Добірка наукової літератури з теми "Réflexion interne totale frustrée"

Les fibres optiques microstructurées, également appelées fibres à trous ou fibres optiques à cristal photonique sont un type récent de guides de lumières originaux et performants apparues dans le milieu des années 1990. Elles se sont depuis imposées comme une technologie incontournable de la photonique moderne. L’originalité première de ce genre de fibre a été de permettre le guidage de la lumière dans un matériau unique grâce à leur structuration périodique. Après une vingtaine d’années de recherche, la gamme possible de structures de ces fibres optiques s’est grandement étoffée, donnant lieu à plusieurs catégories de fibres microstructurées classifiées par type de mécanisme de guidage (par réflexion totale interne, par bande interdite photonique, et par couplage inhibé). Arrivées à maturité aujourd’hui, ces fibres optiques ont démontré au fil des années un potentiel d’applications extrêmement vaste et ce, dans des domaines très variés allant de la défense aux applications biophotoniques, sous la forme de capteurs optiques ou de lasers fibrés de forte puissance.

En droit international, comme en droit interne congolais, le traitement des personnes âgées de moins de dix-huit ans en matière pénale, interpelle et inquiète. L’interpellation se rapporte particulièrement à la situation de l’enfant accusé d’avoir accompli un acte infractionnel ; et l’inquiétude est suscitée notamment par rapport au traitement de l’enfant prétendant avoir subi un préjudice à la suite de l’infraction. L’étude a d’abord utilisé la méthode exégétique, en recherchant le vrai sens à donner aux dispositions normatives en rapport avec la question sous examen. Elle a recouru ensuite à la méthode comparative, en rapprochant en effet de la réglementation internationale, celle congolaise. S’il est vrai que d’une part, la réflexion a souligné la justification pragmatique du droit international de la responsabilité pénale des mineurs, à travers différents instruments internationaux, régulièrement conclus et justement appliqués ; il n’est pas moins vrai qu’elle a noté d’autre part, l’infirmation purement dogmatique de la responsabilité pénale des mineurs de dix-huit ans en droit de la République démocratique du Congo. Il est à retenir qu’en réalité, le clivage mineur-majeur, cesse d’être celui de responsabilité pénale totale et irresponsabilité pénale absolue ou de capacité-incapacité, pour ainsi laisser place à celui de capacité spéciale-capacité générale.

L’imagerie directe des exoplanètes reste difficile en raison du contraste élevé et de la faible séparation angulaire entre l'étoile et la planète. Cela nécessite de supprimer l'éblouissement dû à l'étoile et de s'assurer que la lumière faible de la planète n'est pas noyée au milieu de divers bruits. La détection dépend de la maturité des techniques et des algorithmes utilisés, tout en tenant compte des compromis importants sur le contraste brut, la résolution angulaire et la transmission. L'une de ses composantes clés est l'utilisation de coronagraphes - des instruments ayant pour seul but de bloquer/réduire la lumière provenant de l'étoile. Ce travail présente un nouveau type de coronographe de Lyot, inventé par le Dr Yves Rabbia, qui repose sur le principe de la réflexion interne totale frustrée (FTIR) pour supprimer la lumière de l'étoile. Ce coronographe est appelé Evanescent Wave Coronagraph (EvWaCo) en raison de sa nature : son masque au plan focal, comprenant une lentille et un prisme, réfléchit la source hors axe (planète) et transmet la source sur l'axe (étoile) à l’aide des ondes évanescentes. Cette thèse vise à fournir au lecteur les bases qui mettent en évidence les trois principaux avantages d'EvWaCo : i) le masque est intrinsèquement achromatique, ii) la taille du masque est ajustable en modifiant la pression entre la lentille et le prisme, et iii) à la fois la lumière stellaire et la lumière planétaire peuvent être collectées simultanément pour une détection de front d'onde de bas ordre et un centrage approprié de l’étoile. Les performances d'EvWaCo sont évaluées à travers des expériences en laboratoire, puis comparées à des simulations numériques. Les résultats expérimentaux montrent un contraste brut égal à quelques 10-4 à 3 ��/�� sur toute la bande I (��c = 800 nm, ∆��/�� ≈ 20%) et à 4 ��/�� sur toute la bande R (��c = 650 nm, ∆��/�� ≈ 23%). Les simulations confirment la capacité de rejet achromatique d'EvWaCo, montrant un contraste brut de 10-4 à la même distance radiale sur les deux bandes spectrales. Cette thèse se conclut sur un bilan de l’état du banc développé et les perspectives futures
Direct imaging of exoplanets remains challenging due to the high contrast and the small angular separation between the star and the planet. It requires suppressing the blinding glare from the star and ensuring that the planet's faint light is not buried deep in various noises. Successful detection depends on the technological readiness and maturity of techniques and algorithms employed while considering the significant trade-offs on raw contrast, inner working angle, and throughput. One of its key components is the use of coronagraphs – instruments with the sole purpose of blocking/reducing the light from the star. This work presents a new type of Lyot coronagraph, invented by Dr. Yves Rabbia, that relies on the frustrated total internal reflection (FTIR) principle to suppress the starlight. This coronagraph is aptly called the Evanescent Wave Coronagraph (EvWaCo) owing to its nature that its focal plane mask, comprising a lens and a prism, reflects the off-axis source (planet) and transmits the on-axis source (star) by capturing the evanescent waves. This thesis aims to provide the reader with the groundwork that highlights EvWaCo's three main advantages: i) the mask is inherently achromatic, ii) the size of the mask is adjustable by changing the pressure between the lens and the prism, and iii) both the stellar light and the planet light can be collected simultaneously for low-order wavefront sensing, and proper stellar light centering. The performance of EvWaCo is assessed through experiments in a laboratory and then compared to numerical simulations. The experimental results show a raw contrast equal to a few 10-4 at 3 ��/�� over the full I-band (��c = 800 nm, ∆��/�� ≈ 20%) and at 4 ��/�� over the full R-band (��c = 650 nm, ∆��/�� ≈ 23%). The simulations confirm the achromatic rejection capability of EvWaCo as it showed a raw contrast of 10-4 at the same radial distance over both bandpasses. This thesis concludes with the status of its testbed and future perspectives

Les ondes térahertz s’étendent de 0.1 à 10x1012 Hz, à la frontière entre les domaines de l’optique et des radiofréquences. Cette position intermédiaire originale en a longtemps rendu l’accès difficile : les technologies térahertz n’ont pris leur essor qu’au cours des années 90. Le domaine n’a pas encore atteint la maturité des domaines des microondes ou de l’infrarouge qui le jouxtent. Cependant, les motivations exploratoires sont fortes, de par la sensibilité spectroscopique du térahertz aux états moléculaires (rotationnels, vibrationnels..) et aux liaisons faibles établies dans et entre les molécules. Dans le cas des objets biologiques, le térahertz est particulièrement sensible à l’eau : sa quantité, son état physico-chimique et ses solutés.Nous avons mis en œuvre un montage d’imagerie en réflexion interne totale atténuée (ATR) pour pouvoir distinguer des cellules vivantes de leur milieu physiologique. Au cours de ce travail, le montage d’imagerie ATR a été caractérisé théoriquement, puis expérimentalement. La première démonstration de l’origine du contraste sur ces images térahertz a été réalisée. Il provient du contenu intracellulaire, plus spécifiquement des protéines et peptides dissouts dans le cytoplasme.Une analyse fine des mécanismes sous-jacents à la nature protéique du contraste térahertz a également été développée. Elle donne accès à des informations spectroscopiques inédites sur l’eau, les protéines dissoutes et la couche de solvatation les entourant.Mettant à profit cette compréhension de notre montage térahertz, nous l’avons proposé comme outil non invasif de suivi quantitatif de la perméabilisation de cellules en conditions physiologiques. Lors de la perméabilisation, augmentation des transferts moléculaires à travers la membrane, notre outil permet de quantifier le passage des peptides et protéines. La perméabilisation de cellules vivantes a une gamme d’application vaste, de l’entrée de fluorochromes pour l’imagerie ou de médicaments à la thérapie génique. Afin d’assurer ces passages à travers la membrane des cellules, il est nécessaire d’altérer ses propriétés, sans pour autant compromettre la viabilité cellulaire. L’étude de deux types de perméabilisation avec notre outil térahertz est proposée : la perméabilisation chimique et l’électroporation. Dans les deux cas, des mécanismes d’effet dose ont été caractérisés quantitativement. Notre outil térahertz a démontré de grands avantages devant les méthodes actuellement utilisées pour quantifier ces dynamiques de perméabilisation et en caractériser la réversibilité
Lying between 0.1 to 10x1012 Hz, the terahertz radiation occupies a middle ground between microwaves and infrared light waves, sometimes named “the terahertz gap” for technologies relevant to generation and detection have only risen at the beginning of the 90’s and aren’t fully developed yet. Nevertheless, there are strong exploratory incentives because of terahertz spectroscopic sensitivity to molecular states (rotational, vibrational…) and weak bounds in and between molecules. In the case of biological object, terahertz waves are especially sensitive to water: its quantity, physico-chemical state and solutes. We implemented an Attenuated Total internal Reflection (ATR) imaging setup in order to distinguish live cells from their physiological bathing medium. Throughout this work, we characterized both experimentally and experimentally the ATR setup. The first demonstration of the contrast origin in the terahertz images obtained was done. It arises from the intracellular content, more specifically the proteins and peptides dissolved in the cytoplasm.A precise analysis of the underlying mechanism of this proteinaceous terahertz contrast has also been developed. It gives access to original spectroscopic information about water, dissolved proteins and the hydration shell around them.Taking advantage of our whole setup comprehension, we proposed it as a non-invasive tool for quantitative live-cell permeabilization assessment in physiological conditions. During permeabilization, aka increased molecular transfers through the cell membrane, our tool allows to quantify the transfer of peptides and proteins. Live-cell permeabilization has a large application range, from fluorochrome entry in imaging, to drugs or gene therapy. In order to ensure molecules crossing the cell membrane, it’s necessary to alter its properties without compromising cell viability.A study of two permeabilization methods is proposed: chemical permeabilization and electroporation. In both cases dose effect mechanisms were quantitatively characterized. Our terahertz tool demonstrated great advantages over classical permeabilization quantification methods and permeabilization reversibility assessment methods

Le domaine des ondes térahertz est un zone encore peu explorée du spectre électromagnétique, en dépit des qualités que lui confère sa position intermédiaire entre les ondes radars et l'infrarouge. Les progrès technologiques récents permettent désormais de générer des impulsions térahertz très courtes et offrent la possibilité d'effectuer des mesures résolues en temps des champs électriques associés. La détermination conjointe de l'amplitude et la phase des impulsions laisse libre cours au développement de nouveaux procédés de mesures et ouvre un grand champ de possibilités dans le traitement des données recueillies. La notion de phase est importante dans l'étude des phénomènes mettant en jeu la polarisation des ondes, et revêt un aspect singulier lorsque l'on s'intéresse à des impulsions ultra-brèves. L'étude de ces particularités a motivé le développement de dispositifs achromatiques adaptés au domaine térahertz tirant parti de certaines conditions de réflexion aux interfaces diélectriques. Ces dispositifs permettent de modifier les amplitudes et les phases différentielles des deux composantes du champ électrique des impulsions THz, afin de générer tous types d'états de polarisation cohérents. Aux impulsions térahertz sont associées des longueurs d'onde submillimétriques, ce qui assure une résolution spatiale convenable lorsque l'on cherche à former des images d'objets, tout en permettant d'exploiter les informations sur la structure temporelle de l'onde. Nous avons mis en œuvre quelques procédés d'imagerie afin de déterminer lesquels sont les mieux adaptés à l'étude d'objets biologiques, majoritairement constitués d'eau. Afin d'en tirer parti de la sensibilité des ondes aux ions en solution et de limiter l'importance des effets d'absorption dus à l'eau, nous avons mis au point une technique d'imagerie fondée sur le phénomène de réflexion interne totale. Cette technique tire son avantage de la mesure de la phase tout en présentant une excellente résolution transverse, particulièrement adaptée lorsqu'il s'agit d'étudier des objets biologiques fins tels que des neurones ou des monocouches cellulaires
The terahertz domain is a vast yet largely unexplored part of the electromagnetic spectrum, in spite of the virtues conferred by its intermediary situation between radar waves and infrared. Recent technological breakthroughs now allow to generate very short terahertz pulses and to proceed to a time-resolved detection of the associated electric field. The joint determination of phase and amplitude empowers to build new measurement schemes and opens us new possibilities in the processing of collected data. The phase plays a major role in the study on phenomena involving the polarization of electromagnetic waves, and assumes a peculiar meaning when dealing with ultra-sort pulses. The study of these particularities has motivated the design of achromatic polarizing elements fitted for the terahertz range using specific dielectric reflection conditions. These elements allow harnessing the differential phases and amplitudes between the two components of the electric field, so as to generate any kind of coherent polarization state. Associated with terahertz pulses are with submilllimeter wavelengths, which provide a decent spatial resolution when it comes to image objects, while information in the time domain can still be exploited. We carried out some imaging procedures with a view to pick the ones who were the better adapted to biological imaging. In order to take advantage of the sensitivity of the waves to ionic content of solutions and to cope with the high absorption of water in this frequency range, we developed a new imaging technique based on total internal reflection phenomenon. This technique gains its sensitivity from the measurement of the phase, while having an excellent transverse resolution which is well suited when it comes to study thin biological objects such as neurons or cell layers

Le domaine des ondes térahertz est un zone encore peu explorée du spectre électromagnétique, en dépit des qualités que lui confère sa position intermédiaire entre les ondes radars et l'infrarouge. Les progrès technologiques récents permettent désormais de générer des impulsions térahertz très courtes et offrent la possibilité d'effectuer des mesures résolues en temps des champs électriques associés. La détermination conjointe de l'amplitude et la phase des impulsions laisse libre cours au développement de nouveaux procédés de mesures et ouvre un grand champ de possibilités dans le traitement des données recueillies. La notion de phase est importante dans l'étude des phénomènes mettant en jeu la polarisation des ondes, et revêt un aspect singulier lorsque l'on s'intéresse à des impulsions ultra-brèves. L'étude de ces particularités a motivé le développement de dispositifs achromatiques adaptés au domaine térahertz tirant parti de certaines conditions de réflexion aux interfaces diélectriques. Ces dispositifs permettent de modifier les amplitudes et les phases différentielles des deux composantes du champ électrique des impulsions THz, afin de générer tous types d'états de polarisation cohérents. Aux impulsions térahertz sont associées des longueurs d'onde submillimétriques, ce qui assure une résolution spatiale convenable lorsque l'on cherche à former des images d'objets, tout en permettant d'exploiter les informations sur la structure temporelle de l'onde. Nous avons mis en œuvre quelques procédés d'imagerie afin de déterminer lesquels sont les mieux adaptés à l'étude d'objets biologiques, majoritairement constitués d'eau. Afin d'en tirer parti de la sensibilité des ondes aux ions en solution et de limiter l'importance des effets d'absorption dus à l'eau, nous avons mis au point une technique d'imagerie fondée sur le phénomène de réflexion interne totale. Cette technique tire son avantage de la mesure de la phase tout en présentant une excellente résolution transverse, particulièrement adaptée lorsqu'il s'agit d'étudier des objets biologiques fins tels que des neurones ou des monocouches cellulaires.

Les sources émettant dans la région du moyen infrarouge revêtent un grand intérêt environnemental et écologique. Les semiconducteurs de la branche électronique, tels que le séléniure de zinc ou l'arseniure de gallium, sont d'excellents candidats pour la conversion d'un rayonnement optique du proche vers le moyen infrarouge. Ces matériaux sont cependant isotropes, et seule la technique du quasi-accord de phase permet de réaliser une conversion efficace. Ce travail concerne le quasi-accord de phase par réflexion. Lés conditions d'accord de phase sont obtenues par biréfringence de Fresnel en réflexion interne totale. Il est montré que cette technique est analogue dans son principe à celle de l'accord de phase par biréfringence naturelle: on parle donc d'accord de phase de Fresnel. Deux situations schématiques sont analysées. La première est celle du quasi-accord de phase résonnant classique: le modèle théorique que nous avons développé prédit correctement les observations expérimentales. La seconde est une particularité de l'accord de Fresnel: il s'agit du quasi-accord de phase non résonnant, qui permet d'alléger considérablement les conditions d'accord de phase et autorise une grande accordabilité spectrale. L'influence de facteurs limitants est également quantifiée. Ainsi, le décalage de Goos-Hänchen rappelle, par ses effets, le walk-off classique. Ceci limite en fait les dimensions de la plaque. Cependant, le facteur le plus sévèrement limitant s'avère être la rugosité de surface: en effet, ce paramètre suffit seul à quantifier l'efficacité de toute la structure. Des calculs du seuil d'oscillation paramétrique optique sont développés sur la base de la formule de Brosnan et Byer. La fluorescence paramétrique a été observée dans une plaque en accord de Fresnel. Les premières estimations du seuil d'oscillation sont prometteuses
Mid-infrared tunable sources are becoming of considerable interest for applications in environmental monitoring. Semiconductors of the technological mainstream (such as gallium arsenide or zinc selenide) are excellent candidates for optical conversion of near-infrared waves into the mid-infrared range. However, these materials are isotropic, so that quasiphase-matching scenarios are needed to get an efficient conversion. Reflection quasiphase-matching techniques are studied here. We make use of the Fresnel birefringence at total internal reflection to reach the phase-matching conditions in a plane parallel plate. It is shown that this technique is very similar in its principle to the natural birefringence phase-matching : we thus call it Fresnel phase-matching. Two schematic situations are explored. First, a model of classical resonant quasi-phase matching scenario is presented; the agreement between theoretical predictions and experimental results is convincing. Second, the Fresnel birefringence allows a new non-resonant quasiphase-matching scenario: this appears to greatly alleviates the phase-matching conditions and provides a high tenability. The impact of restricting factors is also quantified. So, the Goos-Hänchen shift is similar, in terms of conversion yield, to the classical walk-off. This actually limits the dimensions of the plate. However, the most inhibiting parameter appears to be the surface roughness : indeed, this sole factor is enough to determine the conversion efficiency of the whole structure. Optical parametric oscillation threshold calculations based on the Brosnan and Byer formula are finally presented. Parametric fluorescence is measured in a Fresnel phase-matched plate. The first estimations of the oscillation threshold are promising

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