-fault ground motion . At low-frequencies (≤1Hz), potential ruptures of M7 are simulated (as defined in the previous chapters), and the generated slip rate functions are convolved with the Green’s functions computed for the propagation medium defined by the Vs tomography. The ground-motion is complemented by a high-frequency content (up to 10Hz), using a stochastic model calibrated by near-fault recordings and accounting for the presence of the directivity pulse. The computed peak ground acceleration is compared to the design acceleration in Lebanon
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Payet, Pierre. "Injection électromagnétique et microscopie en champ proche." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS027/document.
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Les microscopes en champ proche micro-ondes sont des outils émergents pour la caractérisation des matériaux. Dans ce travail, une sonde de champ proche a été conçue, décrite et analysée en termes de performance et de résolution. Cette sonde a été associée à deux microscopes en champ proche micro-ondes. Le premier microscope est basé sur de la réflectométrie en intensité et a permis d'évaluer la qualité et la résolution latérale de la sonde. Cette résolution peut atteindre une dimension sub-longueur d'onde ouvrant la voie pour une caractérisation locale des matériaux. La seconde expérience présente la conception d'un banc de caractérisation des matériaux. Ce système met en œuvre un mélangeur I/Q afin d'extraire l'information en intensité et en phase de l'interaction en champ proche. Enfin, la dernière expérience concerne l'injection électromagnétique en champ proche d'un signal hors-bande sur un module de communication. L'ensemble des résultats montrent que l'expérience d'injection en champ proche a le potentiel pour devenir un outil de métrologie important pour l'étude de la susceptibilitéMicrowave near-field microscopes are emerging tools for material characterization. In this work, a near-field probe was designed, described and analyzed in terms of performance and resolution. This probe has been associated with two microscopes in the near microwave field. The first microscope is based on intensity reflectometry and evaluated the quality and lateral resolution of the probe. This resolution can reach a subwavelength dimension, opening the way to local characterization of materials. The second experiment presents the design of a materials characterization bench. This system uses an I/Q mixer to extract information in intensity and phase of near-field interaction. Finally, the last experiment concerns electromagnetic injection in the near field of an out-of-band signal on a communication module. The overall results show that the near-field injection experiment has the potential to become an important metrology tool for susceptibility studies
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Degeorges, Jean-François. "Rayonnement acoustique des plaques en champ proche." Le Mans, 1988. http://www.theses.fr/1988LEMA1016.
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Une formulation est proposee pour le calcul de la vitesse vibratoire de la plaque soumise a une excitation sinusoidale ponctuelle, en prenant en compte les parametres position et frequence de l'excitation, coefficient d'encastrement et facteur de perte du materiau. L'intensite acoustique rayonnee est determinee en appliquant l'integrale de rayleigh a la plaque discretisee. Simulation numerique : le but de cette simulation est de montrer dans quelle mesure une faible variation d'un des parametres de l'excitation influe sur la vitesse vibratoire de la plaque, sur sa decomposition modale et sur le champ proche rayonne. Etude experimentale : des mesures intensimetriques sont effectuees dans des plans paralleles et perpendiculaires a la plaque. Les formes modales des modes excites apparaissent tres nettement sur les representations graphiques obtenues et les mesures dans des plans verticaux mettent parfaitement en evidence le phenomene de court-circuit acoustique en champ proche. Les resultats de mesure presentent une bonne concordance avec les simulations
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Adam, Ronan. "Sondes de champ proche pour l'imagerie térahertz." Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20125.
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Pizzagalli, Laurent. "Amas supportes et microscopie en champ proche." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1997. http://www.theses.fr/1997STR13166.
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Ce memoire de these s'inscrit dans le cadre d'une etude generale theorique sur les amas supportes et sur la microscopie en champ proche. Plusieurs sujets d'etude ont ete abordes, avec des applications soit pour des systemes presentant un interet particulier, soit pour des systemes modeles permettant d'obtenir des regles generales. Nous avons montre que : (i) les amas supportes de rhenium en forme de pointe pyramidale ne sont pas les configurations les plus stables en energie, mais demeurent dans cette geometrie pour des temperatures courantes (ii) l'ordre magnetique au sein d'amas compacts 2d de fe deposes sur un substrat de w depend de la competition entre un couplage magnetique entre les adatomes favorisant l'ordre ferromagnetique et la polarisation induite dans le substrat favorisant l'ordre antiferromagnetique (iii) l'ordre magnetique au sein d'amas compacts 2d de cr supportes par fe(001) depend fortement de leurs tailles et de leurs formes (iv) un modele de spin de type ising permet d'etudier qualitativement le magnetisme ordonne du systeme cr/fe(001) (v) la reconstruction c(4 x 2) d'une surface beta-sic(100) s'explique par le leger abaissement d'un dimere de si sur deux au sein d'une ligne de dimeres (vi) le transport electronique a travers une jonction stm contenant des adsorbats de xe depend fortement de la position de ces adatomes et d'un effet quantique d'interference destructive entre plusieurs canaux de propagation (vii) il semble possible de deplacer de facon controle un atome d'argent sur une surface si(001) avec une pointe de microscope en champ proche (viii) dans un regime de forte compression d'une pointe de rhenium sur une surface de rhenium, on observe la formation d'un pont atomique entre la pointe et la surface, et la restructuration par a-coups de la pointe, chacune de ces reorganisations etant accompagnees de discontinuites de la conductance de la constriction ainsi formee.
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Gariel, Jean-Christophe. "Simulation numérique des mouvements forts en champ proche." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37613815j.
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LAHRECH, AHMED. "Imagerie infrarouge par microscopie en champ proche optique." Paris 11, 1999. http://www.theses.fr/1999PA112291.
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Les techniques de microscopie de proximite (afm, stm, afm,) ont montre une capacite de caracterisation a l'echelle atomique et donnent acces a des informations topographiques, de repartition de charges ou de domaines magnetiques. Cependant, par une excitation optique d'autres mecanismes de contrastes sont accessibles tels que absorption, polarisation et reflectivite. Dans ce travail nous utilisons une sonde sans ouverture (une pointe metallique) pour diffuser localement le champ electromagnetique a la surface de l'echantillon. Ce dernier etant eclaire dans le domaine spectral de l'infrarouge moyen a une longueur d'onde = 10,6 m. La resolution des images obtenues depend alors de la taille de l'extremite de la sonde. Elle est de l'ordre de 17 nm. Pour illustrer les potentialites du montage realise, nous presentons une etude de trois types de materiaux. Nous avons effectue une experience sur un echantillon de silicium dope bore par implantation ionique selective elle a permis de demontrer que le contraste optique en champ proche est du a la variation spatiale de l'indice pour un echantillon ne presentant pas de structure topographique. L'etude d'un materiaux supraconducteur a haute temperature critique l'yba 2cu 3o 6 + x, a revele des structures fines reliees a une variation locale du taux d'oxygene a une echelle inferieure a 100 nm. Enfin, nous avons obtenu la reponse optique d'une couche d'agregats d'or de quelques nanometres supportes en matrice d'allumine. Nous avons, dans ce dernier cas, enregistre des chutes tres localisees du signal optique, en accord avec les predictions theoriques recentes.
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Sthal, Fabrice. "Microscopie acoustique en champ proche a pointe vibrante." Besançon, 1994. http://www.theses.fr/1994BESA2002.
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Ce memoire presente l'etude et la realisation d'un nouveau type de microscope acoustique en champ proche. Il utilise une pointe vibrante comme source d'excitation, de dimension inferieure a la longueur d'onde. La pointe en contact avec l'objet engendre des microdeformations a la surface de l'echantillon. Les contraintes mecaniques sont detectees sur la face opposee avec un transducteur piezoelectrique. Les images d'amplitude et de phase obtenues montrent les inhomogeneites de surface et du volume proches de la surface. Avec un tel dispositif, la resolution n'est plus liee, comme en microscopie conventionnelle, a la frequence de l'onde acoustique, mais elle depend du diametre de la pointe en contact avec l'objet. Nous decrivons le principe de fonctionnement et proposons une interpretation theorique. Un modele 3d montre que les ondes longitudinales sont tres attenuees pres de la pointe vibrante. Les resultats experimentaux obtenus sur des echantillons solides, pour une gamme de frequence de 20 a 150 hkz, montrent que la resolution est de l'ordre du micron. Cette resolution est superieure a #a/10000 ou #a est la longueur d'onde acoustique
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Payet, Nicolas. "Caractérisation d'antennes HF par mesures en champ proche." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066157.
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Après avoir été un peu délaissée pendant les dernières décennies, la bande de fréquences HF (3-30~MHz) connaît aujourd'hui un regain d'intérêt. Initialement réservée aux communications à longue distance, par réflexion des ondes sur l'ionosphère, la bande HF est beaucoup utilisée en radar pour la détection de cibles au-delà de l'horizon radioélectrique. La performance de tels systèmes est conditionnée par la connaissance précise du champ électromagnétique rayonné par les antennes. Les dimensions métriques de ces émetteurs interdisent une mesure directe, in situ, du champ électrique rayonné par l'antenne en zone de champ lointain. Par ailleurs, les modes de propagation, par onde de ciel et par onde de surface, associés aux antennes HF, sont très dépendants de leur environnement. L'objectif est, ici, de définir une méthode de caractérisation d'antennes HF placées au-dessus d'un sol réel, se basant sur une mesure du champ rayonné par la source sur une surface fermée en zone proche. Nous proposons donc deux méthodes de caractérisation d'antenne. La première méthode est issue d'une décomposition modale du champ pour laquelle le sol est pris en compte par la définition d'un coefficient de réflexion. Puis, par le biais d'une expression asymptotique des modes du champ, nous déterminons le champ lointain de l'antenne. La seconde approche utilise une méthode de moments pour déterminer les sources équivalentes modélisant l'antenne sous test. Ces sources équivalentes sont des dipôles électriques élémentaires, verticaux et horizontaux, dont le rayonnement, en champs électrique et magnétique, a été déterminé, de façon analytique, par Peter Bannister. Une méthode de régularisation est associée afin d'extraire, d'une part, une solution physique au problème, et d'autre part, de rendre le système linéaire moins sensible aux bruits de mesureAfter having been neglected in recent decades, the RF frequency band (3-30~MHz) is currently experiencing a revival. Initially reserved for long-distance communication, by reflection of waves on the ionosphere, the HF band is widely used in radar to detect targets beyond the radio horizon. The performances of such systems depend on the precise knowledge of the electromagnetic field radiated by the antenna. Metric dimensions of these transmitters forbid direct in situ measurement of the electric field radiated by the antenna in the far field zone. In addition, modes of propagation, sky wave and surface wave modes, associated with HF antennas are highly dependent on their environment. The objective here is to define a method for characterizing a HF antenna placed above a real ground, based on a near field measurement. We therefore propose two methods to characterize a HF antenna. The first is based on a modal expansion of the near field, for which we take the ground into account by using a reflection coefficient. Then through an asymptotic expansion of the electric field spectrum, we determine the far field of the antenna. The second method uses a method of moments to identify the equivalent sources modelling the antenna under test. Those equivalent sources are elementary vertical and horizontal dipoles, for which radiation has been analytically calculated by Peter Bannister. A regularization method is used to extract, on the one hand, a physical solution, and on the other hand, to make the linear system less sensitive to measurement noise
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Gariel, Jean-Christophe. "Simulation numérique des mouvements forts en champ proche." Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10080.
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Dans cette etude, on applique la methode des nombres discrets qui permet le calcul du rayonnement de sources etendues de mecanisme quelconque dans un milieu stratifie. On simule ensuite trois evenements de magnitude moderee, a imperial valley, a san salvador et a kalamata
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Clauzier, Sébastien. "Conception et réalisation d'antennes intégrables en mâture pour les plateformes navales : applications aux communications V/UHF et à un radar de navigation à balayage électronique en bande X." Thesis, Rennes 1, 2013. http://www.theses.fr/2013REN1S067.
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En raison des conflits maritimes qui s'étendent (piraterie, embargo,...), les besoins de communiquer et de détecter les menaces sont de plus en plus importants. Ceci conduit irrémédiablement à l'augmentation du nombre d'aériens à bord des plateformes navales. Afin de gérer au mieux cet accroissement du nombre d'antennes, qui conduit à des effets de couplage et à une augmentation de la signature radar du navire, les principales entreprises du secteur ont mis en place des structures de mâts intégrés. C'est dans un contexte d'amélioration de leur mâture intégrée compacte (Cmast™) que les Constructions Mécaniques de Normandie (CMN) de Cherbourg en collaboration avec l'IETR de Rennes et INEO Défense ont proposé cette thèse. Ces travaux ont pour objectifs le développement de deux systèmes antennaires intégrables au sein de cette mâture intégrée compacte : une antenne de communication en bande V/UHF et une antenne de radar de navigation à balayage électronique en bande X. Une première étude a permis le développement d'une antenne conique large bande (225-400MHz) dont les paramètres géométriques ont été optimisés pour assurer une communication entre les navires et des aéronefs. Un prototype de cette antenne a été réalisé et a permis une validation expérimentale de ses performances. Une seconde étude a permis le développement d'une antenne d'un radar de navigation à balayage électronique en bande X. Cette antenne est basée sur une technologie transmit-array comprenant une source illuminante et un réseau permettant la formation du diagramme. Un effort particulier a été porté sur la source illuminante qui doit éclairer, à des distances très courtes (<550mm), un réseau qui présente des dimensions particulières (1530mmx100mm). Plusieurs sources utilisant un principe de focalisation en zone champ proche ont été développées et validées expérimentalement. Enfin deux architectures d'antennes transmit-array ont été étudiées, utilisant respectivement une technologie imprimée et une technologie en guide. Le fonctionnement de l'antenne complète (source illuminante + réseau transmit-array) a été étudié théoriquementThe need to communicate and detect potential enemies increases with the extension of maritime conflicts. This need impacts directly the number of antennas on naval platforms. However, this increase of aerials leads to several damaging effects: like coupling or high radar signature. To limit this effect, some companies have developed integrated mast design. This structure limits the coupling effect between aerials by a subdivision of the mast and provides an omnidirectional coverage for all antennas inserted inside the mast. The objective of the thesis is to design two antenna systems for the compact integrated mast (CmastTM) developed by the Constructions Mécanique de Normandie (CMN): a communication antenna in the V/UHF band and an electronically scanning antenna for a maritime navigation radar in X-band. For the communication in the V/UHF band, a broadband conical antenna has been developed (225-400MHz). This antenna provides an optimized radiation pattern to insure the communications between the ship and the aircrafts. An experimental validation has been done with a prototype. In the second study, we have developed an electronically scanning antenna for a navigation radar. This antenna is based on a transmit-array technology including an illuminating feed and an antenna which generates the appropriate radiation pattern. A large part of the study has been done on the feed, which illuminates an array with specific dimensions (1530mmx100mm). Three different near-field focusing feeds have been developed and some of them have been validated experimentally. Then, two architectures of transmit-array antennas have been studied, using two different technologies: printed technology and a mixed technology with waveguide and horn
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Li, Claire. "Étude des propriétés de champ proche et de champ lointain des nano-antennes infrarouges." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLET044.
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Les nano-antennes permettent la manipulation spatiale et spectrale de la lumière à des échelles petites devant la longueur d'onde. Elles peuvent être arrangées en réseaux en périodisant un motif afin de réaliser des métasurfaces aux propriétés optiques spatialement homogènes et accordables. Une application prometteuse est l'utilisation de nano-antennes en tant qu'émetteurs thermiques pour la conception de sources infrarouges performantes qui s'affranchissent des limitations des sources conventionnelles. Cependant, les mesures effectuées sur de tels ensembles font survenir des effets collectifs comme du couplage inter-antenne, qui sont susceptibles de perturber la réponse optique globale par rapport à celle de la cellule unité. L’objectif de cette thèse est de développer des méthodes expérimentales à haute sensibilité et résolution pour caractériser la réponse optique intrinsèque d’un objet sub-longueur d’onde de sorte à mieux comprendre les processus résonants à l’échelle de la nano-antenne unique. L’étude repose sur deux axes de recherche principaux, l’un dédié à une technique d’imagerie de champ proche faisant appel à un microscope à effet tunnel à rayonnement thermique capable d’atteindre la super-résolution, l’autre consacré au développement d’un montage expérimental original permettant d’extraire le spectre d’émission d’une nano-antenne unique en champ lointain. Suite aux résultats obtenus avec des nano-antennes uniques, des structures plus complexes comportant plusieurs nano-antennes sont examinées pour caractériser leur interaction. Ces travaux ouvrent des perspectives intéressantes pour améliorer la conception de structures nanophotoniques basées sur les nano-antennes et maîtriser leur comportement à la fois dans le champ proche et le champ lointainNanoantennas have the ability to manipulate light both spatially and spectrally at the nanoscale. They can be arranged in arrays by the periodization of a pattern in order to construct tunable metasurfaces with spatially homogeneous properties. A promising application is the use of nanoantennas as thermal emitters for the design of infrared sources that bypass the limitations of conventional ones. Nevertheless, ensemble measurements give rise to collective effects such as inter-antenna coupling that are liable to impair the global optical response compared to that of the unit cell. The objective of this thesis is to develop highly-sensitive experimental methods that can resolve the intrinsic optical response of a subwavelength structure so that resonant processes at the single nano-antenna scale are better understood.The study hinges on two main research axes, one dedicated to a near-field technique using a thermal radiation scanning tunneling microscope for super-resolved imaging, the other pertaining to the development of an original experimental set-up that can extract the emission spectrum of a single nanoantenna in the far field. Following the results obtained with single nanoantennas, more complex structures comprised of several nanoantennas are investigated to characterize their interaction. This work paves the way towards design improvement of nanophotonic structures based on nanoantennas and control over their behavior in both the near field and the far field
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Castanié, Etienne. "Émission dipolaire et absorption en champ proche de nanostructures." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00642536.
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Le présent document constitue le mémoire rédigé durant ma thèse de doctorat, qui s'est déroulée de novembre 2008 à novembre 2011 à l'Institut Langevin (ESPCI ParisTech). Une partie de ce travail de thèse a consisté en l'étude expérimentale des fluctuations spatiales de la densité de modes optiques (LDOS) à la surface de films d'or semi-continus, connus pour présenter des modes de surface localisés au voisinage du seuil de percolation. Pour cela, nous avons dispersé des nanosources fluorescentes à la surface de films de fraction surfacique d'or croissante et mesuré la statistique du taux d'amortissement des émetteurs. Nous avons montré que les fluctuations spatiales de LDOS sont maximales lorsque les modes localisés apparaissent. Nous avons ensuite développé un instrument permettant de réaliser l'imagerie de LDOS en accrochant une nanosource fluorescente à l'apex d'une pointe d'AFM, et réalisé une preuve de principe sur des échantillons de test. Une autre partie a concerné l'étude théorique de la réponse optique d'une nanoparticule métallique. Nous avons montré comment le taux d'amortissement d'un dipôle en champ proche d'une nanosphère métallique est modifié lorsque les interactions microscopiques sont prises en compte. Nous avons également étudié l'influence de l'environnement sur la section efficace d'absorption d'une nanoparticule, et montré que cette grandeur n'est pas intrinsèque, mais dépend de l'environnement. Nous avons confirmé ce résultat sur un exemple simple permettant de donner des ordres de grandeur.
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Mimouni, Salim. "Enregistrement de disques optiques haute densité en champ proche." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00493016.
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Nos besoins en stockage de données sont explosifs ; générés par des contenus multimédia dont la taille croît coontinuellement, ce qui conduit à une course effrénée à la performance des disques optiques. Cependant, des limites physiques sont rapidement atteintes. Parmi celles-ci, le phénomène de diffraction des ondes lumineuses a limité la capacité du Compact Disc (CD), du DVD et dictera encore celle du « Blu-ray ». Cette thèse se propose de franchir cette barrière à travers une étude approfondie d'une tête optique en champ proche. En effet le système actuel de lecture des disques utilisant l'immersion solide est passif vis-à-vis de la nature du champ proche. Il sera optimisé pour donner une capacité de stockage 40% plus élevée. Mais la demande du marché des disques optiques exige d'aller plus loin encore. La théorie de l'indice négatif, très controversée, se révèlera cependant pertinente, et inspirera toute la suite du travail. Le matériau à indice négatif est la solution utopique au passage sous la limite de résolution, et ses propriétés vont inspirer une lentille photonique à super-résolution. Dans cette lentille conçue pour le champ proche, les plasmons de surface qui sont excités aux interfaces entre l'argent et le verre seront convertis en ondes propagatives grâce à une structuration de motif plus petit que la longueur d'onde. Ces ondes transportent l'information au détecteur à travers la tête optique. Le fonctionnement du composant sera démontré dans un montage expérimental où il permettra de recouvrer un signal à la longueur d'onde de 488nm, mais porteur d'information d'objets de 60nm de taille.
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Lecaque, Romain. "Microscopie optique de champ proche dans le domaine terahertz." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00087889.
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Pendant ce travail de thèse, nous avons réalisé deux microscopes originaux qui combinent le contraste novateur lié au domaine THz (de 0,1 à 10 THz), aux techniques super-résolvantes de la microscopie optique de champ proche.Tout d'abord, nous avons développé un instrument dont l'originalité réside dans l'illumination qui est assurée par une source locale IR/THz générée in situ par rectification optique. Plusieurs échantillons métalliques et diélectriques ont alors été imagés, mettant en évidence une résolution sub-longueur d'onde dans le domaine THz. Parallèlement, une étude théorique a permis de comprendre les mécanismes de formation des images dans le microscope.
Une autre version du microscope optique de champ proche, fonctionnant dans un mode dit sans ouverture a aussi été élaboré. Cette configuration a permis d'atteindre une résolution inférieure au micron dans le domaine THz, grâce à l'ajout d'une pointe métallique fonctionnant comme un diffuseur des ondes évanescentes.
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Mamouni, Ahmed. "Radiométrie microonde en champ proche applications médicales (thermographie microonde) /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37615654c.
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Foubert, Kevin. "Etude en champ proche optique de structures nanophotoniques couplées." Thesis, Dijon, 2011. http://www.theses.fr/2011DIJOS091.
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Depuis une vingtaine d’années, l’optique bénéficie des avancées considérables de la microélectronique.Ainsi, il est maintenant possible de produire, guider, confiner ou encore ralentirla lumière sur puce à une échelle sub-longueur d’onde. Dans cette thèse, nous étudions de telscomposants par l’intermédiaire d’un microscope en champ proche optique (SNOM).La première partie présente une vision d’ensemble de la situation actuelle en nanophotoniqueintégrée sur substrat diélectrique. Elle expose plusieurs enjeux et faits marquants récents dansce domaine. Elle introduit également le principe physique et le fonctionnement d’un SNOMdans les grandes lignes.La seconde partie est consacrée à la microscopie en champ proche optique d’un point devue instrumental. Après une analyse physique, nous détaillons le montage de notre propremicroscope sur le banc de caractérisation optique du laboratoire, avant d’analyser la formationdes images optiques obtenues avec cette technique.La troisième partie concerne l’étude de guides d’onde couplés en Silicium sur isolant (SOI),dans lesquels s’intègrent des nano-cavités optiques. Les phénomènes de couplage par recouvrementde champs évanescents sont étudiés numériquement et analytiquement. L’analyse de cesstructures grâce au SNOM nous a permis d’une part de vérifier la validité de ces modèles, etd’autre part d’observer directement le guidage et le confinement de la lumière dans un milieude faible indice de réfraction. Nous montrons cependant que ces résultats restent très sensiblesaux aléas de fabrication. Enfin, nous mettons en évidence grâce au SNOM et à des mesuresspectrales que la description de structures de N cavités juxtaposées peut être approchée par lathéorie des modes couplésSince the end of the XXth century, optics benefits from significant breakthrough comingfrom the micro-electronic technologies. It is thus now possible to produce, guide, slow downor even trap light on a chip at a sub-wavelength scale. In this thesis, we study such opticalcomponents thanks to a Scanning Near-Field Optical Microscope (SNOM).The first part exposes an overall view of the current situation in the field of dielectricsubstrate integrated nanophotonics. Some of the recent outstanding issues and results are hereintroduced, as well as the general principle and the necessary tools to operate a SNOM.The second part is dedicated to optical near-field microscopy, technically speaking. Thephysical rules are here developed. Then we detail the instrumental set up of our own SNOMon our optical characterization bench. We end by analysing the optical images formation witha SNOM.The third part bears upon the study of Silicon-on-Insulator (SOI) coupled waveguides whereoptical nano-cavities could be inserted, by resorting to the previously implemented SNOM.Overlapping evanescent fields induced coupling phenomena are numerically and analyticallystudied. The use of the SNOM allowed us here to check the validity of our models. Besides,we have directly observed thanks to this instrument the guiding and confinement of light ina low refractive index media. However, we show that this phenomenon is highly subjected tofabrication uncertainties. Finally, we use the SNOM and spectral measurements in order todemonstrate that systems of N coupled nanocavities could be described with a simple coupledmodes model
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Guillet, Jean-Paul. "Développement d'un système de microscopie en champ proche terahertz." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20193/document.
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Ce travail de thèse a permis de développer un système de microscopie en champ proche terahertz en régime continu. Deux principales configurations ont été étudiée, l'un utilisant un sonde à ouverture et l'autre utilisant une pointe. Lors du développement de ce système, l'utilisation de guides d'onde de surface cylindriques (modes de Sommerfeld) a été nécessaire et une étude de ces modes a été faite tant sur le plan théorique qu'expérimentalWe developed two configurations of terahertz near field microscope. Th first one use an aperture and the other use a tip. We studied Sommerfeld wire waves
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Seghouani, Nassim. "Méthodes de régularisation appliquées à l'holographie acoustique champ proche." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30077.
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L'holographie acoustique champ proche revet aujourd'hui une importance grandissante dans le domaine vibro-acoustique. Cette technique permet de reconstituer un champ acoustique tridimensionnel a partir de l'enregistrement d'un champ acoustique bidimensionnel (hologramme) dans le champ proche d'un objet bruyant. Il s'agit essentiellement de calculer le champ acoustique sur une surface la plus proche possible de l'objet bruyant permettant d'ameliorer la resolution spatiale. Cette technique permet en outre de reconstituer plusieurs autres quantites physiques, telles que: le champ de vitesse particulaire, le champ vectoriel d'intensite, l'energie emise,, dont le calcul s'avere necessaire des que l'on veut correler les proprietes du vibrateur (modes de vibrations, facteur de rayonnement,) avec celles du champ rayonne. Ce calcul presente neanmoins de nombreux problemes inherents a tous les problemes inverses, nous citerons plus particulierement: la divergence en presence de bruit, et le probleme de troncature du champ hologramme. Afin de resoudre ces differents problemes nous proposons une approche par regularisation. Nous appliquons, dans un premier temps la methode de regularisation de phillips-tikhonov-twomey (ptt), le choix des parametres de regularisation etant realise par la methode de validation croisee generalisee (gcv). En inscrivant par la suite notre probleme dans un cadre probabiliste, nous appliquons la methode de regularisation par maximum d'entropie. Les performances de ces techniques sont examines sur des cas simules en utilisant des sources monopolaires et dipolaires qui couvrent un grand nombre d'applications physiques. Enfin, nous terminons notre etude par l'application de l'holographie acoustique regularisee a un cas pratique dans le domaine vibro-acoustique. Cette application consiste en l'etude du rayonnement d'une paroi de tgv2n
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El-Khoury, Ziad. "Transformée par ondelettes appliquée à l'holographie acoustique champ proche." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30262.
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Le but de cette these est d'etudier une nouvelle methode de filtrage spatio-frequentiel permettant d'ameliorer les performances de l'holographie acoustique champ proche. L'holographie acoustique presente en effet une limitation importante liee a la troncature du plan hologramme qui, creant des effets de bords, pose des problemes en ce qui concerne la retropropagation des ondes evanescentes en particulier. Cette etude entre dans le cadre du conditionnement des problemes inverses mal poses. La methode utilisee fait appel a un nouvel outil: la transformee par ondelettes. La these s'articule suivant cinq chapitres: le chapitre i traite de la theorie de l'holographie acoustique champ proche et fait le point sur ses limitations; probleme d'acquisition et probleme de troncature; le chapitre ii resout le probleme de l'acquisition et developpe les principes de la methode de mesure retenue qui est connue sous le nom de transformation spatiale des champs sonores; le chapitre iii est un chapitre de transition qui explique pourquoi la transformee par ondelette a ete choisie pour resoudre le probleme de troncature; le chapitre iv rappelle les resultats de la transformee par ondelettes continue et de la transformee par multiresolution qui seront utilisees pour creer le filtre spatio-frequentiel. Dans ce but, il insiste sur les approches temps-frequence et filtrage passe-bande; enfin, le chapitre v developpe la methode du filtrage spatio-frequentiel proposee pour regulariser le probleme inverse de l'holographie acoustique. L'interet de cette methode est demontre a travers des simulations numeriques
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Castanié, Etienne. "Emission dipolaire et absorption en champ proche de nanostructures." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066656.
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Le présent document constitue le mémoire rédigé durant ma thèse de doctorat, qui s’est déroulée de novembre 2008 à novembre 2011 à l’Institut Langevin (ESPCI ParisTech). Une partie de ce travail de thèse a consisté en l’étude expérimentale des fluctuations spatiales de la densité de modes optiques (LDOS) à la surface de films d’or semi-continus, connus pour présenter des modes de surface localisés au voisinage du seuil de percolation. Pour cela, nous avons dispersé des nanosources fluorescentes à la surface de films de fraction surfacique d’or croissante et mesuré la statistique du taux d’amortissement des émetteurs. Nous avons montré que les fluctuations spatiales de LDOS sont maximales lorsque les modes localisés apparaissent. Nous avons ensuite développé un instrument permettant de réaliser l’imagerie de LDOS en accrochant une nanosource fluorescente à l’apex d’une pointe d’AFM, et réalisé une preuve de principe sur des échantillons de test. Une autre partie a concerné l’étude théorique de la réponse optique d’une nanoparticule métallique. Nous avons montré comment le taux d’amortissement d’un dipôle en champ proche d’une nanosphère métallique est modifié lorsque les interactions microscopiques sont prises en compte. Nous avons également étudié l’influence de l’environnement sur la section efficace d’absorption d’une nanoparticule, et montré que cette grandeur n’est pas intrinsèque, mais dépend de l’environnement. Nous avons confirmé ce résultat sur un exemple simple permettant de donner des ordres de grandeur.
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Benfedda, Mohamed. "Micro-sondes de champ proche optique pour l'opto-électronique." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20068.
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La microscopie en champ proche optique permet de depasser le critere d'abbe. Les sondes a levier en silicium utilisees en microscopie a force atomique (afm) sont des objets microscopiques capables d'operer en microscopie a effet tunnel optique (pstm). Ces sondes, de forme pyramidale, ne permettent pas l'etude de certains echantillons tres rugueux. Ce manuscrit presente trois etudes. La premiere montre que les sondes pyramidales permettent la conversion des ondes evanescentes en ondes propagatives. Le mecanisme de cette conversion est tres perturbe a fort taux d'humidite (superieur a 30%). La seconde etude decrit et exploite une nouvelle methode, appelee depot induit par faisceau d'electrons (ebid), de fabrication de micro-sondes en aiguilles. Enfin, la derniere etude est consacree a l'exploitation de ces super-sondes en pstm et en afm.
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Mamouni, Ahmed. "Radiométrie microonde en champ proche : applications médicales (Thermographie Microonde)." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10075.
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Caplain, Emmanuel. "Développement de capteurs et d'instrumentations pour champ proche acoustique." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20107.
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Mignard, France. "Microscopie optique en champ proche de dispositifs optoelectroniques integrés." Paris 7, 1999. http://www.theses.fr/1999PA077169.
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Quidant, Romain. "Dispositifs optiques submicroniques : nanofabrication et caractérisation en champ proche." Dijon, 2002. http://www.theses.fr/2002DIJOS026.
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Greusard, Léo. "Etude en champ proche de sources plasmoniques actives dans le proche infrarouge et méthode d'imagerie basée sur l'action d'un champ électromagnétique sur une pointe." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066742.
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Dans cette thèse, nous adaptons un microscope optique en champ proche à ouverture (SNOM) utilisant une sonde pyramidale creuse et métallisée avec une nano-ouverture au sommet, pour une opération dans le proche infrarouge (IR). Nous employons ce microscope SNOM pour caractériser des diodes laser à multipuits quantiques contraints munies de structures métalliques et conçues pour la génération électrique et intégrée de plasmons-polaritons de surface (SPPs) aux longueurs d’onde télécom. Ces derniers sont excités en structurant la surface du ruban laser avec un réseau en or. L’étude de la distribution du champ dans le plan transverse sur la facette des dispositifs permet également d’analyser l’influence de la structuration métallique sur la cavité et de démontrer un éventuel couplage entre les modes diélectriques et les modes SPPs. Nous développons enfin une technique d’imagerie super-résolue à large plage spectrale (visible-proche IR-IR) exploitant l’action d’un champ électromagnétique modulé en intensité sur la pointe d’un microscope à force atomique. L’étude en fonction de la fréquence de modulation permet de distinguer plusieurs mécanismes mis en jeu dans l’interaction champ-pointe. Nous validons sa capacité à sonder des champs évanescents et des ouvertures sub-longueur d’onde dans un écran métallique, pour une gamme allant du visible jusque dans le moyen IRIn this thesis, we adapt an aperture scanning near-field optical microscope (SNOM) featuring an aluminum hollow pyramid as a probe, for a use in the near-infrared range (NIR). We apply this SNOM system to characterize tensile-strained quantum well laser diodes with a metallic patterning designed for an electrical and integrated generation of surface plasmons-polaritons (SPPs) at the telecom wavelengths. SPPs are generated by structuring the top surface of the diode ridge with a gold grating. The study of the transverse mode field distribution also allows us to analyze the influence of the metallic layer on the cavity and to show the eventual existence of a hyrid plasmonic mode. We also develop a broadband super-resolution imaging technique based on the action of an intensity-modulated electromagnetic field on an atomic force microscopy tip. The study as a function of the modulation frequency shows several regimes where different mechanisms are involved in the field-tip interaction. We also validate its ability to probe evanescent fields and subwavelength apertures in a metallic film, from the visible range up to the mid-IR
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Brissinger, Damien. "Étude et manipulation de modes résonants en champ proche optique." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00678449.
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Avec l'évolution rapide des techniques de nanofabrication et les besoins croissants d'intégration et d'utilisation à moindre coût énergétique, l'étude et la manipulation de résonances électromagnétiques d'objets de faibles dimensions représentent des enjeux cruciaux. Un des objectifs de ce travail de thèse a donc été d'approfondir nos connaissances de l'interaction entre le champ électromagnétique et la matière. Dans ce but la réalisation conjointe d'expériences en champ proche optique et le développement numérique de modèles associés nous ont permis d'étudier différentes résonances électromagnétiques basées sur l'interaction lumière-matière au sein d'objets de dimensions sub-micrométriques. Dans une première partie, ce manuscrit présente les phénomènes mis en jeu en microscopie champ proche optique et décrit le fonctionnement du microscope SNOM utilisé. La seconde partie est dédiée à l'étude de l'interaction d'une sonde champ proche avec une nano-cavité Fabry-Perot en régime non-linéaire. Dans un premier temps, on présente l'étude des non-linéarités de nano-cavités en Silicium à grand facteur de qualité et faible volume modal, démontrant ainsi l'obtention d'un régime de fonctionnement bistable pour de très faibles puissances. Dans un deuxième temps, on démontre la modulation possible via la sonde champ proche de ce régime de bistabilité. Enfin, on étudie dans la troisième partie de ce manuscrit les résonances de films minces métalliques. L'étude complète des modes propres et de l'excitation optique de cette structure a permis de connaître avec précision les modes résonants et les angles de Brewster du film mince. Cette étude a été prolongée expérimentalement par l'étude en champ proche optique des modes résonants de demi-films minces métalliques. Lors de ces deux études, les mesures expérimentales ont été systématiquement accompagnées par l'analyse théorique et le développement numérique de modèles que les expériences réalisées ont permis de valider et de discuter.
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Toullier, Sebastien. "Developpement de Sondes Thermoelectriques pour applications de type champ Proche." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00613255.
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L'évolution vers le monde des nanotechnologies croît actuellement très rapidement. Ces technologies sont présentes dans de nombreux secteurs d'activités allant de l'automobile à la recherche, mais sont encore bien méconnues dans leurs aspects fondamentaux du domaine industriel et scientifique. Nombreux sont les process industriels faisant appel à la température : chauffage, cuisson, traitement thermique, fusion, etc. Les procédés mis en œuvre pour la contrôler et la réguler forment un ensemble complet, la chaîne de mesure thermique. En première ligne, au cœur du process, le capteur constitue l'élément sensible de cette chaîne. Depuis un demi siècle, les techniques de microscopies évoluent pour caractériser la matière et comprendre les phénomènes locaux. Afin de mieux maîtriser cette compréhension les microscopies thermiques ont vu le jour pour déterminer également à l'échelle locale la température afin de connaître le niveau d'énergie. La sonde utilisée est également au cœur du problème. La conception jusqu'au développement de cette nouvelle sonde s'appuie sur des technologies hybrides basées sur des techniques de dépôts en salles blanches ainsi que sur des techniques classiques d'élaboration de thermocouples. La sonde réalisée, certes intrusive, permet d'allier la mesure de températures aux contacts de matériaux et d'offrir la possibilité d'être une sonde active. Elle pourra notamment compléter les sondes actuellement proposées en microscopie de champ proche.
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Samson, Benjamin. "Imagerie thermique par microscopie en champ proche à sonde fluorescente." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00440188.
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Ce travail présente le développement d'une nouvelle technique d'imagerie thermique utilisant une nanoparticule fluorescente comme capteur de température. La particule est fixée à l'extrémité d'une pointe de microscope à force atomique. En contact avec une surface ou un dispositif plus ou moins chaud, la fluorescence de la particule varie et permet de déterminer la température. La particule utilisée contient des ions de terres rares (erbium et ytterbium) dont certaines raies d'émission sont en équilibre thermique. La mesure de l'intensité relative de ces raies permet de déterminer la température absolue du matériau, et donc de la surface avec lequel il est en contact. Nous avons tout d'abord utilisé cette technique pour étudier l'échauffement de pistes résistives (aluminium et nickel) parcourues par un courant continu. Dans le cas de pistes d'aluminium, la résolution latérale thermique que nous avons obtenue est d'environ 250 nm, de l'ordre de la taille de la particule fluorescente. Nous avons ensuite utilisé cet instrument pour observer l'échauffement de pistes parcourue par un courant alternatif. Ce mode permet d'observer où sont localisées les variations de température, mais ne permet pas pour l'instant de déterminer la température absolue du dispositif. A l'aide de ce mode de fonctionnement, nous avons observé l'échauffement dans des pistes de nickel dont la largeur est de l'ordre de 200 nm. Enfin, en effectuant des courbes d'approche/retrait, nous avons aussi pu mesurer l'importance relative des différents mécanismes de transfert de chaleur entre la pointe et la surface. Dans le cas de pistes de taille submicronique, le transfert de chaleur par contact direct est de loin le plus efficace.
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Brissinger, Damien. "Etude et manipulation de modes résonnants en champ proche optique." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00688008.
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Avec l'évolution rapide des techniques de nanofabrication et les besoins croissants d'intégration et d'utilisation à moindre cout énergétique, l'étude et la manipulation de résonances électromagnétiques d'objets de faibles dimensions représentent des enjeux cruciaux. Un des objectifs de ce travail de thèse a donc été d'approfondir nos connaissances de l'interaction entre le champ électromagnétique et la matière. Dans ce but la réalisation conjointe d'expériences en champ proche optique et le développement numérique de modèles associés nous ont permis d'étudier différentes résonances électromagnétiques basées sur l'interaction lumière-matière au sein d'objets de dimensions sub-micrométriques. Dans une première partie, ce manuscrit présente les phénomènes mis en jeu en microscopie champ proche optique et décrit le fonctionnement du microscope SNOM utilise. La seconde partie est dédiée à l'étude de l'interaction d'une sonde champ proche avec une nano-cavité Fabry-Perot en régime non-linéaire. Dans un premier temps, on présente l'étude des non-linéarités de nano-cavités en Silicium à grand facteur de qualité et faible volume modal, démontrant ainsi l'obtention d'un régime de fonctionnement bistable pour de très faibles puissances. Dans un deuxième temps, on démontre la modulation possible via la sonde champ proche de ce régime de bistabilité. Enfin, on étudie dans la troisième partie de ce manuscrit les résonances de films minces métalliques. L'étude complète des modes propres et de l'excitation optique de cette structure a permis de connaitre avec précision les modes résonants et les angles de Brewster du film mince. Cette étude a été prolongée expérimentalement par l'étude en champ proche optique des modes résonants de demi-films minces métalliques. Lors de ces deux études, les mesures expérimentales ont été systématiquement accompagnées par l'analyse théorique et le développement numérique de modèles que les expériences réalisées ont permis de valider et de discuter.
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Halidi, El Mohamed. "Études RMN et IRM en champ proche : développements et applications." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20261/document.
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Le principe de la RMN repose sur la détection de l'aimantation provenant de spin des noyaux atomiques tels que 13C, 31P et 1H. L'échantillon est placé dans un champ magnétique statique, qui polarise l'ensemble des spins. Ces derniers sont ensuite excités par les impulsions radiofréquences (environ un mètre de longueur d'onde), qui font basculer l'aimantation de ces spins dans le plan transversal. Lorsque l'aimantation retourne à sa position d'équilibre, il génère un champ électromagnétique qui est classiquement détecté par une antenne réceptrice (bobine avec un circuit d'accord/d'adaptation) à couplage inductif. Dans ce travail, nous proposons l'utilisation d'une sonde de taille micrométrique placée au voisinage de l'objet d'intérêt, à une distance bien plus courte que la longueur d'onde du signal de RMN rayonné. Notre microsonde présente des caractéristiques innovantes (i) un couplage capacitif (composante du champ électrique), (ii) une dimension réduite pour un positionnement précis, qui assure la détection du signal de RMN de l'échantillon et (iii) une détection à large bande, ce qui permet de l'utiliser pour détecter différents noyaux sans être accordée à la fréquence de Larmor. Pour vous présenter cette nouvelle alternative, les outils nécessaires à la compréhension de ce travail, en l'occurrence le principe de la RMN et de l'IRM et une introduction de la théorie du champ proche électrique sont donnés. Nous avons fait aussi un état de l'art des méthodes et techniques existant pour mesurer le signal RMN afin de recenser les avantages qu'un tel système (méthode : couplage capacitif et dispositif : microsonde de champ proche) peut apporter à la technique RMN. Ensuite, nous avons caractérisé notre microsonde pour améliorer sa détection hyper localisée, nous avons démontré que le signal RMN récupéré par notre antenne peut être décrit par l'expression du champ proche électrique :E(x, z) = A(Kz ) exp(i(z/L)) exp(−x/L) + Terme Propagatif. Enfin, nous avons appliqué notre système à des études RMN comme la spectroscopie, la relaxométrie ou encore de l'imagerie RMN. Nous avons aussi énoncé certains projets potentiels à la continuité de ce travailThe principle of NMR is based on the detection of the magnetization originating from the spin of atomic nuclei such as 13C, 31P and 1H. The sample is placed in a static magnetic field, which polarizes the ensemble of spins and it is excited by radiofrequency pulses (wavelength about one meter), that tilt the axis of the magnetization. When the magnetization returns to equilibrium, it generates an electromagnetic field which is classically detected by a receiving antenna (coil with atuning/matching circuit) in inductive coupling.In this work, we propose the use of a micrometer-sized probe positioned in the vicinity of the object of interest, at a distance well shorter than the wavelength of the radiated NMR signal.Our microprobe presents innovative characteristics (i) a capacitive coupling (electric field component), (ii) reduced dimensions for an accurate positioning, which ensure the detection of NMR signal from the sample and (iii) it has a broadband, which allows use to detect any nuclei without being tuned to the Larmor frequency.To introduce you this new alternative, the tools necessary to the understanding of this work, in this case the principle of NMR/MRI and an introduction of the theory of the electric near field are given initially.We made also a state of the art of existing methods and techniques for measuring the NMR signal to identify the benefits that such a system (method : capacitive coupling and device : microprobe near field) can bring to the NMR technique.Then, we have characterized our microprobe to enhance its localized detection due to its small size (127 μm in diameter and 2mm in length). In this stage of characterization, we demonstrated that the NMR signal recovered by our antenna can be described by the electric near field expression :E(x, z) = A(Kz ) exp(i(z/L)) exp(−x/L) +Propagative TermFinally, we applied our system to make NMR studies such as spectroscopy, the relaxometry and NMR Imaging. We have outlined some potential projects to the continuity of this work
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He, Hongyang. "Traitement d'antennes pour la localisation de sources en champ proche." Nantes, 2010. http://www.theses.fr/2010NANT2001.
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Le problème de la localisation de sources en champ proche est étudié dans cette thèse. Les difficultés dans ce domaine proviennent principalement de deux aspects. Premièrement, le processus d'estimation devient plus compliqué à cause de la distance réduite entre les sources et le réseau des capteurs qui induit une sphéricité du front d'onde des signaux reçus. Afin d'augmenter l'efficacité d'estimation, plusieurs nouvelles techniques sont proposées et développées. Ces méthodes, basées sur les approximations du modèle des observations, permettent de localiser les sources avec une bonne précision et une complexité réduite de calcul. Deuxièmement, les imperfections du réseau de capteurs, qui existent inévitablement dans un environnement réel, et qui dégradent considérablement les performances en estimation des positions de sources, sont considérées. Afin de minimiser leurs influences négatives sur l'estimation, les techniques de calibration d'antennes sont utilisées avec un modèle étendu en prenant en compte les différents effets indésirables. Une méthode de calibration locale, basée sur l’interpolation des données de mesures, est proposée. Cette nouvelle méthode permet d'améliorer l'efficacité de calibration sans dégrader la précision d'estimation. De plus, une nouvelle technique de la localisation des sources passives en champ proche avec un réseau MIMO est proposée, qui améliore sensiblement les performances en estimation. Cette thèse apporte des contributions à la recherche dans le domaine de la localisation de sources en champ proche. Ces différents travaux ouvrirent les voies à de nombreuses perspectivesThis thesis addresses the near-field source localization problem. The main difficulties in this domain come from two aspects. Firstly, the sphericity of the received signal wavefront must be considered due to the reduced source-array distance, which limits the use of the well-studied and efficient far-field methods in the estimation. Several improved techniques are proposed and presented. These methods, based on the approximations of signal model, are able to estimate the sources parameters with a higher efficiency and a better performance than the classical techniques. Secondly, the unavoidable presence of the array imperfections, which can degrade greatly the estimation performances in a real environment, is considered. The calibration techniques are used to solve this problem. In order to minimize the negative influences of the undesirable effects on the estimation, measurement data are used in calibration. The proposed calibration technique, based on the interpolation of the measurement data, presents good performances on estimation efficiency and precision. This report considers also the passive source localization problem. A MIMO-based approach is proposed and found to be able to improve greatly the performances of parameter estimation
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Farnault, Etienne. "Contribution à l'étude d'un microscope thermoélastique fonctionnant en champ proche." Besançon, 1996. http://www.theses.fr/1996BESA2068.
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Le travail presente dans cette these est une contribution a l'etude de la microscopie thermoelastique en champ proche. Un prototype de microscope est realise en utilisant le concept des microscopies a sonde locale. L'excitation photothermique d'une surface et la mesure interferometrique de la deformation resultante sont obtenues par injection dans une fibre optique de deux faisceaux laser de longueurs d'onde differentes. L'utilisation d'une fibre optique etiree dont l'extremite n'excede pas 100 nm, comme emetteur et capteur permet d'obtenir un fonctionnement equivalent a celui d'un microscope optique en champ proche en reflexion. L'asservissement de la distance sonde-objet est assure a l'aide d'une methode utilisant le couplage acoustique par l'air. D'un point de vue theorique, un modele 3d thermoelastique est exploite de maniere a mieux analyser les contributions optique, thermique et mecanique dans la resolution finale des images. Un complement est introduit afin de prendre en compte le cas d'une excitation de dimension inferieure a la demi-longueur d'onde optique
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Ouardirhi, Zacharia. "Technique expérimentale de mesure en champ proche pour le calcul du champ lointain d'éléments rayonnants filaires." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape4/PQDD_0017/MQ53595.pdf.
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Mitiche, Sarra. "Plasmonique, un outil pour l'ingénierie du champ électromagnétique aux petites échelles : Manipulation du champ proche optique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS321.
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À l'échelle nanométrique, les particules métalliques présentent de nouvelles propriétés optiques liées au phénomène de résonance plasmon de surface. Une résonance plasmon est une oscillation collective et cohérente des électrons de conduction à la surface d'une nanoparticule métallique sous l'influence d'un champ électromagnétique extérieur. La longueur d'onde de cette résonance ainsi que la distribution spatiale du champ électromagnétique associé dépendent des caractéristiques de la nanoparticule (taille, forme et nature chimique), du milieu diélectrique hôte et de la géométrie d'illumination. L’excitation de plasmons de surface génère des champs électromagnétiques locaux de fortes intensités, localisés en des points spécifiques de la nanoparticule, appelés «points chauds». La lumière est ainsi miniaturisée et confinée dans des espaces de taille sub-longueur d’onde (<20nm). La possibilité de produire et de contrôler ces points chauds augure d'importantes réalisations dans un large éventail de domaines d'applications allant des technologies de l'information aux énergies renouvelables, tout en passant par la biomédecine. Ce travail de thèse met en évidence la possibilité de générer et de manipuler des points chauds au niveau de structures de taille nanométrique par effet de la géométrie de la nanostructure métallique ou bien de la configuration et de la longueur d’onde de la lumière excitatrice. L’objectif est de manipuler la lumière à petite échelle afin de contribuer au développement de nouvelles technologies d’origine plasmonique. A cet égard, les réponses optiques de nano-objets métalliques de différentes géométries et tailles, pris individuellement : cube, prisme… ou en groupes: dimère, chaîne… sont étudiées par microscopie de photoémission d'électrons PEEM (PhotoEmission Electron Microscopy), une technique de cartographie haute résolution (20 nm), non intrusive, permettant un adressage sélectif des modes plasmons.Par ailleurs et également dans le cadre de ce travail, une méthode analytique de description du champ proche optique, basée sur la théorie des groupes, a été développée. Cette méthode permet de prédire et d’interpréter en quelques minutes le comportement plasmonique d’une particule à 2D ou 3D, de symétrie finie ou non, seules ou en dimères, à partir des symétries de l’objet et du champ excitateur. En complément, des simulations numériques par la méthode des éléments frontières BEM (Boundary Element Method) ont été effectuéesAt nanometer scale, the metallic particles exhibit new optical properties related to the surface plasmon resonance phenomenon. A plasmon resonance is a collective and coherent oscillation of the conduction electrons at a metallic nanoparticle surface under an external electromagnetic field. The resonance wavelength and the spatial distribution of the associated electromagnetic field depend on the nanoparticle characteristics (size, shape and chemical nature), the surrounding dielectric medium and the illumination geometry.The excitation of surface plasmons generates local electromagnetic fields of high intensity located at specific points of the nanoparticle called "hot spots". The light is miniaturized and confined in sub-wavelength areas (<20 nm). The ability to produce and control hot spots holds great promise for a large range of applications from information technology to renewable energies and biomedicine. This thesis highlights the possibility of generating and manipulating hot spots in nanostructures throughout the particle geometry or/and the configuration and wavelength of the exciting light. To do this, the optical response of various metallic nano-objects of different geometries and sizes, taken individually: cube, prism ... or in groups: dimer, chain ... are studied by PhotoEmission Electron Microscopy (PEEM), a non-intrusive and high resolution (20 nm) mapping technique allowing a selective addressing of plasmons modes. In addition to this experimental investigation, the search for a specific optical near-field distribution is also carried out using group theory. We developed an original theoretical method allowing to predict in a few minutes the plasmonic response of a 2D or 3D particle, of finite or infinite symmetry, alone or in dimer, from the object and exciting field symmetries. In parallel, numerical simulations using the Boundary Element Method (BEM) have been carried out
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Gross, Nathalie. "Microspectrométrie infrarouge en champ proche et champ lointain : développement et application à l'étude de peau humaine." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112070.
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Certaines des possibilités offertes par la microspectroscopie infrarouge, c'est-à-dire par l'association de l'imagerie par microscopie optique à balayage avec les propriétés analytiques de la spectroscopie infrarouge, sont explorées. L'idée est de réunir la micro-spectroscopie en champ lointain, particulièrement performante lorsqu'elle utilise le rayonnement synchrotron, avec la spectroscopie en champ proche. Cette dernière, pas encore opérationnelle, nous permet d'espérer obtenir en utilisant une source infrarouge accordable, en l'occurrence un laser à électrons libres, des résolutions très inférieures à la longueur d'onde. En microscopie en champ lointain, le sujet choisi est l'étude de la composition chimique et structurale de la peau humaine. Les évolutions spectrales observées au sein des différentes couches de l'épiderme permettent de caractériser pour la première fois par spectroscopie infrarouge le phénomène de différenciation épidermique. Outre la localisation des différentes régions de la peau, via les profils d'intensité des bandes d'absorption des bio-molécules du tissu, les données spectroscopiques indiquent l'existence de structures secondaires propres aux protéines du tissu, ainsi qu'un milieu lipidique très organisé dans la région du stratum corneum. Son application en cosmétique rend possible la visualisation de la répartition, à l'échelle microscopique, de produits naturels au sein des différentes couches de la peau. Les travaux de spectroscopie en champ proche ont surtout porté sur la mise en œuvre du PSTM (photon : Scanning Tunneling Microscope), l'objectif étant de faire de la spectroscopie locale plutôt que de l'imagerie. Sur des échantillons modèles (polymères irradiés), l'obtention de signatures spectroscopiques spécifiques ainsi que l'observation de modifications spectrales au passage de régions chimiquement différentes démontrent la validité de l'approche expérimentale que nous avons adoptée et ouvre la voie à de futurs travaux dans ce domaineWe explore some of the possibilities offered by infrared micro-spectroscopy, defined as the association of scanning microscopic imaging with the analytical properties of infrared spectroscopy. Our goal is to reunite the far-field micro-spectroscopy, particularly performing when using synchrotron radiation, with spectroscopy in the near-field. With the latter technique, still in development, we expect to obtain resolutions much sma1ler than the wavelength by utilizing a tunable infrared source (in our case a free electron laser). Using far-field microscopy, we chose to study the chemical and structural composition of human skin. The spectral evolution observed throughout the various epidermis layers allowed us to characterize, for the first time using infrared spectroscopy, the phenomena of epidermis differentiation. Besides using the intensity profiles of the tissue bio-molecules absorption bands to localize different skin regions, the microscopic data indicate the existence of secondary structures specific to tissue proteins, as well as a very organized lipidic environment in the region of the stratum conium. The application of this technique in cosmetics makes it possible to visualize the microscopic distribution of natural products throughout the various layers of the skin. Our work in near-field techniques was mainly centered on the development of a Photon Scanning Tunneling Microscope (PSTM) with emphasis in doing local spectroscopy rather than imaging. Working with model samples (irradiated polymers) we obtained specific spectroscopic signatures as well as observed spectral modifications when passing through regions chemically different. Our data demonstrate the validity of our experimental approach and open several possibilities to future works on the subject
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Pagani, Yves. "Théorie rigoureuse de la diffraction pour l'étude d'objets magnéto-optiques : applications champ proche et champ lointain." Besançon, 2003. http://www.theses.fr/2003BESA2017.
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Berguiga, Lotfi. "Etude et réalisation d'un microscope de champ proche optique avec asservissement de type "shear force" : application à l'étude en champ proche du vieillissement de fibres optiques." Dijon, 2001. http://www.theses.fr/2001DIJOS023.
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Dans le cadre d'utilisation des fibres optiques dans les réseaux FTTH (Fiber To The Home) et FTTB (Fiber To The Building), celles-ci subissent des contraintes et un environnement plus sévères que les fibres placées dans les réseaux actuels, c'est à dire les réseaux sous-marins et les réseaux enterrés. La fibre optique subit au cours du temps une modification de ses propriétés mécaniques, dûe à la diffusion d'eau à travers le revêtement polymère qui protège la fibre. Cette présence d'eau à l'interface silice-revêtement entraîne une modification de l'état de surface de la fibre optique. A cet effet dans ce travail de thèse nous avons développé un dispositif expérimental permettant l'étude à l'échelle nanométrique de la surface de silice des fibres optiques. Il s'agit d'un microscope de champ proche optique avec une régulation de type " shear force ". Cette technique fournit une information double, une information topographique et une information de nature optique. Dans un premier temps, nous présentons les notions concernant les propriétés mécaniques des fibres et les techniques de caractérisation s habituelles dans le domaine de la fiabilité. Ensuite, le dispositif de champ proche optique mis au point est détaillé, en particulier la partie concernant la boucle de rétroaction utilisant la force de cisaillement. . .
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Laverdant, Julien. "Nanosources exaltées pour la spectroscopie non-linéaire en champ proche optique." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00192189.
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Les processus non-linéaires optiques à l'échelle nanométrique ont des rendements très faibles. Ainsi les structures métalliques permettant de confiner les champs électromagnétiques sur des zones sub-longueur d'onde sont intensivement étudiées.Ce mémoire présente l'étude des propriétés optiques à l'échelle nanométrique de films granulaires métalliques. Les modes de résonances plasmons, quand ils sont excités, génèrent des pics d'exaltation localisés.
Pour faire les études expérimentales de ces échantillons, nous avons choisi la microscopie optique de champ proche à ouverture (SNOM). Nos résultats montrent la localisation de champs intenses dans des zones nanométriques. Ces exaltations dépendent de la longueur d'onde et de la polarisation. Il existe un régime purement diffusif quand les résonances plasmons ne sont pas excitées. En augmentant la longueur d'onde, les exaltations apparaissent, mais la diffusion est toujours présente. Une étude statistique par la fonction d'autocorrélation analyse ces deux régimes.
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Estruch, T. "Extinction extraordinaire par superposition en champ proche de filtres élémentaires nanostructurés." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01020030.
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Les objets structurés à l'échelle sub-longueur d'onde sont le siège d'interactions lumièrematière permettant d'obtenir des résonances d'amplitude extraordinaire localisées spectralement. Ils permettent ainsi la réalisation de filtres spectraux dans l'infrarouge. Pour améliorer les performances de ces filtres et ce, notamment en termes d'efficacité de réjection, j'ai étudié au cours de ma thèse la superposition de structures sub-longueur d'onde identiques mettant en jeu des modes évanescents et propagatifs. J'ai ainsi mis en évidence la présence d'une extinction extraordinaire de la transmission ou de la réflexion lorsque les structures sont en champ proche. L'origine de ce phénomène est révélée dans ce manuscrit grâce à la mise en place d'une approche heuristique basée sur la formule de Mason et la traduction des interactions entre les modes propagatifs et évanescents en graphes de fluence. J'ai ainsi pu établir des règles de conception qui ouvrent la voie vers le design de structures filtrantes hautes performances à forte efficacité de réjection hors bande passante. De manière à valider cette étude théorique, j'ai conçu et fabriqué une structure encapsulée dans du diélectrique qui a permis de démontrer la fonction d'amélioration de l'efficacité de réjection dans les structures superposées. Parallèlement, j'ai cherché à étudier l'agilité spectrale de cette extinction extraordinaire en superposant dynamiquement deux structures filtrantes par le biais d'actionneurs piézoélectriques. Véritable challenge expérimental, ce banc a nécessité la mise en place d'une procédure d'alignement originale des réseaux sublongueur d'onde pour une mise en champ proche par assemblage.
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Barras, Guillaume. "Interaction fluide-structure : application aux explosions sous-marines en champ proche." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10003/document.
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En construction navale militaire, les navires sont conçus pour résister à des menaces conventionnelles comme les mines ou les torpilles. Ces conceptions s’appuient sur des calculs aux explosions sous-marines lointaines qui sont bien maîtrisées aujourd’hui. Depuis la Seconde Guerre Mondiale, cette thématique a en effet bénéficié d’importants travaux de recherche. Ceux-ci ont abouti à des méthodes numériques robustes qui permettent de simuler l’essentiel des phénomènes caractérisant ces événements. Ces méthodes, utilisées en ingénierie, s’appuient cependant sur des hypothèses restrictives qui limitent leur champ d’application. Elles sont discriminantes si l’on souhaite simuler les explosions sous-marines en champ proche, caractérisées par des phénomènes fortement non-linéaires. Dans ce cadre, on adapte la méthode éléments finis Euler-Lagrange Multi-Matériaux avec Couplage Euler-lagrange, pour simuler ces problèmes. Les évolutions présentées dans la thèse s’articulent autour de deux points. (1) La méthode est développée en deux dimensions pour résoudre les problèmes 2D axisymétriques avec une rapidité et une précision accrues par rapport aux simulations 3D. (2) La projection des résultats 2D sur des grilles de calculs différentes 2D ou 3D est implémentée. Cette technique de projection permet de résoudre le problème complet par des phases successives dont la physique se situe sur des échelles de temps et d’espace très différentes, et qui nécessitent des maillages adaptés. Les développements effectués sont finalement intégrés dans le code de calcul LS-DYNA version 5.1.1, et validés pour les différentes phases du problème à partir de résultats théoriques et expérimentauxIn military shipbuilding, ships are designed to withstand conventional threats such as mines or torpedoes. These designs are based on calculations of structural response to underwater explosions in far field, what is relatively well controlled today. The thematic of underwater explosions has indeed benefited from extensive research since the Second World War. This has resulted in robust numerical methods to simulate the main phenomena that characterize such events. These methods used in engineering are based on assumptions that limit their scope. These restrictions are discriminatory when we attempt to simulate underwater explosions in near field which are mainly nonlinear phenomena. In this context, the Multi-Material Arbitrary Lagrangian-Eulerian method with Euler-Lagrange coupling is chosen to simulate these problems. To make the method more easily applicable in engineering, its adaptation is based on two points. (1) Firstly the method is developed for two-dimensional cases in order to solve 2D axisymmetric problems with higher speed and accuracy compared to 3D simulations. (2) Then the projection of results from two-dimensional analysis on 2D or 3D grids is implemented. The projection from one grid to the other allows solving the whole problem through successive phases for physics on very different time scales and space scales, what necessitates adapted meshes. The developments are implemented in LS-DYNA code for the revised version 5.1.1 and validated for the different phases of the problem from theoretical and experimental results
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Zhang, Lingran. "Modélisation en champ proche de l’interaction entre sol et bloc rocheux." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI096/document.
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La prédiction de trajectoire de bloc et la conception de structures de protection sont deux des questions principales de l'ingénierie des chutes de pierres. La prédiction de la trajectoire d'un bloc dépend en grande partie des rebonds de ce bloc tandis que la conception de structures de protection, comme des remblais, est étroitement liée à la force d'impact sur le bloc.En se basant sur ce contexte, la thèse traite aussi bien de l'interaction entre un bloc et un milieu granulaire que des rebonds d'un bloc sur un milieu granulaire, en utilisant une modélisation numérique par la méthode des éléments discrets. L'objectif de la thèse est d'identifier et de mesurer les mécanismes qui contrôlent le rebond du bloc et le transfert de charge à l'intérieur du milieu impacté. Le contenu principal comprend trois parties: la modélisation DEM du processus d'impact, le rebond du bloc et le comportement micromécanique du milieu impacté.La loi de contact classique est utilisée pour modéliser le processus d'impact. Elle est mise en œuvre avec une résistance aux roulements pour considérer les effets de forme des particules et est calibrée par des tests triaxiaux quasi-statiques. Le bloc est modélisé par une sphère avec une vitesse d'incident tandis que le milieu est modélisé par un assemblage de particules sphériques poly-dispersées. La modélisation numérique de l'impact est validé en termes de force d'impact, de durée d'impact et de profondeur de pénétration par des expériences de la littérature.Le rebond du bloc et le processus de propagation d'énergie à l'intérieur du milieu impacté sont examinés ensemble. La résistance du milieu pendant l'impact est représentée par l'énergie de tension élastique. La résistance du milieu n'est pas constante car l'augmentation d'énergie de tension élastique est suivie par l'augmentation d'énergie cinétique, la dissipation d'énergie et par la diminution du nombre de coordination. L'occurrence du rebond du bloc obtenue avec des simulations 3D montre que trois régimes d'impact existent, ce qui est en accord avec les résultats de citet{Bourrier_2008}. De plus, la comparaison entre les diagrammes d'occurrence de rebond 2D et 3D montre que les positions et les formes des diagrammes d'occurrence de rebond changent en raison de résistances et de dissipations d'énergie différentes. En se basant sur les deux aspects de l'étude, la relation entre le rebond du bloc et la propagation d'énergie à l'intérieur du milieu est discutée.Le comportement micromécanique du système impacté est examiné en se focalisant sur les mécanismes des chaînes de force. Le réseau de chaînes de force dans le milieu impacté est caractérisé à partir des tensions entre les particules. L'objectif est d'identifier le rôle des chaînes de force dans la force d'impact sur le bloc et dans la microstructure du milieu. En étudiant la force d'impact sur le bloc avec des impacts sur des échantillons de grains de tailles différentes montre que l'échantillon composé de grands grains a une plus grande force d'impact, des chaînes de force plus longues comparées à l'épaisseur du milieu ainsi qu'un grand pourcentage de chaînes de force avec une longue durée de vie. De plus, l'étude de la distribution spatiale et temporelle des chaînes de force montre que la résistance du milieu pendant l'impact est portée par les particules des chaînes situées entre le bloc et la base du milieu impacté et que la propagation des chaînes de force dans la direction latérale joue un rôle secondaire. Enfin, l'étude des mécanismes du flambage des chaînes de force indique que, provoqués par les mouvements entre les particules de la chaîne, l'augmentation de nombre de flambages est liée à la diminution de la force d'impact sur le bloc ainsi qu'à l'augmentation de l'énergie cinétique et de la dissipation d'énergie à l'intérieur du milieuThe prediction of boulder trajectory and the design of protection structures are particularly two main interests of rockfall engineering. The prediction of boulder trajectory largely depends on the bouncing of the boulder, and the design of protection structures, such as embankments, are closely related to the impact force on the boulder.Based on this background, the thesis deals with the interaction between a boulder and a granular medium as well as the bouncing of a boulder on a granular medium, through numerical modelling based on discrete element method. The objective of the thesis is to identify and quantify the mechanisms that governs the bouncing of boulder and the load transfer inside the impacted medium. The main contents include three parts: DEM modelling of the impact process, global bouncing of the boulder and micromechanical behaviour of the impacted medium.The classical contact law implemented with rolling resistance to consider particle shape effects calibrated based on quasi-static triaxial tests is used to model the dynamic impact process. The boulder is modelled as a single sphere with an incident velocity, the medium is modelled as an assembly composed of poly-disperse spherical particles. The numerical impact modelling is validated in terms of impact force, impact duration, penetration depth by experiments from literature.Bouncing of the boulder is investigated together with the energy propagation process inside the impacted medium. The strength of the medium during impact is represented by elastic strain energy, while the strength of the medium is not persistent since the increase of elastic strain energy is followed by the increase of kinetic energy and energy dissipation, as well as the decrease of the coordination number. Boulder's bouncing occurrence obtained based on 3D simulations shows that three impact regimes exist, which is consistent with the results of citet{Bourrier_2008}. In addition, comparison between 2D and 3D bouncing occurrence diagrams shows that the positions and shapes of bouncing occurrence diagrams shift due to the different strength and energy dissipation properties. Based on the two aspects of investigations, the relation between the bouncing of the boulder and the energy propagation inside the medium is discussed.The micromechanical behaviour of the impacted system is investigated by focusing on force chain mechanisms. The force chain network in the impacted medium is characterized based on particle stress information. The aim is to find the role of force chains in the strength and the microstructure of the medium. Investigations of the impact force on the boulder by impacting samples composed of different grain sizes shows that sample composed of big grains resulting in a larger impact force, longer force chains compared with the medium thickness, and large percentage of long age force chains. In addition, the spatial and temporal distribution of force chains are investigated and the results show that the strength of the medium under impact is built by chain particles located between the boulder and the bottom boundary, and the force chain propagation in the lateral direction of the medium plays a secondary role. Moreover, the investigation of force chain buckling mechanisms indicates that, triggered by the relative movements between the chain particles, the increase of buckling number is related to the decrease of impact force on the boulder as well as the increase of kinetic energy and energy dissipation inside the medium
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Bakli, Hind. "Développement d’une plate-forme de microscopie champ proche hyperfréquence par interférométrie." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10007/document.
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La microscopie hyperfréquence en champ proche permet de vaincre le critère de Rayleigh grâce à une sonde locale qui alimentée par un signal micro-onde génère des ondes évanescentes confinées à son extrémité. Les limites de résolution ne sont alors plus fixées par la longueur d’onde des signaux hyperfréquences exploités, mais principalement par la géométrie de la sonde. Dans ce type de caractérisation, associant généralement un analyseur de réseaux et une sonde champ proche, la limitation majeure réside dans la faible sensibilité de mesure induite par le contraste d’impédances entre l’analyseur et la sonde. En effet, la grande différence d’impédance entre l’analyseur (50Ω) et les sondes champ proche (quelques k Ω) se traduit par une désadaptation importante qui entrave une bonne qualité de mesure. Dans ce travail de thèse, nous nous proposons donc d’apporter des solutions à cette problématique afin de profiter pleinement des potentialités des techniques de microscopie champ proche hyperfréquence. Dans cet objectif, une méthode interférométrique est alors proposée et formalisée. Nous montrons ainsi que l’exploitation conjointe de méthodes de mesures hyperfréquences, de procédés de microscopie champ proche et de techniques interférométriques doit permettre d’entrevoir des caractérisations à haut pouvoir de résolution spatiale sur une large gamme de fréquences. La démonstration que ces nouveaux outils offrent la possibilité de mesures hyperfréquences vectorielles de type point-à-point, de scanning 1D ou d’imagerie 2D sur des courses centimétriques pour des fréquences allant jusque 20 GHz avec des résolutions spatiales micrométriques est alors faite. En particulier, des applications autour de la caractérisation diélectrique locale sont proposées. Les résultats obtenus montrent que les techniques proposées se situent à l’état de l’art en termes de gamme de fréquence d’opération et de sensibilité de mesureNear-field microwave microscopy overcomes the Rayleigh criterion thanks to a local probe whitch fed by a microwave signal generates evanescent waves confined at its end. The resolution limits are no longer determined by the wavelength of the microwave signals, but mainly by the probe geometry. In this kind of characterization technique based on the association of a network analyzer and a near-field probe, the main limitation is the poor measurement sensitivity related to the impedance contrast between the analyzer and the probe. Indeed, the large difference between the impedances of the analyzer (50Ω) and near field probes (a few kΩ) results in a significant mismatch hampering good measurements. In this PhD thesis, we provide solutions to tackle this problem in order to take full advantage of the potentialities of near-field microwave microscopy techniques. An interferometric method is then introduced and formalized. We show that the association of microwave measurements, near-field microscopy methods and interferometry techniques allow foreseeing microwave characterizations with high spatial resolution over a broad frequency range. We demonstrate that these new tools offer the possibility of microwave measurements of the type point-to-point, 1D scanning or 2D imaging on centimeter ranges up to 20 GHz with micrometric spatial resolutions. In particular, local dielectric characterization - related applications are proposed. The results obtained show that the proposed techniques are at the state of the art in terms of operating frequency range and measurement sensitivity
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Omarouayache, Rachid. "Imagerie et injection électromagnétique en champ proche micro-onde et millimétrique." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS032/document.
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Ce travail concerne la microscopie en champ proche micro-onde et se déroule dans deux bandes de fréquences très différentes. Une première expérience utilise les très hautes fréquences dans la bande 60 GHz. Des sondes électriques de champ proche ont été conçues, réalisées et testées. Nous avons pu montrer une sensibilité à la topographie ainsi qu'à la constante diélectrique locale avec des résolutions très sub-longueur d'onde de lambda/250.La seconde expérience dans la bande de 1 MHz à 1 GHz a concerné la réalisation et l'optimisation de sondes magnétiques à ferrite dédiées au couplage sur les circuits intégrés. Nous avons montré que ce couplage peut s'expliquer par une mutuelle inductance et nous en avons déduit un modèle électrique complet. Des applications expérimentales sur des circuits intégrés dédiés valident la démarcheNear-field microwave microscopy is developped in two frequency bands. The first experiment involves very high frequencies at 60 GHz. Near-field electric probes were designed, made and tested. We have shown a sensitivity to topography and to the local dielectric constant with a very sub-wavelength resolution of lambda/250.The second experiment was conducted in the 1 MHz - 1 GHz band. Specific magnetic ferrite probes were designed and optimized with aim of integrated circuit coupling applications. We have explained the coupling by a mutual inductance which allowed to derive an electrical circuit model. Experimental applications on dedicated circuits validate the approach