Download or read book Mod lisation num rique et imagerie optique en champ proche par r tro injection laser de guides d onde plasmoniques written by Matthieu Roblin and published by . This book was released on 2013 with total page 202 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est consacrée à l’étude théorique et expérimentale de guides d’onde plasmoniques fonctionnant à la longueur d’onde de 1,55μm. Ces guides d’onde plasmoniques sont envisagés comme interconnexions optiques avec un confinement latéral sub-longueur d’onde. Différents codes de simulations ont été développés à la fois comme outils de prédiction pour la conception des composants mais également pour comparer systématiquement les résultats du calcul avec les mesures expérimentales. Un premier modèle 2D basé sur une approche multicouche a été utilisé pour identifier les modes plasmoniques sur des structures planaires. Un solveur de mode a ensuite permis de déterminer les modes propres dans des guides d’onde plasmoniques de formes diverses. Finalement, ces deux codes ont été utilisés pour implémenter une source optique dans un code FDTD (Finite-Difference Time-Domain) utilisé pour simuler numériquement, par éléments finis, des structures plasmoniques en 2D ou 3D. Deux catégories de guides d’onde plasmoniques ont été fabriquées par lithographie par faisceaux d’électrons. Un montage de microscopie en champ proche SNOM fonctionnant par étro-injection laser a été pour caractériser expérimentalement les propriétés optiques de ces structures. La première catégorie est constituée de bandes métalliques en or caractérisées par une longueur de propagation élevée mais un confinement latéral limité. La seconde catégorie est constituée par des rubans en polymère déposés sur une couche d'or. Ces guides, dits DLSPP, présentent un confinement optique sub-longueur d’onde qui permet de combler l’écart d’échelle entre des composants optiques et des circuits intégrés électroniques.
Download or read book tude en champ proche optique de sources plasmoniques actives dans l infrarouge et spectroscopie locale de l mission thermique written by Arthur Babuty and published by . This book was released on 2012 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous présentons l'étude en microscopie optique en champ proche à pointe diffusante (a-SNOM) de lasers à cascade quantique (QCLs) spécialement conçus pour la génération électrique de plasmons-polaritons de surface (SPPs) dans le moyen infrarouge. Ces derniers sont générés soit en structurant la surface du ruban du QCL avec un réseau métallique en or, soit par couplage direct à la sortie de la facette du laser avec une piste métallique. Lorsque cette piste est périodiquement structurée, nous montrons qu'il est possible de conférer aux SPPs du moyen infrarouge des propriétés de confinement semblable à celles des SPPs du visible. La structuration de l'extrémité du réseau sous la forme d'une pointe nous a aussi permis de mettre en évidence la concentration de l'énergie des SPPs sur un « point chaud » de taille sub-longueur d'onde. Nous présentons aussi la spectroscopie de l'émission thermique en champ proche réalisée en couplant un a-SNOM, fonctionnant sans illumination externe, avec un spectromètre à transformée de Fourier (FTIR). En investiguant des matériaux polaires présentant des modes de surface appelés phonons-polaritons de surface, nous avons mesuré leurs spectres caractérisés en champ proche par un pic monochromatique. Ce résultat constitue la première démonstration expérimentale de la cohérence temporelle de l'émission thermique en champ proche. Nous montrons sur base d'un modèle théorique développé par nos collaborateurs, que nous mesurons les variations spectrales de la densité locale de modes optiques (LDOS). Ce nouvel instrument nous a permis de développer un nouveau mode de spectroscopie infrarouge résolue spatialement à une échelle sub-longueur d'onde
Download or read book Imagerie hyperspectrale en champ proche optique written by Jean Dellinger and published by . This book was released on 2013 with total page 137 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La microscopie en champ proche optique permet d'analyser les phénomènes optiques avec une résolution spatiale sublongueur d'onde comme par exemple la localisation et la propagation de la lumière dans des cristaux photoniques. D'une manière générale, les méthodes de microscopie en champ proche optique reposent sur le positionnement à l'échelle nanométrique d'une sonde locale à proximité de l'échantillon à analyser, puis sur la détection du signal diffusé et collecté lors du balayage de la sonde. En fonction du type de détection optique mise en oeuvre ou du type de sonde utilisée, les grandeurs physiques communément accessibles par ces méthodes sont les distributions spatiales de l'amplitude et de la phase ou de l'intensité des composantes électriques ou magnétiques du champ sondé.Ce travail de thèse est consacré à la mise en place d'une détection hyperstectrale en champ proche optique dans le but de comprendre et de caractériser, à des échelles sublongueurs d'onde, les propriétés spectrales et spatiales de systèmes optiques miniaturisés. L'imagerie hyperstectrale fournit en une seule acquisition, une série d'image à chaque longueur d'onde dans les gammes spectrales visibles, infrarouges et aux longueurs d'onde des télécommunications optiques. Cette nouvelle technique d'imagerie a permis l'observation, sur une large bande spectrale, de phénomènes électromagnétiques dépendant de la longueur d'onde tels que les effets superprisme et mirage dans les cristaux photoniques et la mise en forme de faisceaux de Bessel plasmoniques
Download or read book Mod lisation des composants d optique int gr e par la m thode modale la RSM written by Kambiz Pashaei Fakhri and published by . This book was released on 1998 with total page 120 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOUS ETUDIONS LA MODELISATION DES COMPOSANTS D'OPTIQUE INTEGREE PAR LA METHODE MODALE. LA METHODE MODALE EST LA PROJECTION DU CHAMP ELECTRIQUE ET MAGNETIQUE SUR LES MODES PROPRES DE LA STRUCTURE. LA METHODE MODALE, NOUS FOURNI UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES EFFETS DE RAYONNEMENTS INDISPENSABLE A LA REALISATION DES CIRCUITS D'OPTIQUE PERFORMANTS. NOUS PRESENTONS LES AUTRES METHODES EXISTANTES ET NOUS LES COMPARONS AVEC LA METHODE MODALE. NOUS ETUDIONS LA MODELISATION D'UNE DISCONTINUITE. LORSQUE QU'UNE ONDE EST INCIDENTE SUR UNE DISCONTINUITE, UNE PARTIE DE L'ONDE EST REFLECHIE ET UNE AUTRE PARTIE EST TRANSMISE. AINSI UNE PARTIE DE LA PUISSANCE DE L'ONDE INCIDENTE EST COUPLEE AUX MODES PROGRESSIFS ET UNE AUTRE PARTIE AUX MODES REGRESSIFS. CES MODES PROGRESSIFS ET REGRESSIFS COMPRENNENT NON SEULEMENT LES MODES GUIDES MAIS AUSSI LES MODES RAYONNES ET LES MODES EVANESCENTS. LA PERTE DE PUISSANCE DANS LES GUIDES D'ONDE OPTIQUE EST DUE AUX MODES RAYONNES. LES MODES RAYONNES TRANSPORTENT DE LA PUISSANCE ACTIVE MAIS LES MODES EVANESCENTS TRANSPORTENT DE LA PUISSANCE REACTIVE. CES MODES SONT IMPORTANTS POUR LA REPRESENTATION FINE DU CHAMP PRES DE LA DISCONTINUITE. POUR LA MODELISATION D'UNE DISCONTINUITE, NOUS PRESENTONS DEUX METHODES. LA PREMIERE METHODE CONSISTE, A PROJETER LES MODES PROGRESSIFS ET LES MODES REGRESSIFS SOUS UN SYSTEME D'EQUATION LINEAIRE MATRICIELLE. EN INVERSANT CE SYSTEME MATRICIEL, ON RETROUVE LA PUISSANCE REFLECHIE ET TRANSMISE. NOUS PRESENTONS ENSUITE UNE NOUVELLE TECHNIQUE POUR L'ANALYSE DES DISCONTINUITES, CETTE METHODE NOUS PERMET D'EVITER LES MATRICES DE GROSSE TAILLE ET EN MEME TEMPS LA VITESSE ET LA PRECISION DE CALCUL SONT GRANDE. NOUS APPLIQUONS CETTE METHODE ORIGINALE AUX DIFFERENTES STRUCTURES ET NOUS COMPARONS LES RESULTATS AINSI OBTENUS AVEC LES RESULTATS OBTENUS EN UTILISANTS LES COEFFICIENTS DE REFLEXION DE FRESNEL. NOUS NOUS INTERESSONS ENSUITE AUX RESEAUX PERIODIQUES. LES RESEAUX PERIODIQUES SONT IMPORTANT EN OPTIQUE INTEGREE POUR LA REALISATION DES DIFFERENTS COMPOSANTS TELS QUE LES FILTRES ET LES LASERS DFB. POUR LA MODELISATION NOUS UTILISONS DEUX METHODES, L'UNE MATRICIELLE ET L'AUTRE EN FAISANT APPEL A DES ALLER-RETOURS MULTIPLES. NOUS PRESENTONS LES RESULTATS AINSI OBTENUS.
Download or read book Couplage entre un guide d onde di lectrique et un guide plasmon de surface localis written by Mickaël Fevrier and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse présente une étude théorique, numérique et expérimentale de l'intégration sur un guide d'onde diélectrique de chaînes de nanoparticules d'or supportant des résonances « plasmon de surface localisé ». Les guides d'onde à plasmon de surface localisé procurent un confinement sub-longueur d'onde de la lumière, ce qui permet d'envisager la réalisation de composants optiques ultra-compacts. Cependant, leurs pertes optiques élevées restreignent leur application à de courtes distances de propagation, contrairement aux guides d'onde diélectriques. Une combinaison judicieuse des deux types de guide doit donc permettre de bénéficier de leurs avantages respectifs. Dans un premier temps, nous avons étudié théoriquement les propriétés des chaînes des nanoparticules grâce à un modèle analytique basé sur l'approximation de dipôles ponctuels couplés, que nous avons développé. Cette étude a permis de déterminer la forme et les dimensions des nanoparticules qui ont ensuite été introduites dans un logiciel de FDTD pour simuler le couplage entre la chaîne de nanoparticules et le guide diélectrique (SOI ou en Si3N4). De cette étude numérique, nous avons déduit les géométries des structures à fabriquer. Les structures réalisées ont été caractérisées à l'aide d'un banc de transmission résolue spectralement, mis en place pendant cette thèse, et d'un système de mesures en champ proche optique en collaboration avec le LNIO (Troyes). Pour la première fois, nous avons montré expérimentalement les propriétés d'une chaîne courte de nanoparticules intégrée sur un guide SOI, ainsi que le phénomène de guides couplés entre une chaîne longue de nanoparticules et un guide SOI. Une valeur record de la constante de couplage a été obtenue, et ce, aux longueurs d'onde des télécoms (proche infrarouge). L'énergie lumineuse transportée par le mode TE du guide SOI peut ainsi être entièrement transférée au guide plasmonique en 4 ou 5 nanoparticules, soit une distance de propagation de moins de 600 nm. Nous avons également étudié les propriétés de réseaux de Bragg à base de plasmon de surface localisé en confrontant les résultats de mesures de transmission résolue spectralement aux résultats théoriques d'un modèle analytique basé à la fois sur l'approximation de dipôle ponctuel en régime quasi-statique et la théorie des modes couplés. Ces travaux ouvrent la voie à des applications de pinces optiques, de capteurs ou de spaser, qui bénéficieront de l'intégration de nanoparticules métalliques dans les circuits photoniques.
Download or read book Etude de l impact d une pointe SNOM sur les propri t s des modes optiques d une cavit base de cristaux photoniques written by Gaëlle Le Gac and published by . This book was released on 2010 with total page 147 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les cristaux photoniques (CP) nous fournissent un moyen sans précédent de contrôler et de confiner les photons. En particulier, les cristaux photoniques membranaires (CP-2D) (confinement vertical par réflexion totale interne), et l’effet de bande interdite photonique (confinement dans le plan), jouent un rôle très important en nanophotonique. En introduisant des défauts dans le cristal (omission d’un ou de plusieurs motifs), il est possible de générer des modes optiques très localisés, possédant un faible volume modal et un grand facteur de qualité. Coupler un émetteur unique à ce type de mode peut être alors utile pour exalter ou inhiber sa dynamique. L’efficacité du couplage dépend à la fois de l’accord en longueur d’onde entre l’émetteur et le mode optique ainsi que de leur recouvrement spatial, c’est pourquoi le contrôle du couplage entre l’émetteur et le mode localisé doit être optimal. Il est donc crucial de connaître le profil du mode dans la cavité à une échelle suffisamment petite. Jusqu’à présent, le SNOM s’est révélé un outil de caractérisation particulièrement bien adapté à l’observation directe du champ dans des structures nanophotoniques. En effet, il permet d’accéder aux parties évanescentes des modes, livrant ainsi des informations locales, inaccessibles par des mesures classiques en champ lointain. Cependant, le potentiel des structures à base de CP-2D pour développer de nouveaux composants photoniques serait considérablement accru si leurs propriétés optiques pouvaient être modifiées après fabrication. En particulier, pour les structures actives, la capacité à accorder de manière réversible une cavité à l’emission ou à l’absorption d’une source est de grand intérêt. Dans cette étude, l’idée est donc d’utiliser la sonde d’un SNOM dans le but de perturber la résonnance (longueur d’onde, facteur de qualité) d’un mode. Dans ce travail, Nous concevons et optimisons une cavité linéaire dans laquelle sept trous ont été omis (CL7). Nous étudions théoriquement les propriétés de la cavité et particulièrement un mode présentant un bon facteur de qualité. Ensuite, l’interaction de pointes champ proche avec les modes de la CL7 et en particulier l’effet du matériau de la pointe sur l’émission en longueur d’onde et les pertes induites relatives sont étudiés. Dans ce but, une pointe est introduite dans des simulations FDTD-3D, soit avec l’indice de la silice (1.44), soit avec l’indice du silicium (3.4). Ensuite, l’effet de la forme de la pointe sur les cartographies est étudié, et particulièrement l’influence de la polarisabilité et de la section efficace. Les cavités CL7 sont fabriquées et caractérisées par un dispositif d’optique réfractive et par un microscope optique de champ proche. Le mode fondamental, présentant un effet laser, est utilisé pour étudier l’interaction ave la pointe champ proche. Des caractérisations SNOM avec une pointe en silice et une pointe hybride silice/silicium sont réalisées sur la cavité CL7 et nous démontrons que la pointe en silice recouverte de silicium provoque un décalage en longueur d’onde de l’ordre de quelques nanomètres, de 5 à 10 fois supérieur que la largeur intrinsèque du pic. La pointe en silice induitdes décalages en longueur d’onde de l’ordre du dixième de nanomètre, qui n’est pas détecté par notre montage expérimental. Nous démontrons également l’importance de la forme de la pointe lors de l’observation directe et locale de la distribution du champ avec le SNOM. Nous montrons qu’une pointe isotrope de bas indice peut être utilisée comme un outil de caractérisation passive car la cartographie champ proche donne une bonne approximation du mode tel qu’il existe dans la structure sans présence de la pointe. A l’inverse, une pointe anisotrope donne une information partielle car elle ne convertie le champ que dans la direction du petit axe.
Download or read book Conception d un capteur opto lectronique par interf rom trie r tro injection optique pour la d modulation des signaux de fibres optiques r seaux de Bragg written by Maha Suleiman and published by . This book was released on 2008 with total page 129 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous proposons, dans cette thèse, une nouvelle technique de démodulation des variations de la longueur d'onde centrale d'une FBG (Fiber Bragg Grating) qui a pour principe l'interférométrie à rétro-injection optique dans une cavité laser longitudinale monomode (ou « self-mixing interferometry »). Le capteur conçu complet comprend une diode laser avec une photodiode intégrée qui est couplée à une FBG sous contraintes. Une partie de la lumière émise par le laser est réfléchie par la FBG et ensuite rétro-injectée dans la cavité laser, modifiant ainsi les propriétés du laser et engendrant des phénomènes non linéaires exploitables pour mesurer les perturbations induites sur la FBG. Les franges résultantes ou les signaux typiques du phénomène de self-mixing qui sont en forme de dents de scie peuvent être obtenus pour une FBG subissant une déformation mécanique et peuvent être interprétés pour extraire les informations pertinentes à la perturbation appliquée sur la FBG.
Download or read book Flexoelectricity in Liquid Crystals written by Agnes Buka and published by World Scientific. This book was released on 2013 with total page 299 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The book intends to give a state-of-the-art overview of flexoelectricity, a linear physical coupling between mechanical (orientational) deformations and electric polarization, which is specific to systems with orientational order, such as liquid crystals. Chapters written by experts in the field shed light on theoretical as well as experimental aspects of research carried out since the discovery of flexoelectricity. Besides a common macroscopic (continuum) description the microscopic theory of flexoelectricity is also addressed. Electro-optic effects due to or modified by flexoelectricity as well as various (direct and indirect) measurement methods are discussed. Special emphasis is given to the role of flexoelectricity in pattern-forming instabilities. While the main focus of the book lies in flexoelectricity in nematic liquid crystals, peculiarities of other mesophases (bent-core systems, cholesterics, and smectics) are also reviewed. Flexoelectricity has relevance to biological (living) systems and can also offer possibilities for technical applications. The basics of these two interdisciplinary fields are also summarized.
Download or read book Organic Solid State Lasers written by Sébastien Forget and published by Springer. This book was released on 2013-07-03 with total page 179 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Organic lasers are broadly tunable coherent sources, potentially compact, convenient and manufactured at low-costs. Appeared in the mid 60’s as solid-state alternatives for liquid dye lasers, they recently gained a new dimension after the demonstration of organic semiconductor lasers in the 90's. More recently, new perspectives appeared at the nanoscale, with organic polariton and surface plasmon lasers. After a brief reminder to laser physics, a first chapter exposes what makes organic solid-state organic lasers specific. The laser architectures used in organic lasers are then reviewed, with a state-of-the-art review of the performances of devices with regard to output power, threshold, lifetime, beam quality etc. A survey of the recent trends in the field is given, highlighting the latest developments with a special focus on the challenges remaining for achieving direct electrical pumping of organic semiconductor lasers. A last chapter covers the applications of organic solid-state lasers.
Download or read book Laser 50 Years Of Discoveries written by Fabien Bretenaker and published by World Scientific. This book was released on 2014-10-27 with total page 185 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This unique book provides an overview of the principle and applications of lasers enriched with numerous illustrations.Being over fifty years old, lasers continue to amaze us. Their performance characteristics are constantly reaching new limits, and the scope of their applications continues to expand. Yet, it took years of effort by teams of physicists to transform the fundamental notions of Einstein into the first experimental beam of laser light. And history is still going on as fundamental research is now triggered by its remarkable properties.This book addresses every aspects of laser light, from its fundamental principles to its industrial applications, at a level particularly suited for high school teachers, students, and anybody curious about science and technology.
Download or read book Nonlinear Optical Materials written by Jerome V. Moloney and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 1998-08-13 with total page 270 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Mathematical methods play a significant role in the rapidly growing field of nonlinear optical materials. This volume discusses a number of successful or promising contributions. The overall theme of this volume is twofold: (1) the challenges faced in computing and optimizing nonlinear optical material properties; and (2) the exploitation of these properties in important areas of application. These include the design of optical amplifiers and lasers, as well as novel optical switches. Research topics in this volume include how to exploit the magnetooptic effect, how to work with the nonlinear optical response of materials, how to predict laser-induced breakdown in efficient optical devices, and how to handle electron cloud distortion in femtosecond processes.
