Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Filtres multicouches“

Résumé—Contexte : Les effluents issus des industries textiles génèrent des charges chimiques importantes, ce qui pose un vrai problème à l’homme et à l’environnement. A Antananarivo, quelques industries textiles déversent leurs eaux usées fortement colorées dans la rivière Ikopa, avec ou sans traitement préalable. Cependant, ces eaux usées ont des impacts majeurs, directs ou indirects, sur la ressource en eau, car elles affectent la qualité de la rivière et les activités des riverains environnants. Objectif : L’objectif de cette étude est d’élaborer une méthode écologique pour éliminer le colorant d’indigo carmin (IC) qui est déversé directement dans la rivière Ikopa après le traitement de jeans (lavage et délavage) d’une entreprise franche. La décoloration a été réalisée par adsorption du colorant sur du charbon actif à base de coques de noix de coco (CACC). Méthode : L’adsorption est effectuée par mise en contact de l’indigo carmin / charbon actif (CACC) en poudre avec une vitesse d’agitation de 120 tr.min-1 . Les influences des paramètres liés aux conditions d’adsorption tels que le temps de contact, la quantité de l’adsorbant, la concentration du colorant ont été examinés. Après les différentes opérations, les échantillons sont ensuite filtrés, centrifugés et sont analysés par un spectrophotomètre UV-Vis à une longueur d’onde de 610 nm. Pour décrire les propriétés du mécanisme d’adsorption, on a aussi déterminé les modèles cinétiques et les modèles d’isotherme d’adsorption du colorant sur le CACC. Résultats : Le colorant d’indigo peut être éliminé à 98, 04 % pour une quantité optimum de 750 mg de charbon actif en poudre dans une solution expérimentale de 100 ml. La quantité de colorant adsorbée par le charbon est de 6,47 mg g-1. Le temps d'équilibre exact est obtenu en 40 minutes. On constate que la capacité d’adsorption augmente avec la masse de charbon grâce à la disponibilité des sites libres. En appliquant les équations cinétiques, on observe que le modèle de pseudo second-ordre décrit davantage l’adsorption de l’indigo carmin sur le CACC avec un coefficient de corrélation élevé (R2= 0,9998) et de qe,calc = 6,85 mg g-1. Le modèle de Freundlich est représentatif du processus d’adsorption du colorant IC, c’est-à-dire que l’adsorption est en multicouche et que la surface de l’adsorbant est hétérogène.Mots-clés: Effluent textile, indigo carmin, adsorption, rivière Ikopa, Antananarivo

Cet ouvrage presente l'analyse, la synthese et la realisation de filtres passe-bande microondes en microruban suspendu. La premiere partie decrit deux methodes d'analyse en mode quasi-tem des structures multicouches multiconducteurs, le microruban suspendu etant un cas particulier de ces dernieres: la methode des lignes de transmission transverse (ltt) applicable pour le traitement des structures symetriques comportant un nombre restreint de conducteurs; la methode des moments pour les structures les plus complexes. La deuxieme partie met en application ces outils d'analyse pour la determination des dimensions des elements des differents filtres passe-bande realises en microruban suspendu. Ces realisations concernent: 1) les filtres a gaps en bande etroite et moderee, de la bande x a la bande ka. 2) le duplexeur combline (projet inmarsat). 3) un filtre a reponse asymetrique. Ces realisations et les performances obtenues permettent de valider les methodes d'analyse adoptees (ltt et moment)

Nous proposons d'ameliorer les performances des filtres en agissant dans deux directions : * d'une part, nous proposons de rapprocher les performances des filtres a lignes paralleles couplees reels de leurs performances ideales. Le cas ideal est approche en minimisant les principaux phenomenes parasites qui penalisent les performances, a savoir les pertes et les differences de vitesse de phase des modes propages sur les lignes paralleles couplees. * d'autre part, nous suggerons l'utilisation de structures complexes qui presentent un grand nombre de proprietes pour un minimum de resonateurs. Par rapport aux structures conventionnelles, celles-ci presentent des performances globalement superieures car elles concilient des interets initialement opposes (performances, faible sensibilite technologique et faible encombrement). Dans le premier chapitre, nous abordons les problemes generaux lies a la synthese et a la realisation des filtres microrubans constitues de lignes paralleles couplees. Pour cela nous distinguons deux categories de problemes : la premiere est liee a la largeur de bande passante des filtres et la seconde est due aux discontinuites des structures et aux differences de vitesse de phase sur les lignes paralleles couplees. Le second chapitre porte sur des problemes plus specifiques a une categorie de filtres a lignes paralleles couplees, a savoir les filtres replies realises en technologie microruban. La structure complexe de ces filtres est a l'origine de certaines difficultes de synthese et de realisation pour lesquelles nous proposons quelques ebauches de solutions. Le troisieme et dernier chapitre aborde une seconde categorie de filtres qui realise des fonctions de filtrage performantes mais assez specifiques, a savoir les filtres constitues de resonateurs a sauts d'impedance ou filtres sir (stepped impedance resonators). Nous proposons des techniques qui etendent les possibilites (largeur et profondeur des bandes de frequences coupees) et ameliorent des caracteristiques plus generales comme les pertes, la sensibilite aux tolerances de fabrication et les niveaux de couplage.

On s'interesse a la modelisation des systemes optiques contenant des couches epaisses absorbantes. Des formules generales exprimant la transmittance et la reflectance a l'interface de deux milieux semi-infinis sont etablies a partir des proprietes du vecteur de poyting. L'accent est mis sur la singularite que presente le cas du milieu absorbant incident. On etend ensuite ces resultats a l'aide d'une methode matricielle pour pouvoir traiter tout empilement de couches, minces ou epaisses, qu'elles soient absorbantes ou non. Un exemple d'application au calcul de la transmittance d'un filtre optique accordable illustre la simplicite de la methode. La deuxieme partie du manuscrit concerne l'etude et la modelisation de miroirs de bragg (a 1,55 microns) utilisant la filiere antimoniure. Un miroir presentant un pouvoir reflecteur superieur a 80% a 1,7 microns a pu etre ainsi realise par omcvd avec 20 paires de couches de gaalsb de composition en aluminium respectivement egale a 10% et 40%. Une etude de miroirs realises a partir des ternaires gaassb/alassb deposes sur inp par mbe est egalement presentee. Un pouvoir reflecteur de 94% a 1,55 microns avec 11,5 periodes a pu etre obtenu en dopant fortement le gaassb. L'etude de l'influence du dopage sur le bord d'absorption (effet burstein-moss) montre qu'un fort dopage te (type n) permet de decaler le bord d'absorption en dessous de 1,55 microns, mais que l'absorption residuelle induite par les transitions interbandes et le plasma de porteurs libres reste trop importante pour atteindre de tres hauts pouvoirs reflecteurs

L’objectif de cette étude est de proposer des filtres compacts, innovants, qui pourront parfaitement s’intégrer au sein d’équipements de réception hyperfréquences, actuels ou futurs, que ce soient des applications radars ou de guerre électronique. S’appuyant sur les matrices de couplage, les structures physiques déjà existantes ainsi que sur les technologies multicouches, de nouveaux types de couplages ont été investigués et de nouvelles structures de filtrage ont été développées, comme les filtres inter-digités verticaux (VIF), les filtres « serpents » ou les filtres inter-digités repliés (FIF). Une méthode de synthèse a également été élaborée dans le cas des VIF, cette synthèse bénéficie des apports de la RBDM (Rectangular Boundary Division Method), permettant de calculer plus finement les couplages s’établissant au sein des VIF. La validation des filtres proposés, par la fabrication et la mesure de structures de référence, a rendu possible le développement de dispositifs plus aboutis. Cette étude offre ainsi au concepteur tout un panel de filtres compacts innovants
The purpose of this study is to propose innovating compact filters, to be integrated within future or current microwave equipments, such as radars or electronic warfare devices. Learning on coupling matrices theory, already existing structures and multilayer technologies, new kinds of coupling have been investigated and new filtering structures have been developed such as the Vertical Inter-digital Filters (VIF), the “snake” filters or the Folded Inter-digital Filters (FIF). A method to synthesize VIF has been elaborated, and benefits from contributions of the Rectangular Boundary Division Method (RBDM) to calculate more precisely couplings in VIF structures. The validation of the proposed filters, by the manufacturing and the measurement of reference structures, made possible the development of more accomplished devices. As a result, this study brings to designers a whole sample group of innovating and compact filters

L’objectif de cette thèse était de de montrer que des couches minces à base de verres de chalcogénures de qualité optique peuvent être fabriquées par évaporation par canons à électrons. En particulier, une étude détaillée des couches d’As2S3 pour la réalisation de filtres optiques multicouches a été réalisée. Ces couches présentent des propriétés de photosensibilité et il a été montré que ces variations photo-induites d'épaisseur optique pouvaient être soit positive (+4%) soit négative (-2%). Nous avons montré qu'avec bicouches Ag / As2S3 il était possible, par phénomènes photo-induits, de contrôler l'amplitude locale transmise. Nous avons ensuite montré que ces couches de chalcogénures étaient compatibles avec la fabrication de filtres optiques interférentiels passe-bande du type Fabry-Perot simple et multi-cavités et que l'emploi de couches de verres de chalcogénures permet non seulement la fabrication d'empilement complexes à performances spectrales similaires à celles obtenues avec des matériaux classiques mais également d'améliorer ces performances en réalisant une correction a posteriori des variations des propriétés optiques de par la surface du composant afin de produire des composants à trés grande uniformité. Enfin, nous avons montré que l'emploi de couches de verres de chalcogénures offrait une nouvelle approche pour la réalisation d’éléments diffractifs optiques de volume. Pour ce faire, nous avons développé une technique d'inscription photo-induite spatialement résolue pour la réalisation d'éléments optiques diffractifs de volume
The aim of this thesis was to demonstrated that optical quality thin layers based on chalcogenide glasses can be manufactured using electron beam deposition. In particular, we carried out a detailed study of As2S3 layers for the realization of multilayer optical filters. These layers have photosensitive properties and it has been shown that photoinduced optical thickness (index and / or thickness) variations can be either positive (+ 4%) or negative (-2%). We have also shown that by using Ag / As2S3 bilayers, it is possible, by photoinduced phenomena, to control the local transmitted amplitude. We then demonstrated that these chalcogenide layers are compatible with the fabrication of single and multi-cavity Fabry-Perot band-pass optical interference filters and that the use of chalcogenide-based layers not only allows the fabrication of optical filters with performances similar to those obtained with conventional optical thin film materials but also to improve these performances by performing an a-posteriori correction of the variations of the optical properties over the surface of the component and produce components with very high uniformity. Finally, we have shown that the use of chalcogenide glass layers offers a new approach for the fabrication of optical diffractive optical elements. To achieve this, we have developed a dedicated technique for the production of volumetric diffractive optical elements (similar to lithography) for producing similar diffractive optical elements but based on photoinduced index variations

Grâce à leur haute efficacité et leur durée de vie plus longue, les LED sont de plus en plus utilisées pour l’éclairage, et particulièrement depuis ces dernières années, pour l’éclairage public. Toutefois, le spectre d’émission d’une LED diffère de celui d’une ampoule à incandescence ou à décharge, avec notamment des longueurs d’onde dont l’amplitude est plus élevée dans le domaine du bleu. Il a été démontré que ces longueurs d’onde bleues réduisent la sécrétion de mélatonine, une hormone qui, en plus de ses propriétés anti-oxydantes et anti- cancérigènes, permet de réguler l’horloge biologique du corps humain. La carence de mélatonine peut provoquer des états de fatigue et de stress, pouvant conduire dans certains cas à la dépression. Les longueurs d’onde rouges et proche-IR issues d’éclairages LED ou incandescent ont également des effets négatifs sur l’environnement, puisqu’elles perturbent les cycles de la végétation, comme la photosynthèse. Ces problèmes de santé publique sont connus des autorités, si bien qu’elles imposent des normes pour réduire l’émission de longueurs d’onde bleue, rouge et proche-IR issues de l’éclairage public (ex. norme BNQ 4930-100 au Québec). Dans ce projet, nous proposons des filtres interférentiels permettant d’éliminer les longueurs d’onde nuisibles issues d’un éclairage LED, sans impacter la qualité et l’efficacité de cet éclairage. En utilisant la technique de dépôt PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), nous avons développé des matériaux optiques innovants qui permettent de réaliser des filtres efficaces, simples et à faible coût.

L'utilisation de filtre mosaïque hyperspectral semble être la solution idéale pour alléger les imageurs spectraux utilisés lors des missions spatiales. Les contraintes liées à ce type d'utilisation imposent l'emploi de filtres interférentiels multicouches. Ces travaux ont pour but de trouver des solutions pour réaliser un filtre mosaïque hyperspectral avec des filtres interférentiels et non avec les résines colorées traditionnellement utilisées. Pour ce faire une étude théorique sur la simplification des designs des empilements interférentiels a été effectuée. Il en ressort que les empilements restent épais, ce qui complique leur structuration. Plusieurs méthodes de structurations ont été étudiées. En particulier le lift-off qui est la technique actuellement utilisé aujourd'hui et le lift-up. Cette dernière présente l'avantage de ne pas mettre en série le risque technologique associé à chaque réalisation de filtre. Un trade-off entre ces deux techniques a été fait ainsi que des réalisations expérimentales. Celles-ci ont ensuite été caractérisées par un banc de mesure développé dans ce but qui a permis de valider expérimentalement la technique utilisée
Hyperspectral mosaic filter appears to be the perfect solution to lighten the spectral imagers used in space missions. Such applications require the use of multilayer interference filters. This work aims to find solutions to achieve hyperspectral mosaic filter with interference filters rather than the conventionally used coloured resins. In order to achieve this, a theoretical study on the simplification of multilayer designs was performed. It appears that the stacks are thicker, which makes them difficult to pattern. Several methods of patterning were studied, especially the lift-off technique which is traditionally used and the lift-up. The latter has the advantage to avoid adding the technological risk associated with each filter production. A trade-off between these two techniques was done as well as experimental productions. These were then characterized by a bench developed for this purpose which has experimentally validate the technique used

Cette thèse est une contribution à la modélisation de circuits planaires aux hautes fréquences par une méthode itérative originale basée sur le concept d'onde. Le travail, présenté ici, a consisté au développement d'un logiciel de simulation fondé sur la mise en œuvre de la méthode itérative, ainsi que sur l'étude des discontinuités composant les circuits, et en particulier les circuits coplanaires multicouches. Dans le but de réduire les temps de simulation et d'augmenter la précision des résultats, une approche multi-échelle a été mise en place pour accompagner la modélisation des circuits planaires par notre méthode. A cette fin, un travail rigoureux sur les iris minces a été mené. L'étude porte ensuite sur la modélisation de la traversée de substrat du type via-hôles et la confrontation des simulations avec les mesures de circuits coplanaires simples comportants différents types de discontinuité. Enfin, la dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude et à la caractérisation des modes pairs et impairs existants dans une ligne en technologie coplanaire ; ainsi qu'à la mise en place de filtres coplanaires multicouches passe-bande organisés autour de l'utilisation des deux modes. Ces deux dernières études ont été menées dans le cadre de contrats avec le Centre National d'Etudes Spatiales (CNES).

Pour assurer la fonction de sélection spectrale au sein d'imageurs embarqués sur satellites défilants, les filtres allumettes apparaissent comme une solution particulièrement efficace, mais dont la fabrication reste délicate. L'objectif de cette thèse a alors été d'explorer de nouvelles voies technologiques pour la réalisation de ces composants optiques microstructurés. Une étude théorique de procédés d'assemblage, ainsi que de leur impact sur la structure et la fabrication de filtres allumettes, a mis en avant les nombreux intérêts qu'offre une solution basée sur l'assemblage. Cette approche a été validée expérimentalement, à la fois sur les plans optique et mécanique, par la réalisation de composants prototypes dont la caractérisation spectrale, du fait de la géométrie particulière de ces filtres, a nécessité le développement d'un outil de métrologie dédié. Une seconde approche, plus novatrice, a également été étudiée, reposant sur le principe du transfert d'empilements multicouches. Les tests réalisés pour la validation des étapes élémentaires de ce procédé, montrent des perspectives intéressantes.

L'objectif de ce manuscrit est de proposer, concevoir et realiser de nouvelles structures d'optique integree de types filtres spectraux accordables sur substrat de semi-conducteur iii-v a base d'arseniure de gallium (gaas). La conception de filtres spectraux accordables trouve ses applications dans le domaine des telecommunications optiques ou le multiplexage en longueur d'onde (wdm) haute densite est en train de s'imposer comme technologie majeure dans le domaine des transmissions a haut debit. Au cours de ces dernieres annees, ces filtres spectraux accordables, dont la selectivite en longueur d'onde est basee sur un couplage entre deux modes optiques de polarisation orthogonale, ont deja ete developpes sur substrat birefringent de niobate de lithium (linbo#3). L'idee generale est donc de transposer le principe de cette fonctionnalite sur substrat semi-conducteur iii-v de type algaas. Les semi-conducteurs iii-v n'etant pas birefringents, l'idee est de les utiliser sous forme de multicouches gaas/alas permettant de generer une birefringence dite de forme. Nous avons donc mene une etude de la propriete de birefringence de forme dans les multi-puits quantiques gaas/alas. Enfin, la propagation des ondes optiques dans ces super-reseaux a ete developpee theoriquement puis simulee, en utilisant plusieurs modeles (trois et quatre couches grace a la notion de birefringence de forme, et le modele n couches). Nous avons ensuite presente la conception et la realisation technologique de guides monomodes te#0#0-tm#0#0 hautement birefringents a 1550 nm sur super-reseaux gaas/alas. Nous avons pu alors montrer que les resultats experimentaux obtenus sur ces super-reseaux gaas/alas nous ont permis d'atteindre des birefringences proches de celle du niobate de lithium. Nous nous sommes alors appuyes sur ces resultats experimentaux preliminaires pour concevoir sur ces heterostructures birefringentes de nouvelles architectures de filtres spectraux accordables par voie electro-optique, puis par voie acousto-optique. Les performances theoriques (finesses des filtres, tensions de conversion, taux d'accord) sont enfin developpees.