Download or read book Propagation Des Ondes Dans Les Structures Phononiques Et Photoniques written by Youssef El Hassouani and published by Omniscriptum. This book was released on 2010-07 with total page 192 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail présente une contribution à l''étude de la propagation et la localisation des ondes acoustiques et électromagnétiques dans les cristaux phononiques et photoniques unidimensionnels. Mon intérèt a porté principalement sur la propagation des ondes acoustiques dans les matériaux multicouches périodiques de type solide-fluide et les ondes électromagnétiques dans les guides d''ondes monomodes quasi-périodiques (de type Fibonacci) à base de câbles coaxiaux. L''objectif étant de chercher de nouveaux matériaux avec des bandes interdites larges et étudier l''effet de la présence des inhomogénéités (défaut) dans ces structures telles que: la surface libre, l''interface avec un substrat homogène ou l''existence d''une cavité. Ces résultats sont obtenus à partir d''un calcul analytique détaillé des fonctions de Green qui nous a permis de déterminer les relations de dispersion, les densités d''états locale et totale et les différents coefficients de transmission et de réflexion ainsi que les temps de phase correspondants.

Download or read book Contribution l tude des structures phononiques et photoniques unidimensionnelles p riodiques et quasi p riodiques written by Youssef El Hassouani and published by . This book was released on 2007 with total page 173 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This thesis presents a contribution to the study of propagation and localization of acoustic and electromagnetic waves in one-dimensional phononic and photonic crystals. We are mainly interested in acoustic wave propagation in solid-fluid periodic multi-layered media and electromagnetic wave propagation in quasi-periodic monomode waveguides. Our goal was to propose new materials that exhibit large forbidden bands and to study the effect of the presence of inhomogeneities in these structures such as : a free surface, an interface with a homogeneous medium or a defect layer (cavity). These results are obtained using a detailed analytical calculation of the Green's functions which enabled us to determine the dispersion relations, local and total densities of states, transmission and reflection coefficients as weIl as the corresponding phase times. ln the case of acoustic waves of sagittal polarization in solid-fluid superlattices, we highlighted the existence and the behaviour of the surface and interface modes; in particular we have shown a general ruIe on the existence of these modes. Also, we have shown that these systems can present omnidirectional band gaps where aIl incident angles are reflected (acoustic mirrors) as weIl as a selective transmission through defect and interface modes (acoustic filters). ln the case of electromagnetic waves in quasi-periodic (Fibonacci) monomode waveguides constituted of coaxial cables, we highlighted sorne properties related to these systems such as: the self-similarity of the transmission spectrum with a scaling factor in the case of a single Fibonacci sequence. Also, it was shown that these systems can present in sorne regions of frequencies, subluminal and superluminal velocities. ln the case of periodic Fibonacci sequences, we have shown some properties related to the allowed bands such as the fragmentation of the frequency spectra according to a power law as weIl as the existence of two types of surface modes. The surface and bulk modes in these Structures can exhibit particular behaviours related to multifractal systems. AIl these results are obtained from the measurement of the amplitude and the phase of the transmission coefficient through these photonic crystals when the latter are either inserted horizontally between two guides or placed vertically on a guide. The experimental and theoretical results are in~ood agreement.

Download or read book Propagation et localisation des ondes lastiques et lectromagn tiques dans les mat riaux phononiques photoniques et plasmoniques written by Yan Pennec and published by . This book was released on 2010 with total page 360 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le second chapitre, nous nous sommes intéressés à la propagation dans des microguides diélectriques couplés à des résonateurs. Dans la plupart des circuits optiques hautement intégrés, les résonateurs sont indispensables dans l’obtention de fonctions de filtrage et de transfert en longueur d’onde. Nous avons étudié l’efficacité de filtrage d’un nouveau résonateur constitué d’un guide d’onde couplé à une cavité rectangulaire disposé de part et d’autre du guide, formant une croix. L’intérêt de ce résonateur est de présenter un encombrement jusqu’à dix fois plus faible que les microdisques, favorisant ainsi leur intégration dans les circuits optiques. L’étude s’oriente actuellement vers de nouvelles structures plasmoniques permettant de diminuer d’un ordre de grandeur la largeur du guide pour une même longueur d’onde, atteignant ainsi une valeur de 50nm. Les compétences acquises dans le domaine photonique sur les propriétés de filtrage et de démultiplexage ont été appliquées dans le domaine plasmonique.

Download or read book M tamat riaux localement r sonants written by Nadège Kaïna and published by . This book was released on 2016 with total page 289 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse traite du contrôle de la propagation des ondes, électromagnétiques et acoustiques, à l'échelle sub-longueur d'onde dans les métamatériaux localement résonants. Ces derniers sont des matériaux composites composés d'ensembles de résonateurs agencés sur des périodes très petites comparées aux longueurs d'ondes caractéristiques de résonance. Ils sont en général considérés comme des milieux homogènes aux propriétés effectives. Nous prouvons que, au-delà de ces approches communes d'homogénéisation, les propriétés de la plupart des métamatériaux peuvent être réinterprétées à lumière d'une approche microscopique. Celle-ci permet de mettre en évidence que la propagation des ondes dans ces métamatériaux résulte de phénomènes physiques analogues à ceux mis en jeu dans les cristaux photoniques/phononiques : des interférences et de la diffusion multiple. Nous prouvons alors que les concepts de manipulation des ondes développés dans les cristaux photoniques, sont transposables aux métamatériaux, bénéficiant alors des avantages de la structuration sub-longueur d'onde. Nous montrons que des modifications locales du milieu induisent la formation de cavité et guides d'ondes confinant et guidant le champ sur des dimensions arbitrairement plus petites que la longueur d'onde. Nous étudions la capacité de ces guides à manipuler le flux d'onde spatialement et temporellement. Nous soulignons enfin l'importance de la structure microscopique des métamatériaux, jusque-là toujours négligée. Nous prouvons qu'un métamatériau dit simplement négatif (avec une seule propriété effective négative) peut présenter un indice de réfraction négatif simplement en le structurant ingénieusement.

Download or read book Contr le de la propagation des ondes de flexion dans les plaques written by Marc Dubois and published by . This book was released on 2014 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le contrôle de la propagation des ondes électromagnétiques et acoustiques s'est largement développé ces dernières années par l'utilisation de milieux complexes tels que les cristaux photoniques, phononiques et les métamatériaux. Ces travaux de thèse concernent l'application de ces milieux aux ondes de flexion dans les plaques fines. Ils permettent de réaliser une première étape vers la généralisation de ces principes aux ondes élastiques dans les milieux solides. La première étude concerne la focalisation des ondes de flexion par réfraction négative à l'aide d'un réseau de trous circulaires. La suite de ces travaux fait intervenir l'aspect dynamique du phénomène de réfraction négative et présente la capacité de focalisation des ondes de flexion en dessous de la limite de diffraction. L'introduction du trou « borgne » ou trou non traversant comme résonateur pour les ondes de flexion permet la conception et l'étude numérique d'un métamatériau à indice de réfraction négatif. Enfin, un arrangement désordonné de ce résonateur permet l'étude de la diffusion multiple des ondes de flexion et du phénomène de localisation d'Anderson. La suite du manuscrit présente l'étude de phénomènes ondulatoires originaux construits par analogie avec d'autres types d'ondes. On abordera la fabrication d'une lentille Maxwell fisheye. Ce système issu du domaine de l'optique est appliqué aux ondes de flexion par la modulation de l'épaisseur d'une plaque. La propagation des ondes de flexion dans une plaque carrée à bords rigides nous permet de démontrer la reconstruction périodique d'une impulsion brève, également connu sous le nom d'effet revival, initialement observé en mécanique quantique

Download or read book Les Mat riaux Phononiques Photoniques Et Plasmoniques written by Yan Pennec and published by Omniscriptum. This book was released on 2010-12 with total page 96 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cet essai se penche d'abord sur les th mes de recherches r cents traitant de la propagation et de la localisation des ondes lastiques dans les cristaux phononiques. Ces mat riaux sont d finis comme des composites constitu s d'une distribution p riodique d'inclusions incorpor es dans une matrice. L' tude se focalise ensuite sur la propagation des ondes lectromagn tiques dans des microguides photoniques et des nanoguides plasmoniques coupl s des r sonateurs. A la lumi re de ces deux r flexions, des perspectives s'ouvrent devant nous qui peuvent tre exploit es dans le domaine des t l communications.

Download or read book Etude th orique et exp rimentale de la propagation acoustique dans les cristaux phononiques granulaires tridimensionnels written by Aurélien Merkel and published by . This book was released on 2010 with total page 100 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: A periodic, ordered and noncohesive structure of monodisperse spherical beads forms a granular phononic crystal. This work is devoted to the propagation of an acoustic wave within this kind of structure. During the propagation of an acoustic wave through a granular crystal, the properties of the phononic crystals (dispersion due to the geometrical periodicity) are combined with the properties of wave propagation in granular media (nonlinearities, rotational degrees of freedom). In this thesis, the dispersion relation of the bulk modes propagating in a hexagonal close-packed structure are theoretically derived. The structure is modeled by a mass-spring structure. The contact interactions between two beads (considered as rigid masses) are modeled by two springs obeying the Hertz-Mindlin theory, with one stiffness for the normal interactions and one for the transverse interactions. In the first part, the spectrum of bulk modes is determined in the case where the transverse interactions are neglected. The dispersion relations of the translational modes propagating within the crystals are derived. In the second part, the transverses rigidities are taken into account. The existence of the transverse interaction associated with the nonzero distance between the centers of the beads and the contact points requires to take into account the rotational degrees of freedom of each individual bead. In the description of continuum elastic media, the rotational degres of freedom are included in the generalized theory of elasticity which is also known as the Cosserat or micropolar theory. Experimental observations in granular materials of the modes predicted by the Cosserat theory (rotational modes and coupled rotational-translational modes) have not been reported before. After the theoretical investigations in a peculiar direction of propagation, the experimental observation of coupled rotational-translational modes in this direction is reported, and constitute a convincing evidence of the phenomena predicted by the Cosserat theory for the granular media. Finally, in this work, we also demonstrated the asymmetry of the classical nonlinear acoustic effect of self-demodulation relative to the direction of the acoustic wave propagation in noncohesive granular crystal under gravity.

Download or read book Investigation de la dispersion des ondes lastiques dans les milieux micro structur s written by Etienne Coffy and published by . This book was released on 2017 with total page 136 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La micro-structuration périodique d'un milieu influence fortement la propagation des ondes élastiques. Ces structures, nommées cristaux phononiques, permettent de manipuler les ondes en les ralentissant, voire en interdisant leurs propagations pour certaines gammes de fréquences appelées bandes interdites. Au cours de la thèse, la dispersion des ondes élastiques dans des structures composées de piliers résonants périodiquement attachés à des poutre structurées a été numériquement et expérimentalement étudiée. Basées sur la combinaison de résonances locales avec des réflexions multiples de Bragg, des poutres phononiques avec de larges bandes interdites ont été obtenues. En particulier, une poutre phononique avec une bande interdite présentant une largeur relative de 94% autour du mégahertz a été fabriquée et caractérisée.Les poutres phononiques ont été utilisées pour améliorer les facteurs de qualité des résonances de défauts insérés en fin, ou entre les poutres. Une amélioration d'un facteur 8 d'une résonance d'un défaut encastrée-libre accroché à une poutre phononique a été démontrée. Cette amélioration est attribuée au confinement de l'énergie mécanique par la poutre phononique dont la bande interdite recouvre la fréquence de résonance du défaut. En parallèle de ces activités, une plateforme pompe sonde hétérodyne femtoseconde a été utilisée pour caractériser la propagation des ondes élastiques à la surface de films minces microstructurés. Une forte anisotropie ainsi qu'une réduction des vitesses des ondes a été mis en évidence. Ces observations ont été reliées aux micro-structurations particulières des films, avec des simulations en éléments finis.

Download or read book Contr le de la propagation des ondes ultrasonores dans des cristaux phononiques pi zo lectriques written by Sid Ali Mansoura and published by . This book was released on 2015 with total page 168 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le contrôle de la propagation des ondes acoustiques connait ces dernières années des applications potentielles notamment en réalisation de filtres électriques, mais aussi dans le contrôle de la vibration des structures mécaniques et l'isolation sonore. Le principe général de ce contrôle est d'attribuer aux ondes acoustiques des propriétés de propagation pouvant être modulées par une action extérieure. Dans ce contexte, l'étude menée au cours de cette thèse porte sur la possibilité de contrôler la propagation des ondes acoustiques en utilisant des matériaux piézoélectriques . Ces matériaux présentent des propriétés élastiques qui sont couplées aux grandeurs électriques à l'issu de leur processus de fabrication. La vibration d'une couche piézoélectrique est affectée par les conditions aux limites électriques imposées au niveau de ses électrodes. Un moyen simple d'imposer des conditions aux limites électriques à ce type de matériau est de connecter une impédance de charge (capacité positive, capacité négative, inductance) à ses électrodes. Les fréquences de résonnances caractéristiques de la couche piézoélectrique sont alors affectées selon la nature de cette charge. Une capacité positive permet de diminuer la fréquence de résonnance parallèle d'une couche piézoélectrique pour atteindre sa fréquence de résonnance série. En revanche, une capacité négative donne la possibilité d'augmenter la fréquence de résonnance parallèle de la couche piézoélectrique loin de la fréquence fondamentale de son mode en épaisseur. Le ca particulier d'un charge inductive offre une large possibilité de contrôler la propagation des ondes acoustiques à travers le cp piézoélectrique. Il permet d'ouvrir un gap d'hybridation dans une structure piézoélectrique unidimensionnelle, de contrôler sa position en fréquence pour provoquer l'ouverture d'une bande passante au sein du gap de Bragg, d'atténuer les ondes acoustiques dans une bande passante notamment en basses fréquences.

Download or read book Propagation et mission dans des guides multimodes cristaux photoniques bidimensionnels written by Emilie Schwoob-Viasnoff and published by . This book was released on 2004 with total page 210 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The physics of a Fabry Perot cavity with grating mirrors, substantiated here by a multimode 2D photonic crystal waveguide, is investigated from a mainly experimental point of view. Applications in the field of optical telecommunications around 1.55 [mu]m, as well as more fundamental issues are addressed. The guide walls consist of a periodic grating of air holes etched through a InP-based heterostructure. They are completely reflecting within the photonic band gap for any wave impinging within the periodicity plane. The periodicity along the guide couples through Bragg diffraction guided modes, with "ordinary" group velocity, with very slow modes, analogous to resonant modes. The new feature about this coupling is that it occurs only within small frequency and wavevector windows, remaining silent elsewhere. This coupling is firstly used to design a wavelength multiplexer/demultiplexer, extracting, laterally with respect to the guide direction and selectively, all or part of the guided optical signal. The following and more fundamental parts of this manuscript investigate the potential impact of the spectral regions nearby these coupling windows in order to control the spontaneous emission of photons within these confining and diffractive structures. We present a sinking experimental spontaneous emission enhancement, related to a peaked photon density of states. The last part deals with a measurement of the modal gain spectrum: the consequence of the slowing of a guided mode around the coupling window onto the optical amplification of a propagating signal is discussed.

Download or read book Phononic Crystals written by Vincent Laude and published by Walter de Gruyter GmbH & Co KG. This book was released on 2015-09-14 with total page 494 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Phononic crystals are artificial periodic structures that can alter efficiently the flow of sound, acoustic waves, or elastic waves. They were introduced about twenty years ago and have gained increasing interest since then, both because of their amazing physical properties and because of their potential applications. The topic of phononic crystals stands as the cross-road of physics (condensed matter physics, wave propagation in inhomogeneous and periodic media) and engineering (acoustics, ultrasonics, mechanical engineering, electrical engineering). Phononic crystals cover a wide range of scales, from meter-size periodic structures for sound in air to nanometer-size structures for information processing or thermal phonon control in integrated circuits. Phononic crystals have a definite relation with the topic of photonic crystals in optics. The marriage of phononic and photonic crystals also provides a promising structural basis for enhanced sound and light interaction. As the topic is getting popular, it is nowadays presented and discussed at various international conferences. After the first ten years during which the topic has remained mainly theoretical with a few proof-of-concept demonstrations in the literature, the evolution has been towards applications, instrumentation, and novel designs. The physical explanations for various effects are now well understood and efficient numerical methods and analysis tools have been developed. The book contains a comprehensive set of finite element model (FEM) scripts for solving basic phononic crystal problems. The scripts are short, easy to read, and efficient, allowing the reader to generate for him(her)self band structures for 2D and 3D phononic crystals, to compute Bloch waves, waveguide and cavity modes, and more.

Download or read book Elastic Waves in Solids II written by DANIEL ROYER and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 1999-11-30 with total page 468 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Elastic waves possess some remarkable properties and have become ever more important to applications in fields such as telecommunications (signal processing), medicine (echography), and metallurgy (non-destructive testing). These volumes serve as a bridge between basic books on wave phenomena and more technically oriented books on specific applications of wave phenomena. The first volume studies the different mechanisms of propagation in isotropic and anisotropic media. The second volume describes the generation and applications of free and guided waves.

Download or read book Phononics written by Leonard Dobrzynski and published by Elsevier. This book was released on 2017-08-30 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Phononics: Interface Transmission Tutorial Book Series provides an investigation of modern systems that includes a discrete matrix description. Classical continuous systems relying on the use of differential equations are recalled, showing that they generally have a specific limit on their corresponding modern matrix formulation. A detailed description of the mathematical languages that enables readers to find the composite system linear transmission properties is provided in the appendix. The physical model is described with exacting detail, and the bibliography is built to cite-in chronological order-all the scientists that have contributed over many years. Each volume is written with the aim of providing an up-to-date and concise summary of the present knowledge of interface transmission science, thus fostering the exchange of ideas among scientists interested in different aspects of interface transmission. The book serves as an introduction to advanced graduate students, researchers, and scientists with little study on the subject, and is also useful to help keep specialists informed on general progress in the field.

Download or read book Phononic Crystals written by Abdelkrim Khelif and published by Springer. This book was released on 2015-07-28 with total page 247 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This book provides an in-depth analysis as well as an overview of phononic crystals. This book discusses numerous techniques for the analysis of phononic crystals and covers, among other material, sonic and ultrasonic structures, hypersonic planar structures and their characterization, and novel applications of phononic crystals. This is an ideal book for those working with micro and nanotechnology, MEMS (microelectromechanical systems), and acoustic devices. This book also: Presents an introduction to the fundamentals and properties of phononic crystals Covers simulation techniques for the analysis of phononic crystals Discusses sonic and ultrasonic, hypersonic and planar, and three-dimensional phononic crystal structures Illustrates how phononic crystal structures are being deployed in communication systems and sensing systems

Download or read book Waves and Vibrations in Soils written by Jean-François Semblat and published by Iuss Press. This book was released on 2009 with total page 510 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Inequalities in Mechanics and Physics written by G. Duvant and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2012-12-06 with total page 415 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: 1. We begin by giving a simple example of a partial differential inequality that occurs in an elementary physics problem. We consider a fluid with pressure u(x, t) at the point x at the instant t that 3 occupies a region Q oflR bounded by a membrane r of negligible thickness that, however, is semi-permeable, i. e., a membrane that permits the fluid to enter Q freely but that prevents all outflow of fluid. One can prove then (cf. the details in Chapter 1, Section 2.2.1) that au (aZu azu aZu) (1) in Q, t>o, -a - du = g du = -a z + -a z + -a z t Xl X X3 z l g a given function, with boundary conditions in the form of inequalities u(X,t»o => au(x,t)/an=O, XEr, (2) u(x,t)=o => au(x,t)/an?:O, XEr, to which is added the initial condition (3) u(x,O)=uo(x). We note that conditions (2) are non linear; they imply that, at each fixed instant t, there exist on r two regions r~ and n where u(x, t) =0 and au (x, t)/an = 0, respectively. These regions are not prescribed; thus we deal with a "free boundary" problem.

Download or read book Mechanics of Generalized Continua written by Gérard A. Maugin and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2010-03-24 with total page 337 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: In their 1909 publication Théorie des corps déformables, Eugène and François Cosserat made a historic contribution to materials science by establishing the fundamental principles of the mechanics of generalized continua. The chapters collected in this volume showcase the many areas of continuum mechanics that grew out of the foundational work of the Cosserat brothers. The included contributions provide a detailed survey of the most recent theoretical developments in the field of generalized continuum mechanics and can serve as a useful reference for graduate students and researchers in mechanical engineering, materials science, applied physics and applied mathematics.