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Dissertations / Theses on the topic 'Brunt frequency'
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Aubrecht, Ondřej. "Studium profilu strukturního parametru indexu lomu v atmosféře." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2012. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-219818.
Full textAbstract:
This work is dedicated to structural parameter of the refractive index in the atmosphere Cn2 and his various models. For comparison the models are simulated only for one area and only for one day. The work represented the influence of atmospheric turbulence on the communication environment and on the individual models. In addition this work is for selected areas and for the input conditions created program for modeling of structural parameters and meteorological data in the atmosphere
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Schmeissner, Roman. "Frequency combs at the quantum limit." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066699.
Full textAbstract:
La métrologie de haute précision est une application des peignes de fréquences optiques. Typiquement, la sensibilité de mesure est limitée par le bruit classique des propriétés des peignes. Leur bruit d'amplitude et de phase a été largement étudié et jusqu'à présent. Pourtant, uniquement des bandes latérales de bruit proche de la porteuse ont été caractérisées pour des fréquences individuelles et le champs moyen.Cette thèse développe des méthodes de caractérisation de bruit d'amplitude et phase à la limite quantique. A cette fin, une cavité passive et large bande est développée. Elle filtre et inter-convertit les bruits d'amplitude et phase. L'analyse de son signal à l'aide d'une détection homodyne permet la mesure du bruit de phase avec une sensibilité à la limite quantique. L'application d'un façonnage des impulsions ultra brèves rend possible la mesure des corrélations spectrales du bruit. Tout en étant représentés par des matrices de covariance, l'ensemble des corrélations du bruit sur le spectre optique d'un oscillateur Ti:Sapph est caractérisé.Les corrélations mesurées montrent des structures spectrales, dites " modes ", qui sont en accord avec la prédiction théorique. Ce concept apparait comme analogue au formalisme décrivant des systèmes multi-partites en optique quantique. Il est par conséquent aussi un moyen de description de bruit classique. La connaissance des modes intrinsèques du bruit est susceptible de mener à une amélioration de la précision de mesures avec des peignes de fréquences optiques<br>Precision metrology is one application of optical frequency combs. Classical noise in their properties typically limits achievable measurement sensitivity. Amplitude and phase noise in optical frequency combs have already been studied extensively. So far, noise sidebands close to the carrier of either individual optical frequencies or of the mean field were considered. This thesis develops methods to precisely characterize amplitude and phase noise down to the quantum limit. To this aim a transmissive, broadband passive cavity is developed. It filters and inter-converts amplitude and phase noise. The analysis of its signal by the use of homodyne detection provides a quantum limited measurement of phase noise. The application of ultrafast pulse shaping enables the measurement of the spectral correlations of amplitude and phase noise. Being represented by the use of covariance matrices, the entire noise correlations over the optical spectrum are characterized on the example of a Ti:Sapph oscillator. The measured noise correlations exhibit spectral structures, so-called “modes”. Their shape matches with the theoretical prediction. This concept known from multi-partite optical quantum systems is consequently applicable to classical noise in frequency combs. The knowledge of the intrinsic noise modes is likely provide an improvement of precision metrology experiments with combs
3
Signoret, Philippe. "Etude des Lasers à Semiconducteur au Second Ordre : Bruit d'Amplitude - Bruit de Fréquence." Habilitation à diriger des recherches, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00067959.
Full textAbstract:
Les fluctuations d'intensité ou de fréquence observées en sortie de cavité émettrice représentent une caractéristique essentielle des lasers à semi-conducteur. Le bruit est d'une part une conséquence directe de la nature corpusculaire de la lumière et permet ainsi d'approcher les processus physiques mis en jeu dans la cavité laser. D'autre part, le bruit définit les limites fondamentales pour l'utilisation des composants concernés dans les expérimentations où la sensibilité est un facteur clé, ainsi que dans les systèmes de communication à haut débit. Ainsi, l'étude du bruit et la compréhension des mécanismes associés sont d'une importance primordiale, sur le plan de la physique fondamentale et également d'un point de vue technologique.
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Deschênes, Jean-Daniel, and Jean-Daniel Deschênes. "Non-stationary photodetection shot noise in frequency combs: a signal processing perspective." Doctoral thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25158.
Full textAbstract:
Cette thèse examine le bruit de photon lors de la détection d’impulsions provenant d’un peigne de fréquences. En premier lieu, nous faisons abstraction du mécanisme physique produisant le bruit de photon, réduisant son effet à celui d’une source de bruit additif non-stationnaire (avec des statistiques variables dans le temps). Ce modèle de traitement de signal est ensuite utilisé dans l’analyse de deux expériences importantes pour l’utilisation d’un peigne de fréquence comme mécanisme de compteur de fréquence dans une horloge optique : la conversion du train d’impulsions optiques en un train d’impulsions électriques, et le battement hétérodyne entre un peigne de fréquences et un laser à onde continue. Nous démontrons en premier lieu que le bruit de photon lié à la photodétection produit principalement du bruit d’amplitude, et une quantité presque négligeable de jigue aléatoire de temps sur le signal électrique détecté. Des résultats expérimentaux viennent confirmer nos prédictions théoriques. Nous explorons ensuite les limites de ce mécanisme en considérant la physique de la photodétection, ce qui révèle un étalement du temps de transit qui peut affecter la jigue aléatoire produite par cette conversion. Dans un deuxième temps, nous démontrons que la nature pulsée du peigne de fréquences peut être utilisée pour donner un rapport signal-sur-bruit plus élevé que celui qui est prédit en considérant seulement le battement d’un seul mode du peigne avec le laser à onde continue. La première technique développée, le GATOR, rejette une grande partie du bruit de photon produit par le laser à onde continue afin d’améliorer le rapport signal-sur-bruit lorsque la puissance du peigne est faible. Avec cette technique, nous démontrons un rapport signal-sur-bruit 100 fois plus élevé que la limite en admettant l’utilisation d’un seul mode. Nous démontrons ensuite un raffinement de cette technique qui utilise le glissement de fréquence de l’impulsion optique afin d’utiliser efficacement tous les photons du peigne dans une bande passante déterminée. Cette technique nous a permis de produire un battement avec le plus grand rapport signal-sur-bruit parmi les résultats dans la littérature, 68.3 dB, obtenu en normalisant dans une bande passante commune de 100 kHz.<br>Cette thèse examine le bruit de photon lors de la détection d’impulsions provenant d’un peigne de fréquences. En premier lieu, nous faisons abstraction du mécanisme physique produisant le bruit de photon, réduisant son effet à celui d’une source de bruit additif non-stationnaire (avec des statistiques variables dans le temps). Ce modèle de traitement de signal est ensuite utilisé dans l’analyse de deux expériences importantes pour l’utilisation d’un peigne de fréquence comme mécanisme de compteur de fréquence dans une horloge optique : la conversion du train d’impulsions optiques en un train d’impulsions électriques, et le battement hétérodyne entre un peigne de fréquences et un laser à onde continue. Nous démontrons en premier lieu que le bruit de photon lié à la photodétection produit principalement du bruit d’amplitude, et une quantité presque négligeable de jigue aléatoire de temps sur le signal électrique détecté. Des résultats expérimentaux viennent confirmer nos prédictions théoriques. Nous explorons ensuite les limites de ce mécanisme en considérant la physique de la photodétection, ce qui révèle un étalement du temps de transit qui peut affecter la jigue aléatoire produite par cette conversion. Dans un deuxième temps, nous démontrons que la nature pulsée du peigne de fréquences peut être utilisée pour donner un rapport signal-sur-bruit plus élevé que celui qui est prédit en considérant seulement le battement d’un seul mode du peigne avec le laser à onde continue. La première technique développée, le GATOR, rejette une grande partie du bruit de photon produit par le laser à onde continue afin d’améliorer le rapport signal-sur-bruit lorsque la puissance du peigne est faible. Avec cette technique, nous démontrons un rapport signal-sur-bruit 100 fois plus élevé que la limite en admettant l’utilisation d’un seul mode. Nous démontrons ensuite un raffinement de cette technique qui utilise le glissement de fréquence de l’impulsion optique afin d’utiliser efficacement tous les photons du peigne dans une bande passante déterminée. Cette technique nous a permis de produire un battement avec le plus grand rapport signal-sur-bruit parmi les résultats dans la littérature, 68.3 dB, obtenu en normalisant dans une bande passante commune de 100 kHz.<br>This thesis is a study of shot noise in the photodetection of pulses from a frequency comb. We first make abstraction of the physical mechanism of shot noise to reduce its effects to that of an additive, non-stationary (meaning with time-varying statistics) noise source. This signal processing model is then used to analyze two experiments of importance for the operation of optical clockwork based on frequency combs: the conversion of the optical pulse train into an electrical pulse train by a photodetector, and the heterodyne (or beating) experiment between a frequency comb and a continuous wave laser. For the detection of the optical pulse train, we show that photodetection shot noise yields mostly amplitude noise and vanishingly low timing jitter on the electrical signal. Experimental results confirm our theoretical predictions. We then explore the limits of this jitter when considering practical photodetection physics. This reveals a transit time spread parameter that can affect the jitter produced by this conversion. Next, we turn our attention to the heterodyne experiment. We show that the pulsed nature of the frequency comb can be exploited in different schemes to yield higher signal-to-noise ratio (SNR) that is predicted by the use of the beating of a single comb mode with the continuous wave laser. The first technique that we develop, the GATOR, gates out shot noise from the continuous wave, and improves the SNR in the case of low comb power. Using this technique, we have demonstrated a factor of 100 higher SNR than the single-mode limit. We then show a further refinement of the technique which uses chirping of the optical pulse to effectively use all the available photons from the comb in a given bandwidth. This technique enabled us to produce the beating with the highest SNR reported in the literature of 68.3 dB, when normalizing to the common detection bandwidth of 100 kHz.<br>This thesis is a study of shot noise in the photodetection of pulses from a frequency comb. We first make abstraction of the physical mechanism of shot noise to reduce its effects to that of an additive, non-stationary (meaning with time-varying statistics) noise source. This signal processing model is then used to analyze two experiments of importance for the operation of optical clockwork based on frequency combs: the conversion of the optical pulse train into an electrical pulse train by a photodetector, and the heterodyne (or beating) experiment between a frequency comb and a continuous wave laser. For the detection of the optical pulse train, we show that photodetection shot noise yields mostly amplitude noise and vanishingly low timing jitter on the electrical signal. Experimental results confirm our theoretical predictions. We then explore the limits of this jitter when considering practical photodetection physics. This reveals a transit time spread parameter that can affect the jitter produced by this conversion. Next, we turn our attention to the heterodyne experiment. We show that the pulsed nature of the frequency comb can be exploited in different schemes to yield higher signal-to-noise ratio (SNR) that is predicted by the use of the beating of a single comb mode with the continuous wave laser. The first technique that we develop, the GATOR, gates out shot noise from the continuous wave, and improves the SNR in the case of low comb power. Using this technique, we have demonstrated a factor of 100 higher SNR than the single-mode limit. We then show a further refinement of the technique which uses chirping of the optical pulse to effectively use all the available photons from the comb in a given bandwidth. This technique enabled us to produce the beating with the highest SNR reported in the literature of 68.3 dB, when normalizing to the common detection bandwidth of 100 kHz.
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Perilla, Rozo Carlos Andres. "Noise model for a dual frequency comb beat." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/34414.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur le raffinement d’un modèle du bruit utilisé pour des mesures spectroscopiques réalisées avec des peignes de fréquences optiques. La majorité des travaux antérieurs utilisaient des peignes de fréquences où le glissement (chirp) est minimisé, en supposant que tout glissement différentiel entre les peignes allait réduire le rapport signal sur bruit. L’hypothèse sous-jacente était que l’impact du bruit multiplicatif serait augmenté, le glissement lui permettant d’agir plus longtemps sur le signal d’interférence. Cependant, d’autres recherches indiquaient plutôt contraire : le chirp pourrait améliorer la mesure. Cette thèse cherche à augmenter la compréhension du comportement du bruit lorsque les peignes ont des glissements différentiels. De plus, celle-ci apporte de nouvelles évidences sur l’utilité du chirp dans ce type de mesure. À cet effet, nous avons fait une révision bibliographique des modèles du bruit dans les peignes de fréquences optiques. Ensuite, du point de vue théorique, nous avons analysé les effets du chirp sur les bruits additifs et multiplicatifs. Pour le bruit d’intensité, nous avons proposé un modèle phénoménologique décrivant le comportement de l’émission spontanée amplifiée (ASE) dans un laser à verrouillage de mode par rotation non linéaire de polarisation. Les spectres des peignes et leurs battements ont été caractérisés en portant une attention particulière à leur relation avec l’ASE. La thèse permet de conclure que le chirp différentiel n’affecte pas les niveaux des densités spectrales de bruit. Grâce au glissement différentiel de fréquence, il est possible d’envoyer plus puissance à l’échantillon et ainsi améliorer le rapport signal sur bruit des instruments à peignes de fréquence. D’un autre côté, la caractérisation de l’ASE a établi sa nature non-stationnaire. Elle a aussi expliqué des attributs spectraux qui sont observés régulièrement dans les signaux de battement des peignes. Finalement, en supposant que l’ASE circule largement dans une cavité opérée sous le seuil, sa caractérisation fournit une méthode pour estimer le déphasage non linéaire que subit le train d’impulsions femtosecondes.<br>This thesis proposes a noise model refinement for spectroscopic measurements using dual optical frequency combs. Until now most studies centered their efforts on noise characterization using chirp free combs based on an unproved hypothesis: measurements would get worse with chirped combs since multiplicative noises would be present over a longer duration on the interference pattern thus leading to a greater impact. However, at least one experimental result hinted to the contrary: differential chirp would actually improve the signal to noise ratio. This thesis therefore aims at increasing the understanding of noise when a differential chirp is present in a dual comb measurement. The specific goal is to provide new insights about the usefulness of chirp in this kind of measurement. With this in mind, we conducted a literature review of noise models in optical frequency combs. We subsequently analyzed the chirp’s effect in the presence of both additive and multiplicative noise. The thesis also proposes a phenomenological model to describe the amplified spontaneous emission - ASE in short pulse lasers mode locked using non linear polarization rotation. Finally the comb spectra and their beat notes are characterized putting special attention to their relation with the ASE components. As conclusions, we can report that noise power spectral density levels do not change with a differential chirp. Chirping allows sending a greater optical power through the sample, such that the measurement signal to noise ratio can be improved. On the other hand, the ASE characterization established its non-stationary nature and explained very well characteristic features routinely observed in dual comb beat notes that were not fully understood. Finally, assuming the ASE experiences a sub threshold linear cavity allows using theses features to estimate the non linear phase shift experienced by the modelocked pulse train in the laser cavity.
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Rivenq, Atika. "Etude de systèmes anti-collision basés sur les techniques radar pour véhicules routiers." Valenciennes, 1996. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/08c0d176-22f2-43e1-9790-c2656a116cac.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est de concevoir un radar anticollision micro-onde qui sera embarqué sur les véhicules pour renforcer la sécurité routière. Deux technologies radars ont été testées : le radar à impulsions et le radar à modulation de fréquence. Les deux radars sont adaptés à la détection d'obstacles, mais ne permettent pas la détection de certains intervalles de distances. La solution a été d'associer ces deux radars dans un seul ensemble que nous appelons radar bi mode. Ce dernier a été ainsi réalisé et teste avec succès en temps réel. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés aux radars basés sur le récepteur à corrélation considéré comme récepteur optimal. Cette technique a été associée à un codage numérique utilisant les séquences pseudo-aléatoires. Une solution plus économique utilisant une corrélation à un bit a été proposée. Une étude théorique originale a été présentée pour évaluer les performances de ce radar et surtout en rapport signal au bruit a la sortie du récepteur. Plusieurs cas ont été étudies par des simulations qui viennent renforcer l'étude théorique présentée. Finalement des tests utilisant un prototype du radar à corrélation montrent la faisabilité de la technique appliquée au domaine de l'anticollision
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Kodrnja, Marc. "Étude des oscillateurs controlés en tension pour les circuits à fréquence intermédiaire : analyse et simulation du bruit des oscillateurs." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0212.
Full textAbstract:
Cette etude a porte sur l'analyse du bruit des oscillateurs et sur sa simulation en vue de l'appliquer sur des vco pour des circuits integres a la frequence intermediaire. Une methode de simulation originale du bruit de la fluctuation de la periode en mode transitoire, a l'aide du simulateur eldo, a ete elaboree. Il est alors possible d'en deduire le bruit de phase du vco. Ce type de simulation permet egalement d'evaluer l'effet des differentes sources de bruit dans le vco sur la variation de la periode. Deux oscillateurs controles en tension, optimises en bruit, ont ete concus pour les circuits integres a frequence intermediaire. Un premier vco, base sur une structure comportant un circuit resonnant lc (inductance - capacite) (l'inductance est situee a l'exterieur du circuit integre) a ete concu et realise. La variation en frequence est provoquee par une capacite variable dont l'un des defauts majeurs (dephasage parasite du courant capacitif) a ete compense de facon originale. Le bruit de phase de ce vco a ete mesure et simule de plusieurs facons, avec une bonne correlation. La methode de simulation du bruit en transitoire de la fluctuation de periode a ete ainsi validee. Un second vco, a relaxation, completement integre, destine a remplacer le premier, a ete concu. Sa structure repose sur des elements rc (resistance-capacite) en mode differentiel. Il peut ainsi fonctionner sous une tension d'alimentation faible. Son bruit de phase a ete optimise en utilisant la methode de simulation developpee precedemment. Il ne necessite pas d'element externe.
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Kane, Ousmane Magatte. "High-frequency noise and circuit properties of advanced FDSOI transistors." Thesis, Lille, 2020. http://www.theses.fr/2020LILUI072.
Full textAbstract:
Le silicium sur isolant (FDSOI) est l'une des technologies de l'industrie conçues pour répondre aux exigences des applications mobiles, Internet des objets (IoT) et RF émergentes. Il s'agit d'une alternative compétitive à la technologie FinFET dans toutes les applications où la puissance de calcul n'est pas la seule préoccupation principale, mais où la faible puissance / faible consommation est une priorité aussi importante. FDSOI a également un avantage certain par rapport à ses concurrents en termes de simplicité et de coûts, en raison de la réduction du nombre de masques (impact sur la complexité et sur le coût du processus) et de la similitude avec les dispositifs MOS en vrac (réduction du temps et des efforts pour porter / adapter la conception existante à la technologie). L'un des principaux moteurs de l'adoption de la technologie FDSOI est la possibilité de co-intégration du contenu numérique avec tout ou partie des circuits RF nécessaires pour interfacer le produit avec le monde extérieur. Des publications récentes ont démontré des figures de mérite RF impressionnante pour les dispositifs FDSOI avec Ft / Fmax atteignant 400GHz. Par conséquent, il a des potentiels viables pour les applications millimétriques telles que la 5G. Cependant, la complexité de la partie back-end-of-line (BEOL) soulève un certain nombre de questions quant au comportement RF des transistors en raison des multiples couches d'interconnexions métalliques minces mais aussi en raison de la taille des dernières générations de transistor, notamment le nœud technologique 20 nm qui est l’objet d’étude de cette thèse. Par conséquent, une partie importante de la thèse portait sur l'évaluation de l'impact du BEOL sur le comportement RF de ces dispositifs. Cela incluait l'impact sur les paramètres S ainsi que le bruit haute fréquence dans la gamme des ondes millimétriques. L'élaboration de méthodologies d’épluchage était essentielle à cette fin. Une modélisation appropriée du BEOL afin de comprendre la répartition des pertes dans le BEOL a été poursuivie avec un effort important d'optimisation de la géométrie du dispositif et de son agencement. Un layout dédié qui a pleinement tiré parti de la polarisation de la grille arrière a été développé. La dernière partie portait sur la caractérisation du mécanisme de bruit de canal de ces dispositifs, qui s'écarte de l’hypothèse selon laquelle le bruit dans le canal est de nature thermique, la source de bruit principale des transistors nanométriques (semi-balistiques et balistiques) étant du bruit de grenaille<br>Fully-Depleted Silicon-on-Insulator (FDSOI) is one of the industry technologies architected to meet the requirements of emerging mobile, Internet-of-Things (IoT), and RF applications. It is a competitive alternative to the FinFET technology in all applications where brute-force computational power is not the unique primary concern, but where end-of-the roadmap device performance is counter-balanced by strict low-power/low-consumption requirements. FDSOI has also a definite advantage over competitors in simplicity and costs, due to reduced mask-count (impacting process complexity and cost) and similarity to bulk MOS devices (reducing time and effort to port/adapt existing design to the technology).A main driver for the technology adoption is the possibility of implementing in FDSOI with direct integration with the digital content of all or part of the RF circuitry that are necessary to interface the product to the outside world. Recent publications have demonstrated impressive RF figure-of-merit for FDSOI devices with Ft/Fmax reaching 400GHz. Therefore, it has viable potentials for mmW applications such as 5G.However, today’s state-of-the art back-end-of-line (BEOL) interconnect poses a good amount of incertitude on the RF behavior of the devices because of the multiple layers of thin metallic interconnections but also because of the size of the devices, more specifically 20nm technology node in the present thesis. Therefore, an important part of the thesis was on assessing the impact of the BEOL on said state-of-the-art devices. This included the impact on the S-parameters as well as the high-frequency noise in the millimeter wave range. Developing de-embedding methodologies was key for this purpose. Proper modeling of the BEOL in order to understand the distribution of the losses in the BEOL was pursued together with an extensive effort in geometry optimization of the device and its layout. Dedicated layout which took fully advantage of back-gate (back-biasing) were implemented and investigated. The final part was on characterizing the channel noise mechanism of these devices, which is departing from the thermal noise assumptions and espousing more the shot noise paradigm, which is important in semi-ballistic and ballistic transistors
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Cyrille, Marie-Claire. "Étude et réalisation de SQUIDS à polarisation continue pour l'amplification radiofréquence à très faible température de bruit." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10228.
Full textAbstract:
Le squid dc (superconducting quantum device direct current) est un capteur de flux extremement sensible. Associe a un circuit de couplage approprie, il est bien adapte pour l'amplification de tres faibles signaux dans la gamme de frequence 1-150mhz. Ce travail presente l'etude de l'optimisation de l'ensemble des parametres geometriques et electriques des amplificateurs a squid ; la mise en place des procedes technologiques necessaire a leur fabrication ainsi que la mesure de leurs performances. La fabrication de jonctions josephson nb/al-alox/nb de petite surface ( 4m#2), elements de base des squids a ete etudiee puis optimisee avec une bonne reproductibilite de leurs parametres electriques. Une premiere approche du probleme a consiste a realiser et caracteriser des squids en niobium non couples. Enfin, la geometrie des squids et de leurs structures de couplage est choisie avec un large choix de parametres qui permettra ulterieurement de definir ceux les mieux adaptes a l'amplification. Un procede technologique multi-couches complet est alors defini puis etudie pour la realisation des dispositifs. Leur caracterisation electrique met en evidence la modification du fonctionnement des squids en presence de leur structure de couplage
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Rousseau, Hervé. "Detection - estimation conjointes a partir des plans temps-echelles et temps-frequence." Cergy-Pontoise, 1997. http://www.theses.fr/1997CERG0030.
Full textAbstract:
Le travail resume dans ce memoire a permis de developper deux methodes de detection-estimations conjointes appliquant un algorithme de deconvolution bernoulli-gaussien (dbg) apres une etude des specificites des representations que sont l'analyse multiresolution et la transformee de fourier a court terme (tfct). La 1ere methode realise une dbg en milieu non-gaussien. L'utilisation de l'analyse multiresolution est justifiee par l'effet gaussianisant qu'induit un filtrage lineaire provenant des projections sur chacunes des echelles via l'algorithme a trous. Un algorithme de dbg est alors applique sur ces echelles. Ces differents resultats sont ensuite fusionnes grace a la redondance d'informations d'une echelle a l'autre. On obtient ainsi une nouvelle version de l'algorithme dbg comme alternative a la version originelle lorsque le bruit additif est non-gaussien tel que le bruit poissonnien par exemple. La 2eme methode effectue une estimation de frequences instantanees (fi). Celle-ci repose sur une conjecture qui confere a la tfct une structure convolutive entre un noyau (dependant de l'atome temps-frequence (tf) utilise lors du calcul de la tfct) et des attributs tf tels que les fi et les retards de groupe. Ces 2 derniers sont supposes etre des processus composites ponctuels-continus (chirps). Cette structure permet deux modeles convolutifs duaux sur chacune des marginales temporelles et frequentielle. Apres une etape initiale d'identification du noyau tf, on propose une procedure en 3 etapes. L'etape 1 utilise une fonction de goniometrie pour detecter les principaux angles tf du signal. Pour chacun de ces angles, on dispose alors d'un atome tf adapte au chirp lineaire associe et du modele convolutif a considerer. L'etape 2 consiste a effectuer la dbg sur chaque tfct. L'etape 3 permet d'obtenir les fi par fusion des differents resultats. Cette formulation bayesienne a permis d'obtenir une methode performante d'estimation de ces frequences en apportant un gain d'environ 10 db par rapport aux methodes classiques.
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Cardenas, Olaya Andrea. "Digital instrumentation for the measurement of high spectral purity signals." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCD019/document.
Full textAbstract:
Les progrès sur la technologie électronique pendant les dernières années avaient permis l’utilisation des techniques numériques dans la métrologie de temps et fréquence où bas bruit et haute précision sont nécessaires. Ces techniques génèrent systèmes plus flexibles pour l’implémentation et pour la configuration. De cette façon, c’est possible d’obtenir systèmes de mesure avec capacités étendues, fonctionnalités ajoutées et plus facile ad utiliser.Les convertisseurs analogique-numérique (ADCs) et numérique-analogique (DACs), considérée comme l’interface avec le monde analogique, représentent la limite de la performance du système en termes de bruit. De plus, en général, les plateformes commerciales basées sur FPGA sont cadencées par un oscillateur à quartz dont précision et stabilité de fréquence ne sont pas adapté pour plupart des applications de temps e fréquence. Dans ce cas, c’est possible d’utiliser le Phase Locked Loop (PLL) intégré dans la FPGA pour générer l’horloge du système à partir d’une référence de fréquence externe. Cependant, en considérant que le bruit de phase du PLL pourrait dégrader la stabilité de la référence et ainsi limiter la performance d’entier système, le PLL devient un composant critique pour l’instrumentation numérique. L’information disponible actuellement dans la littérature décrit en détail les spécifications de ces composants a offset de fréquence loin de la porteuse. Cependant, l’information proche à la porteuse est une préoccupation plus importante pour les applications de temps et fréquence.Dans ce cadre, ma thèse de doctorat est concentrée sur l’étude des limitations des composants critiques de l’instrumentation numérique pour la métrologie de temps et fréquence. L’objectif est de caractériser le bruit introduit par ces composants et ainsi obtenir un modèle que permettra de prédire leurs effets sur une application spécifique. On propose une méthode pour extraire les paramètres des modelés lequel est testé et validé sur la plateforme commercial Red Pitaya. Cette plateforme est une open source embedded system dont résolution et vitesse (14 bit, 125 MSps) sont raisonnablement proche de l’état de l’art des ADCs et DACs (16 bit, 350 MSps or 14 bit, 1 GSps/3GSPs) et c’est potentiellement suffisant pour l’implémentation de un instrument complet. Les résultats de la caractérisation conduisent aux limitations de la plateforme et donnent une directrice pour le design de l’instrument.Basé sur les résultats obtenus de la caractérisation du bruit, l’implémentation de un instrument numérique pour le transfert de fréquence par fibre optique est été réalisée sur la plateforme Red Pitaya. Dans ce projet, une implémentation numérique pour la détection et compensation du bruit de phase induit par la fibre est proposé. Sur la base des résultats de la caractérisation, il était prévu une limitation de la mesure du bruit de phase donnée par le PLL. Les premières mesures de cette implémentation ont été réalisées sur un lien de fibre de 150 km + 150 km placées dans les mêmes câbles entre l'INRiM (Turin) et le Laboratoire Souterrain de Modane (LSM) à la frontière Italie-France. A partir de ces résultats, le bruit introduit par le système numérique a été vérifié en accord avec les résultats de la caractérisation. Additionnel tests et améliorations seront effectués pour avoir un système capable d’être utilisé sur le lien italien pour la fréquence et le temps de Turin à Florence qui est longue de 642 km et à son extension dans le reste de l'Italie prévue dans le prochain avenir.Actuellement, une plateforme plus performante est en cours d'évaluation, à travers les techniques et concepts développés au cours de la thèse. Ce projet a pour but l’implémentation d'un phasemètre à l’état de l’art de la technologie dont l'architecture est basée sur le DAC. La caractérisation du DAC est en cours de développement et les mesures préliminaires sont également rapportées ici<br>Improvements on electronic technology in recent years have allowed the application of digital techniques in time and frequency metrology where low noise and high accuracy are required, yielding flexibility in systems implementation and setup. This results in measurement systems with extended capabilities, additional functionalities and ease of use.The Analog to Digital Converters (ADCs) and Digital to Analog Converters (DACs), as the system front-end, set the ultimate performance of the system in terms of noise. Moreover, most commercial platforms based on FPGA are clocked by quartz oscillators whose accuracy and frequency stability are not suitable for many time and frequency applications. In this case, it is possible to take advantage of the internal Phase Locked Loop (PLL) for generating the internal clock from an external frequency reference. However, the PLL phase noise could degrade the oscillator stability thereby limiting the entire system performance becoming a critical component for digital instrumentation. The information available currently in literature, describes in depth the features of these devices at frequency offsets far from the carrier. However, the information close to the carrier is a more important concern for time and frequency applications.In this frame, my PhD work is focused on understanding the limitations of the critical blocks of digital instrumentation for time and frequency metrology. The aim is to characterize the noise introduced by these blocks and in this manner to be able to predict their effects on a specific application. This is done by modeling the noise introduced by each component and by describing them in terms of general and technical parameters. The parameters of the models are identified and extracted through the corresponding method proposed accordingly to the component operation. This work was validated by characterizing a commercially available platform, Red Pitaya. This platform is an open source embedded system whose resolution and speed (14 bit, 125 MSps) are reasonably close to the state of the art of ADCs and DACs (16 bit, 350 MSps or 14 bit, 1 GSps/3GSPs) and it is potentially sufficient for the implementation of a complete instrument. The characterization results lead to the noise limitations of the platform and give a guideline for instrumentation design techniques.Based on the results obtained from the noise characterization, the implementation of a digital instrument for frequency transfer using fiber link was performed on the Red Pitaya platform. In this project, a digital implementation for the detection and compensation of the phase noise induced by the fiber is proposed. The beat note, representing the fiber length variations, is acquired directly with a high speed ADC followed by a fully digital phase detector. Based on the characterization results, it was expected a limitation in the phase noise measurement given by the PLL. First measurements of this implementation were performed using the 150 km-long buried fibers, placed in the same cables between INRiM and the Laboratoire Souterrain de Modane (LSM) on the Italy-France border. The two fibers are joined together at LSM to obtain a 300 km loop with both ends at INRiM. From these results the noise introduced by the digital system was verified in agreement with characterization results. Further test and improvements will be performed for having a finished system which is intended to be used on the Italian Link for Frequency and Time from Turin to Florence that is 642-km long and to its extension in the rest of Italy that is foreseen in the next future.Currently, a higher performance platform is under assessment by applying the tools and concepts developed along the PhD. The purpose of this project is the implementation of a state of the art phasemeter whose architecture is based on the DAC. The DAC characterization is under development and preliminary measurements are reported here
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Koyama, Masahiro. "Caractérisation électrique des propriétés d'interface dans les MOSFET nanométriques par des mesures de bruit basse fréquence." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT036/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, les propriétés électriques de transistors à nanofils de silicium liées à l'interface oxyde de grille/canal ont été étudiées par le biais de mesures de bruit basse fréquence (bruit 1/f) et de transport dans le canal. Ces transistors nanofils dont les dimensions ont été réduites jusqu'à quelques nanomètres pour la section, représentent une alternative sérieuse pour les futurs nœuds technologiques CMOS. Cependant, la qualité de l'interface oxyde de grille/canal pose question pour transistors dont l'architecture s'étend dans les 3 dimensions, en raison du fort rapport surface/volume inhérent à ces transistors, des différentes orientations cristallographiques de ces interfaces, ou encore des matériaux contraints utilisés pour améliorer les performances électriques. La compréhension des liens entre les propriétés de transport des porteurs dans le canal, qui garantissent en grande partie les performances électriques des transistors, et la qualité de l'interface avec l'oxyde de grille est fond primordiale pour optimiser les transistors nanofils. Les mesures de bruit, associées à l'étude du transport dans le canal, sont un outil puissant et adapté à ces dispositifs tridimensionnels, sans être limité par la taille ultra-réduite des transistors nanofils. Les transistors nanofils étudiés ont été fabriqués à partir de substrats minces SOI, et intègrent un empilement de grille HfSiON/TiN, qui permet de réduire les dimensions tout en conservant les mêmes propriétés électrostatiques. Pour gagner en performances, des contraintes mécaniques ont été introduites dans le canal en silicium : en tension pour les NMOS, par le biais de substrat contraint (sSOI), et en compression pour les PMOS. Un canal en compression uni-axiale peut être obtenu par l'intégration de source/drain en SiGe et/ou par l'utilisation de couches contraintes de type CESL. Des transistors à canal SiGe sur isolant en compression ont également été fabriqués et étudiés. Les caractéristiques électriques des divers transistors nanofils (courbes Id-Vg, compromis Ion-Ioff, mobilité des porteurs) démontrent l'excellent contrôle électrostatique dû à l'architecture 3D, ainsi que l'efficacité de l'ingénierie de contraintes dans les nanofils jusqu'à de faibles longueurs de grilles (~17nm). Des mesures de bruit basse fréquence ont été réalisées sur ces mêmes dispositifs et analysées en fonction des paramètres géométriques de l'architecture nanofils (largeur W, forme de la section, longueur de grille L), et des diverses variantes technologiques. Nous avons démontré que le bruit 1/f dans les transistors nanofils peut être décrit par le modèle de fluctuations du nombre de porteurs (CNF) corrélées aux fluctuations de mobilité (CMF). Le bruit associé aux régions S/D a pu également être intégré dans ce modèle en ajoutant une contribution, en particulier pour les PMOS. Alors que les différentes variantes technologiques ont peu d'effet sur le bruit 1/f, les variations de géométrie en L et W changent la composante de bruit liée aux fluctuations du nombre de porteurs (CNF) de manière inversement proportionnelle à la surface totale (~1/WL). Cette augmentation du bruit est le reflet du transport qui se produit à proximité des interfaces avec l'oxyde. Les différentes orientations des interfaces supérieures et latérales (110) ou (100) présentent la même quantité de pièges d'interface (extrait à partir des mesures de bruit 1/f, en séparant les contributions des différentes faces du nanofil) bien qu'ayant une rugosité différente essentiellement liée au process. En revanche la composante CMF n'est pas altérée par la réduction des dimensions contrairement à la mobilité des porteurs qui décroit fortement avec L. Finalement, les mesures de bruit 1/f ont été comparées aux spécifications ITRS 2013 pour les transistors multi-grilles en vue des futurs nœuds technologiques de la logique CMOS, et démontrent que nos transistors nanofils satisfont les exigences en la matière<br>In this thesis, electrical properties of gate oxide/channel interface in ultra-scaled nanowire (NW) MOSFETs were experimentally investigated by carrier transport and low-frequency noise (LFN) characterizations. NW FETs, which have aggressively downscaled cross-section of the body, are strong candidates for near future CMOS node. However, the interface quality could be a critical issue due to the large surface/volume ratio, the multiple surface orientations, and additional strain technology to enhance the performance. Understanding of carrier transport and channel interface quality in NW FETs with advanced high-k/metal gate is thus particularly important. LFN provides deep insights into the interface properties of MOSFET without lower limit of required channel size. LFN measurement thus can be a powerful technique for ultra-scaled NW FETs. Also, fitting mobility (such as low-field mobility) extraction by Y-function method is an efficient method. Omega-gate NW FETs were fabricated from FD-SOI substrates, and with Hf-based high-k/metal gate (HfSiON/TiN), reducing detrimental effects by device downscaling. In addition, strain technologies to the channel were additively processed. Tensile strained-SOI substrate was used for NMOS, whereas compressive stressors were used for PMOS devices. Strained Si channel for PMOS was processed by raised SiGe S/D and CESL formations. Strained SiGe channel (SGOI) was also fabricated for further high-performance PMOS FETs. Firstly, the most common Id-Vg was characterized in single-channel NW FETs as the basic performance. Reference SOI NWs provided the excellent static control down to short channel of 17nm. Stressors dramatically enhanced on-current owing to a modification of channel energy-band structure. Then, extracted low-field mobility in NWs also showed large improvement of the performance by stressors. The mobility extraction effectively evaluated FET performance even for ultra-scaled NWs. Next, LFN investigated for various technological and architectural parameters. Carrier number fluctuations with correlated mobility fluctuations (CNF+CMF) model described 1/f noise in all our FETs down to the shortest NWs. Drain current noise behavior was basically similar in both N- and PMOS FETs regardless of technological splits. Larger 1/f noise stemming from S/D regions in PMOS FETs was perfectly interpreted by the CNF+CMF model completed with Rsd fluctuations. This observation highlighted an advantage of SGOI NW with the lowest level of S/D region noise. Geometrical variations altered the CNF component with simple impact of device scaling (reciprocal to both Wtot and Lg). No large impact of surface orientation difference between the channel (100) top and (110) side-walls in [110]-oriented NWs was observed. Scaling regularity with both Wtot and Lg, without much quantum effect, could be attributed to the use of HfSiON/TiN gate and carrier transport occurring mostly near top and side-wall surfaces even in NW geometry. Meanwhile, the CMF factor was not altered by decreasing dimensions, while the mobility strongly depends on the impact. Extracted oxide trap density was roughly steady with scaling, structure, and technological parameter impacts. Simple separation method of the contributions between channel top surface and side-walls was demonstrated in order to evaluate the difference. It revealed that oxide quality on (100) top and (110) side-walls was roughly comparable in all the [110]-devices. The density values lie in similar order as the recent reports. An excellent quality of the interface with HfSiON/TiN gate was thus sustained for all our technological and geometrical splits. Finally, our NWs fulfilled 1/f LFN requirements stated in the ITRS 2013 for future MG CMOS logic node. Consequently, we concluded that appropriate strain technologies powerfully improve both carrier transport and LFN property for future CMOS circuits consisting of NW FETs, without any large concern about the interface quality
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De, Syamsundar. "Noise in dual-frequency semiconductor and solid-state lasers." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112114/document.
Full textAbstract:
Les sources cohérentes de lumière émettant deux fréquences optiques avec une différence largement accordable dans le domaine radiofréquence et un fort degré de corrélation entre leurs fluctuations respectives peuvent être d’un grand intérêt pour de nombreuses applications telles que la photonique micro-onde, les horloges atomiques ultra stables, la physique atomique, la métrologie, etc. C’est le cas des lasers bifréquences émettant deux modes de polarisations linéaires croisées avec une différence de fréquence dans le domaine radiofréquence. Nous comparons les caractéristiques de telles sources bifréquences basées sur des lasers à semiconducteurs (VECSEL: vertical-external-cavity surface-emitting laser) ou des lasers à solide (notamment les solides dopés Nd3+ ou Er3+). Au-delà de la différence évidente entre les mécanismes de gain dans les lasers à semiconducteurs et dans les lasers à solide, le VECSEL bifréquence et le laser Nd:YAG bifréquence ne présentent pas la même dynamique. Le VECSEL bifréquence, comme pour un laser de classe A, a une dynamique dénuée d’oscillations de relaxation puisque la durée de vie des photons dans la cavité est beaucoup plus longue que celle de l’inversion de population. A l’opposé, le laser Nd:YAG bifréquence possède une dynamique présentant des oscillations de relaxation comme pour un laser de classe B, en vertu du fait que la durée de vie des photons dans la cavité est plus courte que celle de l’inversion de population. Dans cette thèse, nous explorons les mécanismes par lesquels cette dynamique, en plus du couplage non linéaire entre les deux modes, gouverne le bruit dans les lasers bifréquences. En particulier, nous analysons à la fois expérimentalement et théoriquement les propriétés spectrales des différents bruits (intensité, phase) ainsi que leurs corrélations dans le cas d’un VECSEL bifréquence de classe A et d’un laser Nd:YAG bifréquence de classe B. Enfin, un modèle de réponse linéaire de deux oscillateurs amortis couplés permet d’interpréter les résultats obtenus sur la corrélation entre ces différents bruits<br>Coherent sources emitting two optical frequencies with a widely tunable frequency difference lying in the radio-frequency range and having a high degree of correlation between their fluctuations can be useful for numerous applications such as microwave photonics, ultra-stable atomic clocks, atom manipulation and probing, metrology, etc. Dual-frequency lasers, which emit two orthogonal linearly polarized modes with a frequency difference lying in the radio-frequency range, have huge potentials for the above mentioned applications. We compare the characteristics of such dual-frequency oscillation in lasers based on either semiconductor (VECSEL: vertical-external-cavity surface-emitting laser) or solid-state active media (mainly Nd3+, or Er3+ doped crystalline host). Apart from the obvious difference between the gain mechanisms in semiconductor and solid-state laser media, the dual-frequency VECSEL and the dual-frequency Nd:YAG laser exhibit different dynamical behaviors. The dual-frequency VECSELs exhibit relaxation oscillation free class-A dynamics as the photon lifetime inside the cavity is longer than the population inversion lifetime. On the contrary, the dual-frequency Nd:YAG lasers obey class-B dynamics linked with the fact that the photon lifetime inside the cavity is shorter than the population inversion lifetime, leading to the existence of relaxation oscillations. In this thesis, we figure out how the laser dynamics, in addition to the nonlinear coupling between the two laser modes, governs different noise phenomena in dual-frequency lasers. In particular, we demonstrate, both experimentally and theoretically, the influence of the laser dynamics and the nonlinear coupling between the two modes on the laser noise, by analyzing the spectral properties of the different noises (intensity, phase) and their correlation in a class-A dual-frequency VECSEL (vertical-external-cavity surface emitting laser) and a class-B dual-frequency Nd:YAG laser. Moreover, the noise correlation results are interpreted in terms of the linear response of two coupled damped oscillators
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Jehl, Xavier. "Bruit de grenaille dans les jonctions métal normal/supraconducteur." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10126.
Full textAbstract:
Nous avons construit un dispositif permettant de mesurer le bruit de grenaille dans des echantillons de basse impedance, avec des courants de polarisation forts. Il est constitue d'un pont de resistance a basse temperature et d'un squid. Des mesures de bruit ont ete realisees sur des jonctions hybrides mesoscopiques supraconducteur/metal normal/supraconducteur (sns) possedant des interfaces ns tres transparentes. La reflexion d'andreev qui transforme le courant dissipatif dans n en supercourant dans s est responsable d'une augmentation du bruit dans ces structures. Dans le cas sns des charges multiples nettement superieures a 2e peuvent etre transmises. Dans notre gamme de temperature ces effets sont absents et on s'attend a un comportement plus proche des jonctions ns diffusives. Dans ce systeme des resultats theoriques recents predisent un doublement du bruit par rapport au cas normal, du fait du doublement de la charge dans le processus d'andreev. Nos mesures montrent bien une augmentation du bruit, qui reste inferieure au doublement. L'interaction electron-electron, qui est aussi responsable d'une augmentation du bruit par rapport au cas desordonne ne peut pas simplement expliquer nos donnees experimentales. Les resultats de bruit de grenaille sont completes par des mesures de bruit en 1/f interpretees dans le cadre de la theorie de faible localisation. La premiere partie de cet ouvrage tente de rassembler les principaux resultats recents qui consacrent le bruit comme un outil de premier ordre en physique mesoscopique.
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Bondu, François. "Etude du bruit thermique et stabilisation en frequence du laser du detecteur interferometrique d'ondes gravitationnelles virgo." Paris 11, 1996. http://www.theses.fr/1996PA112042.
Full textAbstract:
La sensibilite d'un detecteur interferometrique d'ondes gravitationnelles comme virgo est cruciale pour l'analyse des sources astrophysiques. Une telle antenne detecte l'onde gravitationnelle comme une variation de phase de faisceau lumineux. La precision de la mesure peut etre limitee par le bruit de longueur des cavites, du aux vibrations thermiques, et par le bruit de frequence du laser incident. Ma contribution a l'evaluation du bruit des modes de vibration interne des substrats des miroirs a ete d'ecrire un programme, base sur la propagation des ondes acoustiques dans les solides. Il permet les calculs des frequences de resonance, des masses equivalentes des modes, de la deformation de la surface et son couplage avec un faisceau lumineux incident. Les resultats permettent le dimensionnement des substrats. La sensibilite est alors legerement moins bonne que celle fournie par une estimation grossiere, si les pertes des ondes acoustiques sont constantes en fonction de la frequence et egales a celles mesurees a resonance. Elle peut etre amelioree par diminution des pertes ou par le choix d'un materiau ayant de meilleures performances. Nous avons egalement mene des experiences pour aider au choix du materiau des fils de suspension. Je propose une experience de mesure directe du bruit thermique qui permettrait de verifier la sensibilite. La configuration de l'interferometre rend le bruit de frequence du laser negligeable si le laser est asservi en frequence. La stabilisation de frequence se fera en deux etages, l'un qui asservit la frequence sur la longueur d'une cavite courte, le deuxieme qui asservit sur les grands bras de l'interferometre. Le premier etage a ete construit. J'ai verifie que ses performances remplissent les specifications. La stabilite de frequence obtenue se revele etre exceptionnelle
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Ly, Aliou. "Développement d’un oscillateur paramétrique optique continu intense et à faible bruit pour des applications aux communications quantiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS528/document.
Full textAbstract:
La portée des communications quantiques est limitée à quelques dizaines de km en raison de l’atténuation dans les fibres. Les répéteurs quantiques (relais quantiques synchronisés par des mémoires quantiques photoniques) furent introduits afin d’accroître ces distances. Or, pour le moment, les mémoires les plus performantes fonctionnent à des longueurs d’onde n’appartenant pas à la bande C télécom. Afin de profiter de ces mémoires, l’utilisation d’interfaces quantiques (milieu non linéaire quadratique) fut proposée comme alternative. En ajoutant ainsi par somme de fréquences un photon de pompe de longueur d’onde appropriée au photon télécom portant l’information, on transfère l’information à une longueur d’onde compatible avec les mémoires, et ceci sans dégradation de l’information portée initialement par le photon télécom. Notre but est ainsi de construire un oscillateur paramétrique optique continu simplement résonant (SRO) qui fournira un faisceau à 1648 nm qui sera sommé en fréquence aux photons télécom à 1536 nm pour transférer l’information vers un photon stockable dans une mémoire à base d’atomes alcalins. Pour transférer efficacement l’information, le SRO doit satisfaire quelques critères : une haute finesse spectrale (largeur de raie ~kHz), une forte puissance (~1W) et une longueur d’onde plus grande que celle du photon télécom à convertir. Pour ce faire, nous utilisons le faisceau non-résonant d’un SRO continu. Le premier travail réalisé dans cette thèse a été de faire la démonstration de la possibilité d’avoir un faisceau à la fois intense et pur spectralement en sortie d’un SRO continu. En réutilisant un SRO déjà développé durant nos travaux antérieurs, nous avons pu stabiliser au niveau du kHz la fréquence du faisceau non résonant à 947 nm (onde signal) de ce SRO, tout en émettant une puissance de plus d’un watt. Ensuite, nous avons conçu le SRO dont le faisceau non résonant à 1648 nm (onde complémentaire) a été stabilisé à court terme en-dessous du kHz avec une puissance de l’ordre du watt. Nous avons ensuite étudié la stabilité à long terme de la longueur d’onde du complémentaire à 1648 nm. Nous avons mesuré des dérives de fréquences de l’ordre de 10 MHz/mn. Ces dérives, venant essentiellement de la cavité de référence sur laquelle le SRO est asservi, peuvent être réduites en contrôlant activement la cavité d’une part, et en utilisant des techniques de stabilisation en fréquence robustes, d’autre part<br>Long distance quantum communications are limited to few tens of km due to the attenuation of light in telecom fibres. Quantum repeaters (quantum relays synchronized by photonic quantum memories) were introduced in order to increase distances. Or, currently, the most efficient memories do not operate at wavelengths in the telecom C band. In order to take advantage of these memories, the use of quantum interfaces (second order nonlinear medium) was proposed as an alternative. Thus, by adding by sum frequency generation a pump photon at an appropriate wavelength to the telecom photon carrying the information, one transfers the information to a wavelength compatible with these memories, and this with a preservation of the information initially carried by the telecom photon. Our aim is thus to build a continuous-wave singly resonant optical parametric oscillator (cw SRO) which will provide a wave at 1648 nm that will be frequency summed to telecom photons at 1536 nm to transfer the information to a photon storable into alkali atoms based memory. To efficiently transfer the information, the cw SRO has to fulfill some requirements: a high spectral purity (linewidth ~kHz), a high output power (~1 W) and a wavelength longer than that of the telecom photon to be converted. To this aim, we use the non-resonant wave of a cw SRO. The first work done during this thesis was to experimentally prove the possibility to have both high output power and high spectral purity from a cw SRO. By reusing a cw SRO already built during our previous works, we were able to stabilize at the kHz level the frequency of the non-resonant wave at 947 nm (signal wave) of this SRO, with an output power of more than one watt. Then, we built the cw SRO of which non-resonant wave at 1648 nm (idler wave) has been frequency stabilized below the kHz level along with an output power of the order of one watt. We next studied the long term stability of the idler wavelength at 1648 nm. We have measured frequency drifts of the order of 10 MHz/mn. These drifts originating mainly from the reference cavity to which the SRO is locked, can be reduced by, firstly, an active control of the cavity and by, secondly, the use of robust frequency stabilization techniques
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Christophe, Julien. "Application of hybrid methods to high frequency aeroacoustics." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2011. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209869.
Full textAbstract:
This work proposes to address the computation of flow-generated noise, including the high frequency components in an acceptable computational time, relative to industrial applications. In this framework, hybrid methods based on aeroacoustic analogies are relevant to predict the corresponding sound, in term of computational time and easy implementation, and are separating the sources of sound computation from the sound propagation itself. Both parts of the hybrid method are then investigated.<p><p>Firstly, the sources of sound should be computed accurately, reproducing most of the energy content of the turbulent flow. The present study is mainly based on LES computations, that are a good compromise between the accuracy and the time required to obtain the sources, especially for low Mach number application, where incompressible flow computations can be used. The influence of the computational parameters is then studied through the investigation of the influence of the boundary conditions, flow solver, mesh refinement, LES subgrid-scale model and computational domain definition. <p><p>Secondly, the sound sources propagation is computed using classical analogies based most of the time on free field Green's functions. They are limited to the low frequency range of the emitted sound spectrum, where the source is compact, if incompressible acoustic sources are used. They are then proposed to be combined with Amiet's theory for airfoil noise to cover the remaining high frequency part of the sound spectrum. The limitations of Amiet's theory are analysed through the geometrical and acoustical far-field assumptions. Furthermore, an inverse strip method is proposed to extend Amiet's theory to spanwise varying flow conditions and taking correctly into account the spanwise wave number effects. <p><p>The leading-edge noise mechanism is studied through the interaction of the turbulent region of a jet with a NACA0012 airfoil. The hybrid method, consisting in an incompressible LES computation combined with Curle's analogy, showed its limitation to the low frequency range of the sound spectrum when low-order CFD are used. The Amiet's theory, based on the modelisation of the upstream velocity spectrum, provides a good sound prediction at high frequency, as far as the airfoil thickness is accounted for. <p><p>The Trailing-edge noise mechanism is studied through the flow around a mid-span cut of a blade (CD airfoil) of an automotive cooling fan. <p>Three different acoustic methods are used :Curle's analogy is using wall-pressure fluctuations over the airfoil surface, Ffowcs-Williams and Hall's analogy is using volumetric velocity informations around the trailing-edge and Amiet's theory for trailing-edge noise is using the wall-pressure spectrum around the trailing-edge and the corresponding spanwise correlation. The methods using wall-pressure informations are shown to directly transfer the informations of the wall-pressure spectrum to the sound spectrum. Differences are appearing in the higher frequency range where the airfoil starts to be non compact, invalidating the use of Curle's analogy at such frequencies compared to the other methods, taking scattering effects into account implicitly in their formulations. <p><p>Finally, in order to reduce the computational cost, Amiet's theory for trailing-edge noise is proposed to be driven from steady RANS computations. Two methods to compute the wall-pressure spectrum from boundary-layer informations are studied. Their respective robustness and reliability are analysed in an uncertainty quantification framework, in case of varying velocity profiles upstream the airfoil. Both models showed similar results and tendency compared to the wall-pressure LES spectrum, as far as the flow topology remains similar.<br>Doctorat en Sciences de l'ingénieur<br>info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Müller, Jonas. "Finite frequency dynamics in correlated quantum conductors." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP061.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous présentons les nouvelles méthodes expérimentales que nous avons développées afin d’étudier la physique fondamentale du transport électronique à travers des conducteurs mésoscopiques en se basant sur la mesure des fluctuations électriques. Dans la première partie de la thèse, nous présentons une nouvelle conception d’un détecteur quantique sans rétroaction pour mesurer séparément la densité spectrale de puissance des fluctuations de courant pour les fréquences positives (bruit d’absorption) et négatives (bruit d’émission). Nous extrayons le bruit d’absorption et d’émission d’une mesure de la puissance échangée entre un conducteur quantique et un résonateur linéaire à fréquence finie, testé pour une jonction SIS couplée à un filtre à cavité. Nos résultats soulignent la signification physique de la formule de Kubo qui, couplée à une description quantique du dispositif de mesure, fournit une version quantique du théorème de Joule. Dans la deuxième partie de la thèse, nous présentons la conception et la construction d’une plate-forme expérimentale pour les mesures RF dépendantes du temps dans les champs magnétiques élevés. L’objectif est de mesurer efficacement un conducteur quantique qui donne lieu à une contre-action de détection sur ses propriétés de transport, connue sous le nom de Blocage de Coulomb Dynamique (DCB). Nous souhaitons étudier de tels effets dans le cas élémentaire d’un canal de conduction unique, avec une transmission arbitraire, interagissant avec un mode électromagnétique unique. Le principal défi consiste à concevoir des résonateurs RF à haute impédance utilisés comme transformateur d’impédance pour coupler efficacement le canal unique à haute impédance (25,8 kΩ) à l’équipement de détection RF désadapté de 50 Ω. Pour notre installation, nous avons d’abord conçu et testé un résonateur tolérant aux champs magnétiques, une bobine métallique plane, qui fournit une impédance caractéristique de 1 kΩ à une fréquence de résonance de 5,4 GHz. En utilisant deux résonateurs en série, il est possible d’obtenir une impédance de détection efficace de 27 kΩ qui assure un couplage suffisant à un seul canal. Avec toutes les méthodologies développées dans cette thèse, il est maintenant possible de réaliser une série remarquable d’expériences diverses dans un futur proche<br>In this work, we present the new experimental methods that we have developed in order to investigate the fundamental physics of electronic transport across mesoscopic conductors based on the measurement of electrical fluctuations. In the first part of the thesis we present a novel design of a back-action free quantum detector to separately measure the power spectral density of current fluctuations for positive (absorption noise) and negative (emission noise) frequencies. We extract the absorption and emission noise from a measurement of the power exchanged between a quantum conductor and a finite frequency linear resonator, tested for a SIS junction coupled to a cavity filter. Our results stress the physical meaning of the Kubo formula which, coupled to a quantum description of the measurement setup, provides a quantum version of Joule’s theorem. In the second part of the thesis, we present the design and construction of an experimental platform for time dependant RF-measurements in high magnetic fields. The goal is to efficiently measure a quantum conductor that gives rise to a detection back-action on its transport properties, known as Dynamical Coulomb Blockade (DCB). We wish to investigate such effects in the elementary case of a single conduction channel, with arbitrary transmission, interacting with a single electromagnetic mode. The main challenge is the engineering of high impedance RF resonators used as impedance transformer to efficiently couple the high impedance single channel (25.8 kΩ) to the mismatched 50 Ω RF-detection equipment. For our setup we have firstly designed and tested a magnetic field tolerant resonator, a planar metallic coil, that provides a characteristic impedance of 1 kΩ at a resonance frequency of 5.4 GHz. Using two resonators in series, an effective detection impedance of 27 kΩ is achievable that provides sufficient coupling to a single channel. With all the methodologies developed in this thesis, it is now possible to perform an amazing series of various experiments in the near future
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Guse, Björn Felix [Verfasser], and Bruno [Akademischer Betreuer] Merz. "Improving flood frequency analysis by integration of empirical and probabilistic regional envelope curves / Björn Felix Guse ; Betreuer: Bruno Merz." Potsdam : Universität Potsdam, 2010. http://d-nb.info/1218391049/34.
Full text
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Delagrange, Raphaëlle. "Josephson effect and high frequency emission in a carbon nanotube in the Kondo regime." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS319/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée au transport quantique à travers une impureté Kondo, formée dans une boîte quantique réalisée dans un nanotube de carbone. L’effet Kondo est ainsi sondé à travers deux situations : en compétition avec l’effet Josephson induit dans le nanotube par des contacts supraconducteurs et à travers son émission haute fréquence. Dans une première série d’expériences, nous avons introduit un nanotube dans un SQUID, afin de mesurer la relation entre son supercourant et la différence de phase supraconductrice à ses bornes. Nous avons mesuré cette relation lorsque les corrélations Kondo et supraconductrices sont du même ordre de grandeur et montré que l’état du système, singulet ou doublet (correspondant respectivement à une jonction 0 ou π) peut alors être contrôlé par la phase supraconductrice. Nous avons également montré que, si un deuxième niveau d’énergie participe au transport des paires de Cooper, la transition 0-π n’est plus une transition du premier ordre comme c’est le cas quand un seul niveau est impliqué. Dans la deuxième partie de la thèse, le nanotube de carbone est couplé, aux fréquences déterminées par un résonateur, à une jonction tunnel supraconductrice servant de détecteur on-chip de bruit haute fréquence. Ceci nous a permis de mesurer le bruit en émission de la boîte quantique dans le régime Kondo avec des couplages aux réservoirs plus ou moins symétriques. Nos mesures posent le problème de l’asymétrie spatiale du bruit mesuré et semblent montrer que, plus le couplage aux réservoirs est symétrique, plus la résonance Kondo est affaiblie dans une situation hors équilibre. Enfin, ce dispositif a été utilisé afin de mesurer l’émission Josephson AC d’un nanotube avec des électrodes supraconductrices, afin de voir ce que devient la compétition entre l’effet Kondo et la supraconductivité à haute fréquence. Ces mesures révèlent une diminution de l’émission Josephson alors que l’on a un maximum de supercourant<br>This thesis is dedicated to quantum transport through a Kondo impurity, formed in a carbon nanotube quantum dot. We probe the Kondo effect in two situations: in competition with the Josephson effect induced in the nanotube by superconducting contacts and through its high frequency emission. In a first experiment, we have introduced a nanotube in a SQUID in order to measure its supercurrent as a function of the superconducting phase across it. We have measured this quantity in the regime where the Kondo and superconducting correlations are of the same order of magnitude and shown that the ground state of the system, singlet or doublet (corresponding respectively to 0 and π junctions), is then controlled by the superconducting phase. We have also demonstrated that, if a second energy level participates in the transport of Cooper pairs, the 0-π transition is not anymore a first order one as it is the case when only one level is involved. In the second part of the thesis, the carbon nanotube is coupled, at some frequencies determined by a resonator, to a tunnel superconducting junction which is used as an on-chip high-frequency noise detector. This enables the measurement of the emission noise of the quantum dot in the Kondo regime, with reservoirs coupled either symmetrically or not to the dot. Our measurements raise the problem of the spatial asymmetry of the measured noise and seem to show that, the more symmetric is the coupling of the reservoirs to the dot, the more the Kondo resonance is weaken in an out-of-equilibrium situation. Finally, this setup has been used in order to measure the AC Josephson emission of a nanotube contacted with superconducting electrodes, in order to extend our investigation of the competition between the Kondo effect and superconductivity at high frequency. These measurements reveal a decrease of the Josephson emission observed together with a maximum of supercurrent
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Kapfer, Maëlle. "Dynamic of excitations of the Fractional quantum Hall effect : fractional charge and fractional Josephson frequency." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS393/document.
Full textAbstract:
Dans certains états quantique de la matière, le courant peut être transporté par des porteurs de charges ayant une fraction e* de la charge élementaire. C'est notamment le cas de l'Effet Hall quantique fractionnaire (EHQF) qui se produit pour des systèmes électroniques bidimensionels à basse température et soumis à un fort champ magnetique perpendiculaire. Quand le nombre de quantum de flux en unité h/e est une fraction du nombre d'électrons, le courant se propage le long des bords de l'échantillon sans dissipation. Les porteurs de charges impliqués dans le transport portent une charge fractionnaire. La mise en évidence de ces charges peut être faite via les faibles fluctuations de courant dûes à la granularité de la charge. Nous présentons ici une méthode fiable de mesure de la charge fractionnaire basée sur des correlations croisées de fluctuations de courant. La dynamique de ces charges fractionnaires lorsque l'échantillon est irradié avec des photons GHz est étudiée, permettant la mesure de la fréquence Josephson des charges fractionnaires. Ces mesures valident les processus photo-assisté en régime d'EHQF et permettent une manipulation résolue en temps des charges fractionnaires, dans le but de réaliser une source d'anyon sur le principe du léviton afin de réaliser des tests de la statistique anyonique de ces charges fractionnaires<br>In some quantum matter states, the current may remarkably be transported by carriers that bear a fraction e* of the elementary electron charge. This is the case for the Fractional quantum Hall effect (FQHE) that happens in two-dimensional systems at low temperature under a high perpendicular magnetic field. When the number of magnetic flux in units of h/e is a fraction of the number of electron, a dissipationless current flows along the edges of the sample and is carried by anyons with fractional charge. The observation of the fractional charge is realized through small current fluctuations produced by the granularity of the charge. Here is presented a reliable method to measure the fractional charge by the mean of cross-correlation of current fluctuations. Moreover, the dynamical properties of those charges is probed when the sample is irradiated with photos at GHz frequency. The long predicted Josephson frequency of the fractional charge is measured. Those measurements validate Photoassisted processes in the FQHE and enable timedomain manipulation of fractional charges in order to realize a single anyon source based on levitons to perform tests of the anyonic statistics of fractional charge
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Fresnel, Schadrac. "Lasers à fibre Brillouin multi-stokes : cohérence et caractérisation en bruit." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S032/document.
Full textAbstract:
La diffusion Brillouin est la diffusion inélastique de la lumière par les ondes acoustiques d'un milieu. Dans une fibre optique, la diffusion Brillouin stimulée (DBS) se manifeste, à partir d'une certaine intensité lumineuse incidente (Pompe), par la génération d'une onde Stokes rétrodiffusée dont la fréquence est décalée de celle de la Pompe d'une valeur directement proportionnelle à la vitesse de propagation des ondes acoustiques. Le décalage Brillouin présente une grande sensibilité à tous les effets qui peuvent modifier la vitesse de l'onde acoustique. Cette propriété permet d'étudier la composition des fibres et confère à la DBS la potentialité pour la réalisation de capteurs à fibres optiques. Le processus de DBS s'accompagne aussi d'un gain pour l'onde Stokes rétrodiffusée, puisque presque toute la puissance de l'onde Pompe y est transférée. Il peut donc être utilisé pour la réalisation d'amplificateurs et de lasers à fibres optiques. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons étudié expérimentalement les propriétés statiques et dynamiques du laser à fibre Brillouin (LFB). Dépendamment du taux d'amortissement de l'onde acoustique et du taux de pertes de la cavité, le LFB peut être très cohérent et très peu bruité, favorisant ainsi son utilisation dans de multiples domaines comme la défense, la métrologie et les télécommunications. Lorsque la Pompe ne fait qu'un tour dans la cavité Brillouin, le LFB étudié présente un bruit de fréquence 10 000 fois plus faible que celui du laser de Pompe tout en gardant un bruit d'intensité similaire. Lorsque la Pompe est résonante, il est possible d'obtenir un LFB à multiples ondes Stokes en cascadant l'effet non-linéaire Brillouin dans la fibre optique. Limités par nos bancs de mesures, nous avons mesuré un bruit de fréquence 1 000 fois plus faible que celui de la Pompe et un bruit d'intensité plus de 100 fois plus faible<br>Brillouin scattering is the inelastic scattering of light by the acoustic waves of a medium. In an optical fiber, stimulated Brillouin scattering occurs, from a certain incident light intensity (pump), for generating a backscattered "Stokes" wave, whose frequency is shifted from that of the pump by a value directly proportional to the acoustic wave propagation velocity in the fiber. The Brillouin shift has a high sensitivity to all effects that can change the speed of the acoustic wave. This property makes it possible to study the composition of the fibers and gives to the SBS the potential for the production of optical fiber sensors. The SBS process is also accompanied by a gain for the backscattered Stokes wave since almost all the power of the Pump wave is transferred there. It can, therefore, be used for the production of optical fiber amplifiers and lasers. As part of this thesis work, we experimentally studied static and dynamic properties of the Brillouin fiber lasers (BFLs). Depending on the damping rate of the acoustic wave and the loss rate of the cavity, the BFL can be very coherent and less noisy, thus promoting its use in multiple fields such as defense, metrology, and telecommunications. When the Pump makes only one turn in the Brillouin cavity, the studied BFL has a frequency noise 10,000 times lower than that of the Pump laser while keeping a similar intensity noise. When the Pump is resonant, it is possible to obtain a BFL with multiple Stokes waves by cascading the Brillouin non-linear effect in the optical fiber. Restricted by our measurement benches, we measured a frequency noise 1000 times lower than that of the Pump and an intensity noise more than 100 times lower
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RENNANE, Abdelali. "Caracterisation et modelisation du bruit basse frequence des composants bipolaires et a effet de champ pour applications micro-ondes." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009299.
Full textAbstract:
Le travail presente dans ce memoire a pour objet principal l'etude des phenomenes de bruit du fond electrique basse frequence dans des transistors pour applications micro-ondes de type effet de champ (HEMT) sur SiGe et GaN ainsi que de type bipolaire a heterojonction (TBH) a base de silicium-germanium (SiGe). Dans un premier chapitre nous rappelons les caracteristiques et proprietes essentielles des sources de bruit en exces que l'on rencontre generalement dans ce type de composants et proposons une description des bancs de mesure de bruit mis en oeuvre. Dans les deuxieme et troisieme chapitres, nous proposons une analyse detaillee de l'evolution du bruit observe en fonction de la frequence, de la polarisation, et de la geometrie sur des HEMTs des deux familles technologiques SiGe et GaN. Nous avons en particulier etudie les deux generateurs de bruit en courant en entree et en sortie respectivement iG et iD ainsi que leur correlation. Ceci nous a permis, en nous appuyant aussi sur l'analyse des caracteristiques statiques des transistors, d'identifier les diverses sources de bruit en exces presentes dans ces composants et de faire des hypotheses sur leurs origines. Le dernier chapitre est consacre aux TBHs a base de SiGe. Dans une premiere partie nous etablissons comment varie le bruit basse frequence de TBHs, fabriques par un premier constructeur, en fonction de la polarisation, de la geometrie et de la fraction molaire de germanium. Dans une seconde partie nous mettons en evidence, d'apres nos observations effectuees sur des TBHs fabriques par un second constructeur, l'impact important sur le bruit BF de stress thermiques appliques sur ce type de composants.
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Thao, Somsai. "Estimation de frequence et de phase dans une transmission numerique par satellite en limite de rapport signal a bruit." Paris, CNAM, 2000. http://www.theses.fr/2000CNAM0342.
Full textAbstract:
Les travaux se situent dans le cadre d'une transmission numerique en mode paquet entre une station terrienne et un satellite a basse altitude. Le probleme central est celui de la synchronisation du recepteur, au voisinage de la limite de shannon pour un canal blanc additif gaussien sans memoire. Les rapports signal a bruit consideres sont donc tres faibles et memes negatifs. La modulation retenue est la modulation a 4 phases (mdp 4 - qpsk ou maq 4 - 4 qam). La premiere etape dans la synchronisation du recepteur consiste a estimer la frequence porteuse, ou frequence de decalage, du signal recu. Cette etape est cruciale pour la suite et fixe le seuil de fonctionnement du systeme. L'etape suivante est l'estimation de la phase de chaque symbole du paquet. Le seuil de decrochement de l'estimation de frequence a ete calcule et on montre qu'il depend de la taille du paquet. D'autre part, un nouvel algorithme pour l'estimation de la frequence d'une sinusoide dans du bruit a ete elabore. Une taille minimale de la sequence d'apprentissage, introduite dans chaque paquet, a ete calculee en fonction du rapport signal a bruit, des probabilites de non detection et de fausse alarme de la sequence. Le fractionnement et le positionnement optimaux de la sequence correspond a deux morceaux egaux, places aux extremites du paquet. Un algorithme pour l'estimation de la phase des echantillons sur toute la longueur du paquet, base sur les moindres carres ponderes, est presente.
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Basset, Julien. "High frequency quantum noise of mesoscopic systems and current-phase relation of hybrid junctions." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00635825.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude de deux aspects de la physique mésoscopique que sont le bruit quantique haute fréquence et l'effet de proximité supraconducteur en se focalisant toutefois sur un système modèle: le nanotube de carbone.Ainsi la première partie de cette thèse est dédiée à la mesure de bruit quantique haute fréquence. Afin de mesurer ces fluctuations nous avons développé un système de détection "on-chip" original dans lequel la source de bruit et le détecteur, une jonction Supraconducteur/Isolant/Supraconducteur, sont couplés par un circuit résonant. Cela nous a permis dans un premier temps de mesurer le bruit à l'équilibre du résonateur. Son bruit comporte une forte asymétrie entre émission et absorption reliée aux fluctuations de point zéro. Une seconde étape a été de mesurer le bruit hors équilibre d'émission du passage tunnel de quasi-particules dans une jonction Josephson. Ce bruit comporte une forte dépendance en fréquence en accord avec les prédictions théoriques et nous a permis de valider le principe de détection. Finalement, nous avons pu mesurer le bruit associé au régime Kondo hors équilibre d'une boîte quantique à nanotube de carbone (énergie caractéristique kBTK avec TK la température Kondo). Ce bruit d'émission à kBTK~hν possède une forte singularité à la tension V=hν/e (ν étant la fréquence de mesure). Cette singularité est reliée aux résonances Kondo dans la densité d'états de la boîte associés aux niveaux de Fermi de chaque réservoir. A plus haute fréquence hν~3kBTK, la singularité disparaît, ce qui est compris par des effets de décohérence induits par la tension.Dans la seconde partie, nous avons développé une technique permettant de mesurer à la fois la relation courant/phase et la caractéristique courant/tension d'un lien faible séparant deux supraconducteurs. Nous avons ainsi caractérisé une jonction à base de nanotube de carbone au travers de laquelle une relation courant-phase modulable par une tension de grille a été observée. Cette relation courant/phase exhibe une forte anharmonicité lorsque le supercourant présente une relativement grande amplitude.
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Tartarin, Jean-Guy. "Caracterisation et modelisation petit signal et en bruit des transistors bipolaires a heterojonction aux frequences micro-ondes." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30281.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de mettre en uvre une technique de modelisation petit signal et en bruit du transistor bipolaire a heterojonction (tbh). Dans une premiere partie, nous abordons les performances dynamiques du tbh par l'etude du transport des porteurs de charges dans les differentes zones du composant. Nous evoquons ensuite l'etat de l'art de la modelisation petit signal des tbhs. Pour completer la modelisation, les differentes representations du bruit dans le tbh intrinseque a partir du modele localise des sources de bruit sont exposees. Le second chapitre de ce memoire est une presentation du banc de mesure de bruit aux frequences micro-ondes. Une etude est realisee afin d'obtenir une configuration optimale du banc. Dans un second temps, nous developpons un procede simple d'extension des possibilites de mesures aux basses frequences micro-ondes (1-4 ghz). La gamme de frequence de caracterisation experimentale en bruit est ainsi portee de 1 a 22 ghz. Enfin, nous terminons ce chapitre par une caracterisation de differentes filieres technologiques de transistors hyperfrequences. Le troisieme volet de notre memoire porte sur la technique d'extraction du schema petit signal que nous avons mis en uvre. D'excellents resultats sont obtenus et valides par une etude de la variation des parametres intrinseques du tbh avec la polarisation. Des sources de bruit sont ensuite associees aux differentes jonctions et resistances parasites. Les resultats obtenus par notre modele coincident parfaitement avec les mesures experimentales. Le quatrieme chapitre est consacre a l'etude de la filiere gainp/gaas. Le modele petit signal est utilise pour mettre en evidence des singularites liees a l'orientation de gravure de l'emetteur. Une etude de la fiabilite est ensuite realisee pour justifier de la maturite technologique des composants, cette phase etant necessaire pour qualifier les tbhs en vue d'applications dans des circuits electroniques hyperfrequences.
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Al, Hajjar Ahmad. "Caractérisation basse fréquence et simulation physique de transistors bipolaires hétérojonction en vue de l'analyse du bruit GR assisté par pièges." Thesis, Limoges, 2016. http://www.theses.fr/2016LIMO0045/document.
Full textAbstract:
Ce travail présente le développement d’un banc de mesure thermique, pour la mesure : de réseaux I (V), d’impédance basse fréquence et de bruit basse fréquence des composants semi-conducteurs. Le banc de mesure de bruit BF est composé d’un amplificateur de tension faible bruit, d’un amplificateur transimpédance, d’un analyseur FFT et d’un support thermique. Ce banc a permis d’extraire les sources de bruit en courants équivalentes aux accès du transistor pour différentes densités de courant et à différentes températures. Dans le but de calculer l’énergie d’activation et la section de capture des pièges grâce à la localisation des fréquences de coupures de bruit GR dans la technologie du TBH InGaP/GaAs. Dans un deuxième temps, nous avons étudié le bruit basse fréquence dans le transistor InGaP/GaAs et les jonctions base émetteur, base collecteur et la résistance TLM par le moyen de simulation physique et de mesure de densité spectrale de puissance de bruit basse fréquence. Grâce à ces mesures, nous avons pu extraire les sources de bruit internes locales commandées et non commandées. Cette extraction nous a permis de calculer les énergies d’activations, les sections de capture et de valider la simulation physique<br>This work presents the development of a thermal test bench for I(V) characteristics, for low frequency impedance and for low frequency noise of semiconductor components. This thermal bench for low frequency noise measurement is composed of a low-noise voltage amplifier, a low-noise transimpedance amplifier, an FFT vector signal analyzer and a thermal chuck. This measurement bench has allowed to extract the current noise sources equivalent to the access transistor at different current densities and at different temperatures. In order to calculate the activation energy and the capture cross section of traps thanks to the localization of the cutoff frequency of GR noise in HBT InGaP / GaAs technology. Secondly, we studied the low frequency noise in the transistor InGaP / GaAs and the differents junctions: emitter base, collector base and the base represented by the TLM resistance using physical simulations and measurements of low-frequency noise power spectrum density. Using this measurements, we extract the controlled and not controlled local internal noise sources. The extraction has allowed us to calculate the activation energy, the capture cross sections and validate the physical simulation
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Bouchand, Romain. "Génération photonique de signaux micro-ondes très bas bruit de phase par peignes de fréquences optiques." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066507/document.
Full textAbstract:
Les meilleurs oscillateurs dans le domaine micro-onde sont souvent des systèmes encombrants ou requérant une maintenance fastidieuse ce qui freine leur utilisation pour des applications mobiles ou dans des environnements aux conditions difficiles. L'avènement des peignes de fréquences optiques, récompensés par un prix Nobel en 2005, a ouvert de nouvelles perspectives en permettant un transfert des qualités inégalées des sources optiques vers le domaine micro-onde. Dans la technique utilisée au LNE-SYRTE, la division de fréquence optique, un signal micro-onde peut être extrait d'un laser ultra-stable dans l'infrarouge proche par photodétection, ce qui s'accompagne d'une réduction du bruit égale au carré du rapport des fréquences initiale et finale, soit plus de 8 ordres de grandeurs. Ce bénéfice est cependant réduit par différents processus collatéraux qui augmentent le niveau de bruit final. Le travail décrit dans cette thèse est la génération et la caractérisation du signal micro-onde le plus pur généré jusqu'à présent. Les différents processus introduisant un excès de bruit lors de la conversion opto-éléctronique sont étudiés et en partie surmontés. En particulier la conversion du bruit d'amplitude du laser femtoseconde vers la porteuse micro-onde est analysée en détail et son effet grandement réduit. Les résultats obtenus laissent penser que les techniques optiques de génération de micro-ondes vont bouleverser l'état de l'art. Les niveaux de pureté atteints et les techniques développées peuvent bénéficier un vaste éventail de domaines comme les radars mobiles, la métrologie temps-fréquence ou les prochaines générations de télécommunications à ultra-haut débit<br>State-of-the-art microwave oscillators are typically bulky systems requiring tedious maintenance which is hindering their use in mobile applications or in demanding environments. The invention of the optical frequency combs, which was awarded a Nobel prize in 2005, was a game-changer as it enabled a high-fidelity transfer of the unrivalled properties of optical oscillators to the microwave domain. In the technique used at SYRTE, the optical frequency division, a microwave signal can be extracted from a near-infrared ultra-stable laser using photodetection. The transfer is accompanied by a reduction of phase noise equal to the microwave-to-optical frequency ratio squared, i.e. more than eight order of magnitudes. This benefit is however reduced by several processes producing excess noise during the transfer. The work described in this thesis is the generation of the lowest phase noise microwave signal ever reported. The different processes inducing excess noise are analyzed and, in part, overcome. Specifically, the conversion of the femtosecond laser intensity noise to the microwave phase noise is studied thoroughly and its effect significantly reduced. The results augur that the optical approaches in microwave generation are on the verge to disrupt the state-of-the-art. The noise levels demonstrated and the techniques developed can benefit a large range of applications such as mobile radars, time and frequency metrology or the next generation of ultrafast telecommunication networks
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BAHOURA, MESSAOUD. "Influence du bruit de phase d'une diode laser sur les performances ultimes de son asservissement en frequence sur une resonance optique." Paris 11, 1998. http://www.theses.fr/1998PA112148.
Full textAbstract:
Le travail de cette these consiste a etudier theoriquement et experimentalement l'influence du bruit de phase d'un laser a semi-conducteurs sur les performances ultimes de son asservissement en frequence sur une resonance optique. Trois references sont choisies : un interferometre de mach-zender, une cavite fabry-perot et une vapeur atomique. Afin de tester les limites de certains modeles usuels de description des fluctuations de phase du laser, j'utilise une theorie generale impliquant l'interferometre de mach-zender et basee sur le modele du champ laser a diffusion de phase sans restriction sur les valeurs relatives des largeurs de raies du laser et de la reference. Je montre que le processus de modulation-demodulation, en presence du bruit de phase du laser, genere deux types d'exces de bruit par rapport au bruit de grenaille de photons : bruit de conversion et bruit d'intermodulation. Ces exces de bruit s'ajoutent au signal d'erreur et limitent la stabilite du laser asservi. Les predictions theoriques confirmees par des resultats experimentaux montrent que la reponse frequentielle d'un systeme atomique a deux niveaux en regime de faible saturation interroge par un champ laser bruyant est identique a celle d'une cavite fabry-perot eclairee par le meme laser. Je montre que dans les conditions typiques d'asservissement la purete spectrale du laser asservi est principalement limitee par l'exces de bruit d'intermodulation. Cet effet, initialement mis en evidence dans le domaine micro-onde, peut etre reduit avec un choix convenable de la configuration de detection et de la frequence de modulation. Ainsi une source laser de haute purete spectrale compatible avec nos applications peut etre realisee. Les resultats de ce memoire peuvent mener a d'interessantes etudes sur les phenomenes de bruit dans les domaines de la metrologie des frequences, la spectroscopie a haute resolution, le refroidissement d'atomes par laser et le pompage optique.
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El, Husseini Joanna. "Modélisation et caractérisation de la conduction électrique et du bruit basse fréquence de structures MOS à multi-grilles." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20209/document.
Full textAbstract:
Avec la diminution constante des dimensions des dispositifs électroniques, les structures MOS font face à de nombreux effets physiques liés à la miniaturisation. Dans le but de maintenir le rythme d'intégration indiqué par la loi de Moore, des nouvelles technologies, dont la structure résiste plus à ces effets physiques, remplacerons le transistor MOSFET bulk. Les modèles physiques permettant de prédire le comportement des transistors MOS atteignent rapidement leurs limites quand ils sont appliqués à ces structures émergentes. Ce travail de thèse est consacré au développement des modèles numériques et analytiques dédiés à la caractérisation des nouvelles architectures SOI et à substrat massif. Nous nous focalisons sur la modélisation du courant de drain basée sur le potentiel de surface, ainsi qu'à la modélisation du comportement en bruit basse fréquence de ces nouveaux dispositifs. Nous proposons un modèle explicite décrivant les potentiels de surface avant et arrière d'une structure SOI. Nous développons ensuite un modèle de bruit numérique et analytique permettant de caractériser les différents oxydes d'une structure FD SOI. La dernière partie de ce mémoire est consacrée à l'étude d'une nouvelle architecture du transistor MOS sur substrat massif. Une caractérisation de la conduction électrique de ce dispositif et de son comportement en bruit basse fréquence sont présentés<br>With the continuous reduction of the size of MOS devices, various associated short channel effects become significant and limit this scaling. To restrain this limit, multi-gate MOSFET devices seem to be more interesting, thanks to their better control of the gate on the channel. These new devices seem to be good candidates to replace the classical MOS architecture. The existing physical models used to predict the behaviour of MOSFET bulk devices are limited when they are applied to these emerging structures. This thesis is devoted to the development of numerical and analytical models dedicated to the characterization of new SOI architectures and bulk devices. We focus on the modeling of the drain current based on the surface potential as well was the modeling of the low frequency noise behaviour of these devices. We propose an explicit model describing the front and back surface potential of a FD SOI structure. We then develop numerical and analytical low frequency noise models allowing the characterization of the different oxides of a FD SOI structure. The last part of this thesis is devoted to the study of a new architecture of bulk MOS transistors. A characterization of the electrical conduction of this device and its low frequency noise behavior are presented
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Rouchon, Amélie. "Analyse et développement d’outils numériques déterministes et stochastiques résolvant les équations du bruit neutronique et applications aux réacteurs thermiques et rapides." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS232/document.
Full textAbstract:
Le bruit neutronique désigne les fluctuations de la population neutronique induites par des changements déterministes ou stochastiques des sections efficaces macroscopiques lors du fonctionnement à puissance nominale d’un réacteur nucléaire. Ces perturbations peuvent avoir des origines diverses comme une variation de densité du caloporteur ou une vibration d’un élément mécanique (barres de contrôle, assemblages ou crayons combustibles…). Dans les réacteurs de puissance, ces bruits neutroniques sont observables par les détecteurs de neutrons placés à l’intérieur et à l’extérieur du cœur. Lorsque ces bruits sont jugés anormaux, tout l’enjeu est de savoir identifier et localiser leurs sources afin de pouvoir mettre en place les mesures de sûreté éventuellement nécessaires au bon fonctionnement de l’installation. Ces bruits peuvent aussi être exploités pour déterminer certaines propriétés du caloporteur comme sa vitesse ou son titre vapeur, ou encore d’autres propriétés dynamiques globales comme le coefficient de température d’un réacteur à eau pressurisée.Les équations générales du bruit neutronique sont issues de la linéarisation et de la transformée de Fourier de l’équation de Boltzmann cinétique perturbée autour de l’état d’équilibre du cœur en suivant l’hypothèse de petites perturbations et en prenant en compte le couplage avec les équations des précurseurs. Ceci a pour résultat une équation à source dans le domaine fréquentiel. Résoudre cette équation complexe permet de prédire le bruit pour différents emplacements de détecteurs.Cette thèse a pour principal objectif de mettre en place des outils de calculs neutroniques en implémentant notamment un solveur de bruit neutronique dans le code de transport déterministe multi-filière APOLLO3® développé au CEA.Au cours de nos travaux, nous avons tout d’abord étudié et analysé la théorie classique du bruit neutronique. Il nous est apparu qu’il était plus judicieux de définir comme opérateur d’équilibre la moyenne temporelle de l’opérateur cinétique perturbé plutôt que l’opérateur de Boltzmann stationnaire. Ce nouvel opérateur d’équilibre, qui a été développé pour la théorie linéaire et non linéaire, permet en effet de prendre en compte le système de régulation de la puissance présent dans les cœurs de réacteurs qui contrebalance automatiquement tout surplus de réactivité introduit par des perturbations.Nous avons implémenté par la suite la résolution numérique des équations du bruit en théorie de la diffusion et du transport dans une maquette dite « fil » pour des géométries à une dimension en multigroupe. La résolution des équations non linéarisées du bruit en théorie de la diffusion a aussi été implémentée afin d’étudier les limites de la théorie linéaire. Deux méthodes Monte Carlo ont été implémentées dans cette maquette : une méthode proposée très récemment dans la littérature et une nouvelle méthode que nous avons mise en place afin d’améliorer cette dernière. Cette nouvelle méthode a vocation à être implémentée dans le code Monte Carlo de référence TRIPOLI-4® développé au CEA. À l’aide de cette maquette, nous avons de plus proposé une nouvelle façon de modéliser plus exactement une vibration mécanique, modélisation que nous avons comparée avec les diverses modélisations analytiques existantes.Enfin, nous avons implémenté la résolution des équations linéaires du bruit en théorie de la diffusion et du transport dans le code déterministe APOLLO3® (solveur réseau IDT). Afin de tester ce nouveau solveur, nous avons mené à bien des calculs de bruit sur un cœur complet de réacteur à eau légère et à baffle lourd à deux et trois dimensions. Ces simulations nous ont permis de conclure nos travaux en étudiant l’impact de certaines sources de bruit, une oscillation ou une vibration d’un assemblage par exemple, sur un système aussi réaliste que ceux étudiés en calculs stationnaires et ce en théorie de la diffusion et du transport à deux groupes d’énergie<br>Neutron noise analysis addresses the description of small time-dependent flux fluctuations induced by small global or local perturbations of the macroscopic cross-sections. These fluctuations may occur in nuclear reactors due to density fluctuations of the coolant, to vibrations of fuel elements, control rods, or any other structures in the core. In power reactors, ex-core and in-core detectors can be used to monitor neutron noise with the aim of detecting possible anomalies and taking the necessary measures for continuous safe power production. Thus, neutron noise techniques are more and more used by the nuclear industry for non-invasive monitoring, control and detection of anomalies in nuclear power plants. They are also applied to the measurement of the properties of the coolant, such as speed and void fraction, or of global dynamic properties such as the moderator temperature coefficient of a pressurized water reactor.The general noise equations are obtained by assuming small perturbations around a steady state in the neutron field and by subsequently taking the Fourier transform in the frequency domain. The analysis is performed based on the neutron kinetic equations including the coupling with neutron precursors. For each frequency, the outcome of the Fourier transform analysis is a fixed-source equation for the perturbed neutron field, which can then be solved so as to predict noise measurements at detector locations.The objective of this thesis is to develop techniques for neutron noise analysis and especially to implement a neutron noise solver in the deterministic transport code APOLLO3® developed at CEA.First, we studied and analyzed the traditional neutron noise theory. In order to take into account the action of the regulating system which cancel the time-averaged reactivity added by a perturbation in a core, we found that it is preferable to choose as steady-state operator the time-averaged of the kinetic operator rather than the stationary Boltzmann operator. This new steady-state operator has been developed for the linear and the non-linear full theory.Then, we have implemented a neutron noise solver in diffusion and transport theory for a simple “rod” geometry in multigroup. A non-linear neutron noise solver has been also implemented in diffusion theory for this rod geometry in order to analyze the limits of the linear theory. Moreover, two Monte Carlo methods that solve the transport equations for the neutron noise in the frequency domain have been implemented for this rod geometry: one recently developed in the literature and a new Monte Carlo algorithm that we have developed so as to improve the latter. This new algorithm is supposed to be implemented in the reference Monte Carlo code TRIPOLI-4® developed at CEA. In addition, a new one-dimension vibration model has been developed and tested for the rod geometry in order to simulate a periodic vibration of a mechanical element and to determine the neutron noise generated by this perturbation.Lastly, a neutron noise solver has been implemented in diffusion and transport theory in the deterministic transport code APOLLO3® (IDT lattice solver). In order to test this new solver, we have performed neutron noise simulations in a large pressurized water reactor with heavy baffle in two and three dimensions. Thus, we have concluded our work by analyzing the neutron noise induced by different noise sources, an oscillation or a vibration of one assembly for example, in a case as realistic as ones used in stationary calculations. These simulations have been performed in diffusion and transport theory with two energy groups
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Soubercaze-Pun, Geoffroy. "De l’étude de bruit basse fréquence à la conception d’oscillateur en bande X à partir de transistor AlGaN/GaN HEMT." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30081.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'étudier les transistors à effet de champ à haute mobilité électronique (HEMT) réalisés en Nitrure de Gallium par des mesures en bruit basse fréquence et de réaliser un oscillateur à faible bruit de phase en bande-X. Dans la première partie, nous décrivons succinctement les propriétés du matériau, le transistor ainsi que les sources de bruit basses susceptibles d'êtres présentes dans une structure de type HEMT. La méthodologie de mesure et le banc de bruit basse fréquence sont présentés. Une étude comparative est réalisée sur les comportements en bruit basse fréquence des composants épitaxiés sur différents substrats (Si, SiC, Al2O3). Enfin, une les variations de l'index de fréquence g du bruit en 1/fg relevées sur certains composants sont corrélées au mécanisme de transport des électrons dans la structure : pour cela, nous avons confronté les mesures en bruit basse fréquence avec des simulations physiques. La seconde partie s'intéresse aux composants épitaxiés sur un substrat de Carbure de Silicium. Une méthodologie d'extraction de composantes mathématiques du spectre de bruit basse fréquence est présentée puis validée. Des études en fonction de la polarisation et de la température ont permis de découvrir l'origine des pièges et de les localiser. Enfin, une corrélation avec une étude physique (SIMS) est présentée. Dans la troisième partie, nous développons un modèle large signal afin de réaliser un démonstrateur en bande X. Les performances à l'état de l'art de l'oscillateur sont ensuite présentées (POUT=20dBm, Lf(100kHz)=-105 dBc/Hz à 10 GHz)<br>This work is dedicated to the study in the field of low frequency noise characterization of Gallium Nitride High Electron Mobility Transistors (HEMT) and to the design of an X-Band low phase noise oscillator. First of all, we describe the Gallium Nitride intrinsic properties, the HEMT structure and the associated noise sources that can occur in such device. The low frequency noise (LFN) measurement methodology is also presented. Then, a comparative study is exposed using low frequency noise measurement between devices grown on different substrate (Si, SiC, Al2O3). Finally, an investigation on the 1/fg noise and the frequency index g is performed, indicating a correlation between the frequency index g and the transport mechanism of the carriers in the two dimensional electron gas (2DEG) or in a parasitic AlGaN channel between drain and gate. This study makes use of both LFN measurements and physical simulations. The second part focuses on HEMT grown on SiC substrate: low frequency noise spectra are investigated, and a mathematical extraction procedure is presented. Then, an accurate study is lade thanks to the mathematical extraction of the noise sources versus biasing and under different thermal stress conditions to find the origin of G-R centers. A correlation between this study and SIMS measurements is presented. The last section of this work deals with large signal modelling and X-band oscillator: an original, accurate and fast modelling technique is proposed as an alternative to the usually time consuming traditional techniques. Thus the oscillator is designed, and its performances are discussed (POUT=20dBm, Lf(100kHz)=-105 dBc/Hz at 10 GHz)
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Berger, Frederik Magnus [Verfasser], Thomas [Akademischer Betreuer] Sattelmayer, Bruno [Gutachter] Schuermans, Thomas [Gutachter] Sattelmayer, and Christian O. [Gutachter] Paschereit. "High Frequency Transverse Thermoacoustic Instabilities in Swirl and Reheat Combustors / Frederik Magnus Berger ; Gutachter: Bruno Schuermans, Thomas Sattelmayer, Christian O. Paschereit ; Betreuer: Thomas Sattelmayer." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2020. http://d-nb.info/120668741X/34.
Full text
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Pouységur, Michel. "Effets de surface et bruits en exces dans le transistor a effet de champ sur arseniure de gallium." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30093.
Full textAbstract:
Un nouveau modele du bruit en exces basse-frequence dans les structures gaas est presente dans ce memoire. Il est base sur l'etude precise du comportement electrique de la zone interelectrodes des composants. Il prend en compte deux phenomenes distincts propres a cette region et qui agissent en particulier sur le bruit de fond electrique. La prise en compte simultanee de ces deux phenomenes permet de rendre compte avec precision de certains comportements du bruit basse-frequence jusqu'alors inexpliques dans les structures gaas. Il s'agit en particulier du bruit en 1/f**(3/2) communement mesure sur des composants de technologie avancee. La validite du modele est verifiee par de nombreuses experiences et mesures realisees sur plusieurs types de composants. Une etroite correlation est mise en evidence entre les caracteristiques de la surface des composants et leur comportement en bruit. Ce modele permet egalement de definir diverses ameliorations technologiques susceptibles dans l'avenir de minimiser le bruit de fond electrique basse-frequence des composants gaas
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Ramirez-garcia, Eloy. "Analyse expérimentale et modélisation du bruit haute fréquence des transistors bipolaires à hétérojonctions SiGe et InGaAs/InP pour les applications très hautes fréquences." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112082/document.
Full textAbstract:
Le développement des technologies de communication et de l’information nécessite des composants semi-conducteurs ultrarapides et à faible niveau de bruit. Les transistors bipolaires à hétérojonction (TBH) sont des dispositifs qui visent des applications à hautes fréquences et qui peuvent satisfaire ces conditions. L’objet de cette thèse est l’étude expérimentale et la modélisation du bruit haute fréquence des TBH Si/SiGe:C (technologie STMicroelectronics) et InP/InGaAs (III-V Lab Alcatel-Thales).Accompagné d’un état de l’art des performances dynamiques des différentes technologies de TBH, le chapitre I rappelle brièvement le fonctionnement et la caractérisation des TBH en régime statique et dynamique. La première partie du chapitre II donne la description des deux types de TBH, avec l’analyse des performances dynamiques et statiques en fonction des variations technologiques de ceux-ci (composition de la base du TBH SiGe:C, réduction des dimensions latérales du TBH InGaAs). Avec l’aide d’une modélisation hydrodynamique, la seconde partie montre l’avantage d’une composition en germanium de 15-25% dans la base du TBH SiGe pour atteindre les meilleurs performances dynamiques. Le chapitre III synthétise des analyses statiques et dynamiques réalisées à basse température permettant de déterminer le poids relatif des temps de transit et des temps de charge dans la limitation des performances des TBH. L’analyse expérimentale et la modélisation analytique du bruit haute fréquence des deux types de TBH sont présentées en chapitre IV. La modélisation permet de mettre en évidence l’influence de la défocalisation du courant, de l’auto-échauffement, de la nature de l’hétérojonction base-émetteur sur le bruit haute fréquence. Une estimation des performances en bruit à basse température des deux types de TBH est obtenues avec les modèles électriques<br>In order to fulfil the roadmap for the development of telecommunication and information technologies (TIC), low noise level and very fast semiconductor devices are required. Heterojunction bipolar transistor has demonstrated excellent high frequency performances and becomes a candidate to address TIC roadmap. This work deals with experimental analysis and high frequency noise modelling of Si/SiGe:C HBT (STMicroelectronics tech.) and InP/InGaAs HBT (III-V Lab Alcatel-Thales).Chapter I introduces the basic concepts of HBTs operation and the characterization at high-frequency. This chapter summarizes the high frequency performances of many state-of-the-art HBT technologies. The first part of chapter II describes the two HBT sets, with paying attention on the impact of the base composition (SiGe:C) or the lateral reduction of the device (InGaAs) on static and dynamic performances. Based on TCAD modelling, the second part shows that a 15-25% germanium composition profile in the base is able to reach highest dynamic performances. Chapter III summarizes the static and dynamic results at low temperature, giving a separation of the intrinsic transit times and charging times involved into the performance limitation. Chapter IV presents noise measurements and the derivation of high frequency noise analytical models. These models highlight the impact of the current crowding and the self-heating effects, and the influence of the base-emitter heterojunction on the high frequency noise. According to these models the high frequency noise performances are estimated at low temperature for both HBT technologies
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Cabrera, Salas Dwight José. "Low phase noise Mm-wave frequency generation for backhauling applications on BiCMOS technology." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0432/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l’analyse et la conception de générateurs de fréquence millimétrique à faible bruit de phase destinés à des applications de communication sans fil de très haut débit sur une technologie BiCMOS 0.25m. Spécifiquement, des applications backhauling sont visées sur le protocole de communication P2P (point-to-point), pour un système de radio hétérodyne (à faible fréquence intermédiaire) approprié pour les bandes entre 30–38GHz et de faible profondeur de modulation (2-3 bits /symbole). Une étude rigoureuse du comportement du bruit de phase en 1/f2 d’un oscillateur contrôlé en tension (du type paire différentielle croisée) en fonction de la fréquence d’oscillation est développée. Des facteurs essentiels pour la conception de ces oscillateurs tels que la plage de fréquence et la charge de la paire croisée sur le résonateur sont pris en compte dans l’analyse. L’étude révèle que lorsque la fréquence augmente, l’oscillateur passe à travers deux régimes d’opération différents, ici appelés région QL-limited et région QC- limited, qui résultent de la dépendance du facteur de qualité du résonateur à sa partie inductive (pour les basses fréquences d’oscillation) et sa partie capacitive (pour les hautes fréquences d’oscillation). De plus, l’impact de la plage de fréquence sur l’évolution du bruit de phase en 1/f2 a été considéré en utilisant un circuit classique à base d’un varactor et d’un condensateur du type MiM. Des équations simples et précises ont été calculées pour les paramètres du circuit afin d’obtenir une fréquence centrale souhaitée avec la variation de la capacité requise. Pour ce circuit, il a été démontré (et vérifié à travers des simulations du circuit) que le pire scénario du facteur de qualité peut être associé à la constante de temps d’un condensateur. Ce dernier a permis d’estimer aisément le facteur de qualité minimal de la partie capacitive du résonateur LC de l’oscillateur, pour une plage de fréquence donnée, en fonction de la fréquence d’oscillation. D’une manière similaire, et basée sur une analyse à petit signal, la constante de temps de la capacité de sortie de la paire croisé a été déterminée. Notamment cette constante de temps présente un comportement constant sur une large gamme de fréquences, ce qui permet d’évaluer facilement son facteur de qualité. Cette étude fournit les bases théoriques qui permettent l’évaluation du bruit de phase en 1/f2 d’une source de signal basée sur un oscillateur en mode fondamental, super-harmonique ou sous-harmonique. En effet, la supériorité des oscillateurs sous-harmoniques est démontrée et des équations simples sont proposées pour déterminer la performance maximale et les conditions dans lesquelles elles peuvent être atteintes. Enfin, un système de génération de signal est ainsi conçu et vérifié par des mesures sur un prototype. Le système est composé d’un VCO sous-harmonique suivi d’un tripleur de fréquence (ILFT) –verrouillé par injection. Le circuit est implémenté sur une technologie SiGe:C BiCMOS 0.25 m. Le tripleur implémente une configuration à émetteur commun, polarisé en courant, qui exploite la seconde harmonique du VCO afin d’améliorer l’efficacité de la génération du signal responsable de verrouiller le ILFT. A 30.8 GHz, le système atteint un bruit de phase de -112 dBc/Hz à 1MHz d’offset. La consommation totale de courant est de 38mA pour une tension d’alimentation de 2.5V. Un deuxième prototype a été réalisé pour un système de génération multibande, offrant ainsi trois sorties RF à 18 GHz, 34GHz et 68 GHz. Avec une plage de fréquence de 10% (mesurée par rapport à la fréquence centrale) pour chaque sortie RF. Le bruit de phase mesuré à 1MHz d’offset est respectivement de -113dBc/Hz, -107dBc/Hz et -100dBc/Hz<br>This thesis deals with the analysis and design of Low phase Noise Local-Oscillator(LO) sources suitable for backhauling applications on the frequencies 30-38GHz. The LO is intended to be used in a low-IF architecture for low order modulations (2-3 bits/symbol). This work was developed in collaboration with NXP Semiconductorsat CAEN, France, within the project RF2THz of the European program CATRENE.The original contributions in this work include a rigorous study of the 1/f2 phasenoise characteristics of the VCO (bipolar cross-coupled pair Voltage-Controlled-Oscillator) with the oscillating frequency. Key factors in the design of VCOs such as tuning range and the tank load given by the cross-coupled pair are considered in the analysis. The study reveals that as the frequency scales, the VCO passes through two different zones, named the QL-limited and the QC-limited region, that results from the dependence of the resonator quality factor on its inductive part (for low oscillating frequencies) and its capacitive part (for high oscillating frequencies). Moreover, the impact of the tuning range on the 1/f2 phase noise evolution was captured by using a classical circuit based on an AC-coupled varactor and a MiM capacitor. Simple and accurate equations were derived for the circuit parameters in order to achieve a desired central frequency with the required capacitance variation. For this circuit, it is demonstrated (and verified through circuit simulations) that the lowest quality factor scenario can be associated to the time-constant of a lossy capacitor. The latter allows to estimate easily the minimum quality factor of the capacitive part of the VCO LC tank, for a given tuning range, as a function of the oscillating frequency. In a similar way, and based on a small signal analysis, the time-constant of the output capacitance of the bipolar cross-coupled pair was derived. Interesting, this time constant shows a constant behavior over a wide frequency range, thereby allowing to estimate easily its quality factor. This study set the bases for an analytical framework that enables the evaluation of the 1/f2 phase noise performances of local oscillator sources working either on fundamental,super-harmonic or sub-harmonic mode. The superiority in terms of 1/f2 phase noise of local oscillators based on sub-harmonic oscillators is thus demonstrated and simple equations are derived to determine the maximum performance and the conditions on which this can be achieved. Finally, a signal generation system intended for a low-IF point-to-point fixed radio system in the Ka-Band band is thus designed and verified through prototype measurements.The system is composed by a sub-harmonic VCO followed by an injectionlocked frequency tripler (ILFT) and it is designed in a 0.25m BiCMOS SiGe:C technology. The ILFT implements a cascode current-biased common emitter configuration that exploits the second harmonic of the VCO to enhance the efficiency in the generation of the injecting signal responsible for the ILFT locking. At 30.8GHz, the system achieves a phase noise of -112dBc/Hz at 1MHz offset. The total current consumption is 38mA for a supply voltage of 2.5V. A second prototype is designed for a multiband LO generation, providing thus three RF outputs at 18GHz, 34GHz and 68GHz. With a measured tuning range of 10% for each RF output, the measured phase noise at 1MHz is -113dBc/Hz, -107dBc/Hz and -100dBc/Hz respectively
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Guillemot, Antoine. "Surveillance sismologique des glaciers rocheux : pour mieux contraindre un risque émergent." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALU020.
Full textAbstract:
Au sein des régions de permafrost de montagne, les glaciers rocheux désignent des formations périglaciaires composées d’un mélange de débris rocheux de granulométrie variable et de matériaux gelés en profondeur. Parmi eux, les glaciers rocheux actifs présentent des vitesses de déplacement de surface de l’ordre du m/an, témoignant d’une dynamique de déformation en profondeur régie par des processus thermo-hydro-mécaniques. Ainsi, leur rôle dans l’apport de sédiments mobilisables en laves torrentielles peut être important, de même que les risques naturels émergents liés à leur déstabilisation. En soutien du suivi cinématique, les méthodes géotechniques et géophysiques permettent d’investiguer en profondeur un glacier rocheux, mais restent ponctuelles et discontinues. En revanche, les méthodes de sismologie environnementale, déjà éprouvées pour la surveillance de glissements de terrain, permettent d’enregistrer des données sismiques continues rendant compte de l’état de la subsurface ; l’objet de cette thèse est donc d’appliquer ces techniques de sismique passive à la surveillance des glaciers rocheux.Deux sites actifs ont donc été instrumentés pendant plusieurs années : le glacier rocheux de Gugla (Valais, Suisse) et celui du Laurichard (Hautes-Alpes, France). À partir des données sismiques recueillies, plusieurs méthodes leur ont été appliquées : corrélation de bruit de fond, microsismicité, analyse spectrale. De façon générale, la variation relative de la vitesse de propagation des ondes de surface (dv/v) montre des variations saisonnières significatives : celle-ci atteint un maximum en fin d’hiver, avant de chuter lors de fonte printanière et d’atteindre un minimum en période estivale. De même, les fréquences de résonance propres aux glaciers rocheux, repérées au sein du contenu spectral du bruit de fond sismique, suivent un même régime saisonnier. Nous interprétons ces observations comme l’effet du processus de gel et de dégel sur la rigidité globale du glacier rocheux.Afin de modéliser la variation des paramètres élastiques du milieu due à ce processus de gel, nous avons utilisé un modèle poro-élastique de Biot-Gassmann à trois phases, assimilant le glacier rocheux à un matrice poreuse solide dont les pores sont remplis d’eau liquide ou de glace. Les paramètres du modèle ont été contraints par les résultats des prospections de géophysique active réalisées en été sur chacun des sites. Les grandeurs observables (dv/v et fréquences de résonance) ont ensuite été modélisées, respectivement par comparaison de courbes de dispersion et analyse modale par éléments finis. Les résultats sont en adéquation avec les observations, améliorant ainsi la quantification et la localisation des phénomènes de gel et de dégel saisonniers au sein des glaciers rocheux.De même, la décorrélation (Kd) des intercorrélations de bruit de fond, de même que la variabilité journalière de la densité de puissance spectrale, augmentent fortement lors des épisodes de fonte. Ces observations permettent alors de mieux dater et localiser l’infiltration d’eau liquide au sein de la matrice poreuse.En parallèle de la modélisation des processus physiques, une approche empirique définissant des seuils d’alerte peut également être adoptée, permettant d’intégrer la surveillance sismologique des glaciers rocheux dans des systèmes d’alerte opérationnels<br>Within mountain permafrost regions, rock glaciers refer to periglacial formations composed of a mixture of rock debris of varying size and frozen materials at depth. Among them, active rock glaciers exhibit surface displacement velocities of the order of m/year, reflecting deep-seated deformation dynamics governed by thermo-hydro-mechanical processes. Thus, their contribution to the sediment transfer that can be mobilized in torrential flows may be substantial, as well as the emerging natural risks linked to their destabilization. In support of kinematic monitoring, geotechnical and geophysical methods can be used to investigate a rock glacier at depth, but remain punctual and discontinuous. On the other hand, environmental seismology methods, already applied to landslide monitoring, allow continuous seismic recordings, reporting the state of the subsurface; the aim of this thesis is therefore to apply these passive seismic techniques to the monitoring of rock glaciers.Two active sites have thus been instrumented for several years: the Gugla rock glacier (Valais, Switzerland) and the Laurichard rock glacier (Hautes-Alpes, France). Several methods were applied to these seismic data: ambient noise correlation, microseismicity and spectral analysis. In general, the relative variation of the surface wave velocity (dv/v) shows significant seasonal variations: it reaches a maximum at the end of winter, before dropping during spring melt and reaching a minimum in summer. Similarly, the resonance frequencies specific to rock glaciers, that have been picked within the spectral content of the seismic ambient noise, follow the same seasonal pattern. We interpret these observations as the effect of freeze-thawing processes on the averaged stiffness of the rock glacier.In order to model the variation in the elastic parameters of the medium due to this freezing process, we used a three-phase Biot-Gassmann poroelastic model, considering the rock glacier as a solid porous matrix with pores filled with liquid water or ice. The parameters of the model were constrained by the results of active geophysical surveys carried out in summer at each of the sites. The observed variables (dv/v and resonance frequencies) have then been modelled by comparison of dispersion curves and modal analysis, respectively. The results are consistent with the observations, thus improving the quantification and localization of seasonal freezing and thawing processes within rock glaciers.Similarly, the decorrelation (Kd) of the ambient noise cross-correlations, as well as the daily variability of the spectral power density, increase sharply during melting periods. These observations make it possible to better date and locate liquid water infiltration within the porous matrix.In parallel with modelling of physical processes, an empirical approach defining alert thresholds can also be adopted, towards the integration of this seismic monitoring of rock glaciers into early warning systems
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Brenes, Alexis. "Modélisation des phénomènes non-linéaires dans un capteur MEMS résonant pour l'optimisation de ses performances et de sa fiabilité." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC072/document.
Full textAbstract:
L’utilisation des technologies MEMS dans la navigation aéronautique présente deux difficultés majeures.D’une part, le bon fonctionnement des appareils de mesure de l’aviation civile requiert l’anticipation des défaillances susceptibles de se produire durant des décennies. D’autre part, le remplacement des capteurs macroscopiques traditionnels par des cellules MEMS ne peut se faire qu’à niveau de performances équivalent. Vis-à-vis de ces deux enjeux de fiabilité et de performance, le comportement fortement non-linéaire des résonateurs MEMS est souvent considéré comme un frein voire une limite infranchissable aux progrès technologiques.Cependant, l’exploitation de ces phénomènes non-linéaires constitue en réalité une source extrêmement riche d’améliorations. Au prix d’une complexité mathématique accrue et d’efforts de conception spécifiques, la modélisation précise des phénomènes non-linéaires affectant le comportement des MEMS donne accès à des informations précieuses, aussi bien pour la détection de défaillances que pour l’amélioration des performances.Dans cette thèse, on développe une procédure de caractérisation linéaire et non-linéaire de cellules MEMS résonantes. Après avoir démontré l’intérêt et vérifié expérimentalement la précision d’une telle caractérisation, on montre comment la connaissance des caractéristiques non-linéaires permet de déterminer des points de fonctionnement optimaux en termes de stabilité fréquentielle des capteurs oscillants, et donc de précision et de justesse des mesures<br>The use of MEMS technologies in navigation measurements faces two main challenges.On the one hand, reliability improvement requires a deep understanding of MEMS failure mechanisms. These components are meant for long-term use and are subject to harsh mechanical and thermal constraints during their expected lifetime, usually longer than a decade. On the other hand, the replacement of macroscopic navigation sensors by MEMS components remains impossible as long as the performances of MEMS sensors do not match those of their macroscopic equivalents. With respect to these two challenges, the nonlinear behavior of MEMS resonators is usually seen as an obstacle, if not an insurmountable barrier to technological progress.However, nonlinear phenomena are actually a rich source of potential improvements. At the cost of increased mathematical complexity and specific design efforts, a precise model of MEMS nonlinear behaviors gives access to valuable information about the internal structure of the device. This information may then be used for failure detection and performance optimization.In this thesis, a linear and nonlinear characterization method is developed and experimentally-demonstrated. The knowledge of such nonlinear characteristics allows the determination of optimal operating points in terms of frequency stability and, hence, measurement accuracy
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Jang, Do Young. "Transport properties and low-frequency noise in low-dimensional structures." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENT096/document.
Full textAbstract:
Les propriétés électriques et physiques de structures à faible dimensionalité ont été étudiées pour des applications dans des domaines divers comme l’électronique, les capteurs. La mesure du bruit bruit à basse fréquence est un outil très utile pour obtenir des informations relatives à la dynamique des porteurs, au piègeage des charges ou aux mécanismes de collision. Dans cette thèse, le transport électronique et le bruit basse fréquence mesurés dans des structures à faible dimensionnalité comme les dispositifs multi-grilles (FinFET, JLT…), les nanofils 3D en Si/SiGe, les nanotubes de carbone ou à base de graphène sont présentés. Pour les approches « top-down » et « bottom-up », l’impact du bruit est analysé en fonction de la dimensionalité, du type de conduction (volume vs surface), de la contrainte mécanique et de la présence de jonction metal-semiconducteur<br>Electrical and physical properties of low-dimensional structures have been studied for the various applications such as electronics, sensors, and etc. Low-frequency noise measurement is also a useful technique to give more information for the carrier dynamics correlated to the oxide traps, channel defects, and scattering. In this thesis, the electrical transport and low-frequency noise of low-dimensional structure devices such as multi-gate structures (e.g. FinFETs and Junctionless FETs), 3-D stacked Si/SiGe nanowire FETs, carbon nanotubes, and graphene are presented. From the view point of top-down and bottom-up approaches, the impacts of LF noise are investigated according to the dimensionality, conduction mechanism (surface or volume conduction), strain technique, and metal-semiconductor junctions
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Ajayi, Idowu Iseoluwa. "Enhanced Physical Layer Security through Frequency and Spatial Diversity." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS227.
Full textAbstract:
La sécurité de la couche physique (PLS) est un paradigme émergent qui se concentre sur l'utilisation des propriétés de la communication sans fil, telles que le bruit, l'évanouissement, la dispersion, l'interférence, la diversité, etc. pour assurer la sécurité entre les utilisateurs légitimes en présence d'un espion. Comme le PLS utilise des techniques de traitement du signal et de codage, il intervient au niveau de la couche physique et peut donc garantir le secret quelle que soit la puissance de calcul de l'espion. Cela en fait une approche intéressante pour compléter la cryptographie traditionnelle dont le principe de sécurité est basé sur la dureté informatique de l'algorithme de cryptage qui ne peut pas être facilement cassé par un espion. En outre, les récents progrès rapides des technologies de communication sans fil ont permis l'émergence et l'adoption de technologies telles que l'internet des objets, les communications ultra-fiables et à faible latence, les communications massives de type machine, les véhicules aériens sans pilote, etc. La plupart de ces technologies sont décentralisées, limitées en ressources de calcul et de puissance, et sensibles aux délais. La plupart de ces technologies sont décentralisées, limitées en ressources de calcul et de puissance, et sensibles aux délais. Cela fait du PLS une alternative très intéressante pour assurer la sécurité dans ces technologies. À cette fin, dans cette thèse, nous étudions les limites de la mise en œuvre pratique de la PLS et proposons des solutions pour relever ces défis. Tout d'abord, nous étudions le défi de l'efficacité énergétique de la PLS par l'injection de bruit artificiel (AN) dans un contexte massif d'entrées multiples et de sorties multiples (MIMO). La grande matrice de précodage dans le contexte MIMO massif contribue également à un signal d'émission avec un rapport élevé entre la puissance de crête et la puissance moyenne (PAPR). Cela nous a incités à proposer un nouvel algorithme, appelé PAPR-Aware-Secure-mMIMO. Dans ce schéma, les informations instantanées sur l'état du canal (CSI) sont utilisées pour concevoir un AN tenant compte du PAPR qui assure simultanément la sécurité tout en réduisant le PAPR. Ensuite, nous considérons le PLS par adaptation du canal. Ces schémas PLS dépendent de la précision de la CSI instantanée et sont inefficaces lorsque la CSI est imprécise. Toutefois, la CSI peut être inexacte dans la pratique en raison de facteurs tels qu'un retour d'information bruyant, une CSI périmée, etc. Pour résoudre ce problème, nous commençons par proposer un schéma PLS qui utilise le précodage et la diversité pour fournir le PLS. Nous proposons ensuite un réseau neuronal autoencodeur peu complexe pour débruiter la CSI imparfaite et obtenir des performances PLS optimales. Les modèles d'autoencodeur proposés sont appelés respectivement DenoiseSecNet et HybDenoiseSecNet. Enfin, nous étudions les performances de la PLS dans le cas d'une signalisation à alphabet fini. Les signaux gaussiens ont une grande complexité de détection parce qu'ils prennent un continuum de valeurs et ont des amplitudes non limitées. Dans la pratique, on utilise des entrées de canal discrètes parce qu'elles permettent de maintenir une puissance de transmission de crête et une complexité de réception modérées. Cependant, elles introduisent des contraintes qui affectent de manière significative la performance du PLS, d'où la contribution de cette thèse. Nous proposons d'utiliser des clés dynamiques pour partitionner les espaces de modulation de manière à ce qu'ils profitent à un récepteur légitime et non à un espion. Ces clés sont basées sur le canal principal indépendant et leur utilisation pour la partition conduit à des régions de décision plus grandes pour le récepteur prévu et plus petites pour l'espion. Ce système est appelé modulation partitionnée par index (IPM)<br>Physical layer security (PLS) is an emerging paradigm that focuses on using the properties of wireless communication, such as noise, fading, dispersion, interference, diversity, etc., to provide security between legitimate users in the presence of an eavesdropper. Since PLS uses signal processing and coding techniques, it takes place at the physical layer and hence can guarantee secrecy irrespective of the computational power of the eavesdropper. This makes it an interesting approach to complement legacy cryptography whose security premise is based on the computational hardness of the encryption algorithm that cannot be easily broken by an eavesdropper. The advancements in quantum computing has however shown that attackers have access to super computers and relying on only encryption will not be enough. In addition, the recent rapid advancement in wireless communication technologies has seen the emergence and adoption of technologies such as Internet of Things, Ultra-Reliable and Low Latency Communication, massive Machine-Type Communication, Unmanned Aerial Vehicles, etc. Most of these technologies are decentralized, limited in computational and power resources, and delay sensitive. This makes PLS a very interesting alternative to provide security in such technologies. To this end, in this thesis, we study the limitations to the practical implementation of PLS and propose solutions to address these challenges. First, we investigate the energy efficiency challenge of PLS by artificial noise (AN) injection in massive Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) context. The large precoding matrix in massive MIMO also contributes to a transmit signal with high Peak-to-Average Power Ratio (PAPR). This motivated us to proposed a novel algorithm , referred to as PAPR-Aware-Secure-mMIMO. In this scheme, instantaneous Channel State Information (CSI) is used to design a PAPR-aware AN that simultaneously provides security while reducing the PAPR. This leads to energy efficient secure massive MIMO. The performance is measured in terms of secrecy capacity, Symbol Error Rate (SER), PAPR, and Secrecy Energy Efficiency (SEE). Next, we consider PLS by channel adaptation. These PLS schemes depend on the accuracy of the instantaneous CSI and are ineffective when the CSI is inaccurate. However, CSI could be inaccurate in practice due to such factors as noisy CSI feedback, outdated CSI, etc. To address this, we commence by proposing a PLS scheme that uses precoding and diversity to provide PLS. We then study the impact of imperfect CSI on the PLS performance and conclude with a proposal of a low-complexity autoencoder neural network to denoise the imperfect CSI and give optimal PLS performance. The proposed autoencoder models are referred to as DenoiseSecNet and HybDenoiseSecNet respectively. The performance is measured in terms of secrecy capacity and Bit Error Rate (BER). Finally, we study the performance of PLS under finite-alphabet signaling. Many works model performance assuming that the channel inputs are Gaussian distributed. However, Gaussian signals have high detection complexity because they take a continuum of values and have unbounded amplitudes. In practice, discrete channel inputs are used because they help to maintain moderate peak transmission power and receiver complexity. However, they introduce constraints that significantly affect PLS performance, hence, the related contribution in this thesis. We propose the use of dynamic keys to partition modulation spaces in such a way that it benefits a legitimate receiver and not the eavesdropper. This keys are based on the independent main channel and using them to partition leads to larger decision regions for the intended receiver but smaller ones for the Eavesdropper. The scheme is referred to as Index Partitioned Modulation (IPM). The performance is measured in terms of secrecy capacity, mutual information and BER
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Di, Nisi Joseph. "Modifications de la frequence cardiaque et de la vasomotricite digitale provoquees par le bruit : differences interindividuelles au cours de la veille et du sommeil." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1987. http://www.theses.fr/1987STR13041.
Full text
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Xu, Yong. "Caractérisation et modélisation des propretés électriques et du bruit à basse fréquence dans les transistors organiques à effet de champ (OFETs)." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747417.
Full textAbstract:
Les transistors organiques attirent actuellement beaucoup d'attention en raison des avantages uniques par rapport à leur homologue inorganique. En revanche, la compréhension physique du fonctionnement et du transport des porteurs de charge est très limitée. L'objectif de cette thèse est de contribuer à apporter une meilleure compréhension des transistors organiques. Le Chapitre 1 présente les semi-conducteurs organiques : le mécanisme de conduction, les paramètres essentiels, les matériaux typiques etc. Le Chapitre 2 discute des transistors organi-ques en termes de structures, de mécanismes de fonctionnement, de paramètres principaux et des procédés de fabrication. Le Chapitre 3 étudie la caractérisation statique. Après les méthodes classiques, la méthode de la fonc-tion Y est introduite. Subséquemment, des techniques pour extraire les paramètres principaux sont présentées sé-parément. Enfin, les résultats expérimentaux sur nos échantillons sont exposés. Sur la base des données mesurées, les travaux de modélisation sont présentés dans le chapitre 4. Premièrement, une solution de l'équation Poisson est introduite qui donne la distribution de potentiel et donc la distribution de porteurs dans le film organique. Avec la prise en compte des pièges, les résultats obtenus par simulation sont en bon accord avec les données expérimen-tales. A partir de mesures des caractéristiques de courant -tension effectuées à basse température, on propose une procédure d'analyse de la mobilité en utilisant l'intégrale de Kubo-Greenwood. Ensuite, prenant en compte la dis-tribution de porteurs dans le film organique, une solution de l'équation de Poisson est donnée et la mobilité effec-tive est calculée en fonction de la tension de grille et de la température. Le Chapitre 5 est consacré à l'analyse du bruit à basse fréquence. On étudie d'abord le bruit du canal où une domination du bruit provenant des contacts est observée. En conséquence, une méthode TLM pour l'extraction du bruit des contacts est présentée. Ensuite, un procédure d'analyse des sources de bruit dû au contact est aussi proposée. Les résultats de bruit obtenus sur des transistors organiques de différentes origines sont également discutés à la fin.
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Hourany, Karl. "Contribution à l'exploitation du bruit ambiant pour le contrôle santé intégré passif des barres et des tubes." Thesis, Valenciennes, 2015. http://www.theses.fr/2015VALE0039/document.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce manuscrit sont basés sur des études précédentes réalisées à l’Institut d’Électronique de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) de l’Université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis (UVHC). Ils concernent le développement d’un système de surveillance embarqué destiné au contrôle des matériaux et des structures utilisés dans différents domaines de transport (fluidique, tubulaire, aéronautique, ferroviaire…). Il s’agit du principe de Contrôle Santé Intégré CSI (ou SHM en anglais pour Structural Health Monitoring). L’idée est d’intégrer des capteurs sur les surfaces des structures à contrôler pour aboutir à un système de contrôle non destructif de ces dernières durant la totalité de leurs fonctionnements. Tout d’abord, les travaux réalisés à l’IEMN dans ce domaine sont illustrés, quelques définitions comme celles des ondes ultrasonores, du Contrôle Non Destructif et du Contrôle Santé Intégré sont rappelées, avant d’aborder l’explication du passage d’un contrôle actif à un contrôle passif. Dans un deuxième temps, un algorithme de comparaison d’images basé sur les minimums locaux présents dans ces images a été proposé et testé sur des images simples de seize pixels, et a permis de tester le degré de ressemblance entre elles. L’explication de l’algorithme développé est divisée en deux grandes parties. Dans la première nous expliquons comment extraire les minimums locaux d’une image. La deuxième partie expose la procédure pour déterminer le taux de ressemblance entre les images. La simulation de la propagation d’un signal dans une plaque réverbérante et l’obtention des images temps-fréquence correspondantes à des corrélations filtrées (autocorrélation) ont été décrites. L’algorithme proposé a été validé sur ces images, permettant ainsi la localisation d’une position inconnue de la source<br>The works presented in this manuscript are based on previous studies conducted at the Institute of Electronics Microelectronics and Nanotechnology of the University of Valenciennes and Hainaut Cambrésis. They concern the development of an embedded monitoring system for the control of materials and structures used in different transport domains (pipeline, aerospace, railway ...). This is the Structural Health-Monitoring principle. The idea is to integrate sensors into the surfaces of the controlled structures in order to achieve a non-destructive control system for the control of the latter during their entire lifetime. First the work done at the laboratory in this domain, are illustrated, some definitions such as ultrasonic waves, the Non Destructive Testing and the Structural Health Monitoring are recalled, to switch later to the explanation of the passage from an active control to a passive control. In a second step, an images comparison algorithm based on the local minima present in these images has been proposed and tested on simple images of sixteen pixels and was used to test the degree of resemblance between them. The explanation of the developed algorithm is divided into two parts. In the first one, we explain how to extract the local minima of an image. The second part describes the procedure for determining the rate of resemblance between the images. The simulation of the propagation of a signal in a reverberant plate and the obtaining of the frequency time images corresponding to filtered correlation (autocorrelation) has been described. The algorithm was validated on those images allowing the localization of an unknown source position
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Seif, Marcelino. "Caractérisation et modélisation des sources de bruit BF dans les transistors bipolaires développés en technologie BiCMOS (sub 0,13µm) pour applications RF et THz." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS127/document.
Full textAbstract:
Les travaux de thèse, présentés dans ce manuscrit, portent sur la caractérisation et la modélisation des sources de bruit basse fréquence dans les transistors bipolaires à hétérojonction Si/SiGe:C issus des filières BiCMOS 130 et 55 nm utilisées pour la réalisation de circuits intégrés dédiés aux futures applications dans le domaine du THz. A partir des mesures réalisées en fonction de la polarisation, de paramètres géométriques (surface et périmètre d'émetteur principalement) et de la température, la composante de bruit en 1/f, associée aux fluctuations du courant de base, a été entièrement caractérisée et les sources de bruit associées localisées. Les paramètres du modèle compact SPICE ont été extraits et comparés avec ceux de la littérature. Pour la technologie BiCMOS 130 nm, la valeur obtenue pour la figure de mérite KB égale 6,8 10-11 µm² ce qui représente le meilleur résultat publié à ce jour, toutes filières de transistors bipolaires confondues. Réalisée sur une plaque entière, l'étude statistique de la dispersion du niveau de bruit en 1/f a permis d'étendre la modélisation compacte de type SPICE. Mesuré sur une large gamme de température, le niveau de bruit en 1/f n'a pas présenté de variation significative. Pour la première fois, une étude complète de la composante de bruit en 1/f associée aux fluctuations du courant de collecteur est présentée et les paramètres du modèle SPICE extraits. Concernant la caractérisation des composantes de génération-recombinaison (présence non systématique), une étude statistique a montré que les transistors de plus petites dimensions étaient les plus impactés. La comparaison entre les différentes technologies montre que ces composantes sont beaucoup plus présentes dans les technologies les moins matures. Quand ces composantes ont été associées à du bruit RTS, une méthode de caractérisation temporelle et fréquentielle a été mise en œuvre. Enfin, dans certains cas, une étude en basses températures a permis d'extraire les énergies d'activation des pièges responsables de ces composantes de génération-recombinaison<br>The presented thesis work, in this manuscript, focuses on the characterization and modeling of the low frequency noise sources in heterojunction bipolar transistors Si/SiGe :C derived from 130 to 55 nm BiCMOS technology used in the production of integrated circuits dedicated for THz domain applications. From measurements versus bias, geometrical parameters (emitter area and perimeter) and temperature, the 1/f noise component, associated to the base current fluctuations, has been fully characterized and the associated sources have been localized. The SPICE compact model parameters have been extracted and compared with those of the literature. For the BiCMOS 130 nm technology, the obtained figure of merit value of 6,8 10-11 µm2 represents the best published result so far in all bipolar transistors. The dispersion study of the 1/f noise component, performed over a complete wafer, allowed us to extend the SPICE type compact modeling. Measured over a large temperature range, the 1/f noise did not show any variations. For the first time, a complete characterization of the 1/f component at the output of the transistors is presented as well as the extraction of SPICE parameters. Regarding the characterization of generation-recombination components (unsystematic presence), a statistical study has showed that transistors with small emitter areas (Ae < 1 µm2) are affected more than the transistors with large emitter areas by the presence of g-r components. Comparison between different technologies shows that these components are much more present in the less mature technologies. When these components have been associated to RTS, time and frequency domain method is implemented. Finally, in some cases, a study at low temperatures was used to extract the activation energy of the traps responsible for the generation-recombination components
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Lhermet, Hélène. "Etude de capteurs à multicouches magnétorésistives FeNi/Ag : dispositif de mesure de bruit, polarisation par conducteur shunt." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10102.
Full textAbstract:
L'etude des multicouches magnetoresistives feni/ag est motivee par l'interet qu'elles presentent pour les applications aux capteurs de champ magnetique. Deux contributions a cette etude sont presentees dans ce memoire : une caracterisation du bruit intrinseque de ces materiaux et la realisation de composants comportant une polarisation integree. Un dispositif de mesure a ete concu et realise pour mesurer la densite spectrale du bruit des echantillons etudies. Les methodes de mesure, deduites de l'analyse du schema electrique equivalent du systeme, permettent d'isoler les composantes de bruit de l'echantillon (bruit thermique de johnson, bruit en 1/f et bruit de barkhausen) du bruit electronique du montage. Des mesures sur des magnetoresistances et des capteurs constitues de quatre magnetoresistances montees en pont ont ete effectuees en fonction de divers parametres tels le champ magnetique applique, les dimensions des echantillons et le courant qui les traverse. L'incidence de ces parametres sur le rapport signal sur bruit a ete etudiee. Pour realiser les premiers echantillons comportant une polarisation integree, la technique retenue est le depot d'une couche conductrice adjacente. Le champ de polarisation et l'effet magnetoresistif ont ete calcules en fonction de l'epaisseur de la couche conductrice deposee sur la magnetoresistance. L'elaboration d'echantillons a montre qu'il est possible d'obtenir (pour des echantillons peu resistifs de maniere a limiter les puissances mises en jeu) un champ de polarisation allant jusqu'a quelques dizaines d'rsteds et de construire un pont de reponse lineaire sur une gamme de 20 rsteds. Cependant, du fait du mode de polarisation, la sensibilite du capteur ainsi obtenu est inferieure a celle des capteurs polarises jusqu'a present par aimants colles.
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Bourdier, Renaud. "Analyse temps/frequence, filtrage et synthese numeriques de signaux de parole : application au filtrage, a la reduction de bruit et a la restauration d'enregistrements anciens." Le Mans, 1988. http://www.theses.fr/1988LEMA1001.
Full textAbstract:
Etude des phenomenes temporels et frequentiels apparaissant lors d'une synthese a partir de la modification des spectres deduits de l'analyse par transformee de fourier a court terme (tfct). Les performances de l'implementation par tfct d'une analyse synthese, d'une operation de filtrage invariant ou dependant du temps, et d'une reduction de bruit ont ete caracterisees
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Ignacchiti, Jim. "Contrôle et caractérisation de la cohérence Raman induite par bruit quantique dans des fibres creuses remplies de gaz". Electronic Thesis or Diss., Limoges, 2024. http://www.theses.fr/2024LIMO0056.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse portent sur la conception, la mise en œuvre et l’utilisation d’une plateforme expérimentale et de simulations numériques visant à exciter et amplifier la cohérence Raman de façon contrôlée à partir du bruit quantique. L’objectif est d’explorer la diffusion Raman stimulée dans des fibres creuses comme un moyen de générer des peignes de fréquences optiques cohérents, avec une largeur spectrale multiple-octaves, et ainsi créer un outil pour produire des fonctions d’ondes optiques arbitraires, telles que des impulsions attosecondes ou des lasers à modes verrouillés. Le principe repose sur l’excitation d’un gaz contenu dans une fibre à cristal photonique à cœur creux (HCPCF) par des impulsions laser ultrabrèves de telle sorte qu’un seul des modes spatio-temporels cohérents et indépendants de l’émission spontanée de la radiation Stokes soit excité et amplifié. Cette approche novatrice assure une modulation de phase du champ du laser d’excitation à des fréquences très élevées et sans bruit de phase. Elle se distingue des techniques existantes, telles que la modulation moléculaire, par l’absence de besoin d’un deuxième laser. Cependant, cette méthode nécessite un guide optique unimodal et un gain Raman exceptionnellement élevé. Dans ce contexte, ces travaux se sont ainsi focalisés sur la génération et la mesure de la cohérence intra et inter-impulsionnelle du peigne Raman afin d’évaluer son potentiel pour les applications mentionnées précédemment. Pour ce faire, un modèle théorique de la diffusion Raman stimulée en régime impulsionnel a été développé, soulignant l’intérêt du régime transitoire, qui amplifie le champ Stokes en un seul mode temporel. Des simulations numériques ont ensuite détaillé la dynamique du champ Stokes à travers le milieu Raman, en prenant en compte des facteurs tels que la déplétion du laser. Par ailleurs, une fibre optique à cœur creux hybride a été spécifiquement développée, offrant de faibles pertes linéiques (quelques dB/km à 1030 nm) et un guidage unimodal exceptionnel (MPI jusqu’à −47 dB), assurant ainsi la cohérence spatiale du peigne Raman. Deux bancs expérimentaux ont ensuite été réalisés pour examiner la cohérence du peigne, en commençant par l’aspect intra-impulsionnel. Un laser infrarouge réglable en durée d’impulsion, en énergie et en taux de répétition a été couplé dans la fibre remplie de dihydrogène pour générer le peigne, puis analysé à la sortie avec un interféromètre Mach-Zehnder à haute résolution temporelle (∼ fs) et large plage dynamique (environ 50 ps). Les résultats ont montré qu’en travaillant dans la gamme 3 − 10 ps et 1 − 10 µJ, les effets parasites, comme l’effet Kerr, sont minimisés, et la cohérence mutuelle est proche de l’unité pour toutes les raies de Stokes et anti-Stokes du 1er ordre, comme confirmé par les calculs numériques. L’étude de la cohérence inter-impulsionnelle a révélé un comportement complexe pour des impulsions espacées de moins de 1 ns et une diminution de la cohérence suivant la valeur du temps de relaxation de la cohérence (∼ 2 ns) pour des délais plus longs entre les impulsions. Ces résultats soulignent l’importance de contrôler l’énergie et le délai des impulsions pour maintenir une haute cohérence, et suggèrent que des lasers d’excitation à des cadences de l’ordre de 400 MHz ou plus peuvent générer des lasers à modes verrouillés basés sur notre approche. En conclusion, les avancées réalisées durant cette thèse sur les propriétés de cohérence des peignes de fréquence montrent le potentiel de la diffusion Raman stimulée dans les HCPCFs pour la synthèse d’ondes optiques, et ouvrent la voie à d’autres applications comme la conversion de fréquence pour l’optique quantique, le piégeage optique et le refroidissement moléculaire<br>This thesis addresses the design, implementation, and use of an experimental and numerical simulation platform aimed at exciting and amplifying Raman coherence in a controlled manner from quantum noise. The long term objective is to explore stimulated Raman scattering in hollow-core fiber as a means to generate coherent optical frequency combs with a multi-octave spectral width, thus creating a tool for generating arbitrary optical wave functions, such as attosecond pulses, or mode-locked lasers. The principle is based on the excitation of a gas contained in a hollow-core photonic crystal fiber (HCPCF) by ultrashort laser pulses, in such a way that only one of the coherent and independent spatiotemporal modes of the spontaneous Stokes radiation is excited and amplified. This innovative approach ensures phase modulation of the excitation laser field at very high frequencies without phase noise. It differs from existing techniques, such as molecular modulation, by eliminating the need for a second laser. However, this method requires a single-mode optical guide and exceptionally high Raman gain. In this context, this work focuses then on the generation and measurement of the intra and inter-pulse coherence of the Raman comb to evaluate its potential for the aforementioned applications. To this end, a theoretical model of stimulated Raman scattering in the impulsive regime was developed, highlighting the interest of the transient regime, which amplifies the Stokes field in a single temporal mode. Numerical simulations then detailed the dynamics of the Stokes field through the Raman medium, taking into account factors such as laser depletion. Furthermore, a specific hybrid hollow-core optical fiber was developed, offering low linear losses (a few dB/km at 1030 nm) and exceptional single-mode guidance (MPI up to −47 dB), thus ensuring the spatial coherence of the Raman comb. Two experimental setups were then realized to examine the comb’s coherence, starting with the intra-pulse aspect. An infrared laser adjustable in pulse duration, energy, and repetition rate was coupled into the hydrogen-filled fiber to generate the comb, then analyzed at the output with a Mach-Zehnder interferometer with high temporal resolution (∼ fs) and wide dynamic range (approximately 50 ps). The results showed that working in the range of 3 − 10 ps and 1 − 10 µJ minimizes parasitic effects such as the Kerr effect, and the mutual coherence is close to unity for all first-order Stokes and anti-Stokes lines, as confirmed by numerical calculations. The study of inter-pulse coherence revealed a complex behavior for pulses spaced less than 1 ns apart and a decrease in coherence corresponding to the coherence relaxation time (∼ 2 ns) for longer delays between pulses. These results highlight the importance of controlling the energy and delay of pulses to maintain high coherence and suggest that excitation lasers with repetition rates around 400 MHz or more can generate mode-locked lasers based on our approach. In conclusion, the advances made during this thesis on the coherence properties of frequency combs demonstrate the potential of stimulated Raman scattering in HCPCFs for optical wave synthesis and pave the way for other applications such as frequency conversion for quantum optics, optical trapping, and molecular cooling
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Audo, Kevin. "Étude théorique et expérimentale des lasers solides bi-fréquences auto-régulés en bruit d'intensité via des non-linéarités intracavité." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S002/document.
Full textAbstract:
Les lasers à état solide bi-fréquences constituent des sources de choix pour de nombreux domaines (métrologie, photonique micro-onde, Lidar-Radar, horloges atomiques). Cependant, de tels lasers souffrent d'excès de bruit d'intensité difficiles à supprimer avec les méthodes habituelles. Dans ce contexte, nous développons une nouvelle approche baptisée « buffer reservoir » pour la réduction de l'excès de bruit d'intensité des lasers à état solide. Cette méthode repose sur le changement du comportement dynamique du laser par insertion d'un mécanisme d'absorption non-linéaire faiblement efficace dans la cavité. Tout d'abord, nous étudions cette approche dans des lasers solides mono-fréquence en exploitant deux types d'absorption non-linéaire : l'absorption à deux photons (TPA) et l'absorption par génération de seconde harmonique (SHGA). Nous montrons qu'il est possible de réduire de 50 dB le bruit d'intensité à la fréquence des oscillations de relaxation d'un laser Er,Yb:verre sans en dégrader la puissance de sortie ni le bruit de phase. Nous explorons les mécanismes physiques sous-jacents en développant un modèle analytique décrivant le comportement dynamique du laser. L'effet de l'absorbant non-linéaire sur les pics de bruit à haute fréquence à l'intervalle spectrale libre de la cavité est également étudié. Nous démontrons l'intérêt de telles sources lasers auto-régulées en intensité pour la distribution d'oscillateurs locaux sur porteuse optique. Nous mettons ensuite en application l'approche « buffer reservoir » dans des lasers bi fréquences. En développant un modèle analytique prédictif, nous montrons expérimentalement que l'utilisation de TPA engendre, sous certaines conditions, une réduction de 40 dB de l'amplitude des pics de bruit en-phase et en anti-phase. Nous vérifions en outre les propriétés de couplage des modes dans le milieu actif lorsque les pertes non-linéaires sont présentes. Enfin, nous abordons l'utilisation de SHGA comme ''buffer reservoir'' dans les lasers bi-fréquences. Plus particulièrement, nous explorons expérimentalement et théoriquement le comportement du laser lorsque les pertes non-linéaires ne sont introduites que sur un seul mode propre du laser. Dans cette configuration, nous montrons qu'il est possible d'obtenir pour les deux modes à la fois une forte diminution des pics de bruit d'intensité résonants<br>Dual-frequency solid-state lasers are attractive for numerous domains (metrology, microwave photonics, Lidar-Radar, optical clocks). However, such lasers suffer from excess intensity noise which is difficult to cancel with usual methods. In this context, we develop a new approach called “buffer reservoir” for reducing the excess intensity noise. This method relies on the change of the laser’s dynamical behavior by inserting a low efficient nonlinear absorption mechanism in the cavity. First, this approach is studied on single frequency solid-state lasers by using two types of non-linear absorption: two-photon absorption (TPA) and second harmonic generation absorption (SHGA). We show a possible reduction of the intensity noise at the relaxation oscillations frequency of an Er,Yb:glass laser up to 50 dB without degrading neither its power nor its phase noise. We explore the underlying physics by developing an analytical model describing the laser dynamical behavior. The effect of the nonlinear absorber on the noise peaks lying at high frequency at the free spectral range of the cavity is also studied. We demonstrate the relevance of such self-regulated lasers for the distribution of optically carried local oscillators. We then extend the “buffer reservoir” approach to dual-frequency lasers. By developing a predictive analytical model, we show experimentally that the use of TPA enables 40 dB reduction of both in-phase and anti-phase noise under certain conditions. The mode coupling in the active medium is analyzed when the nonlinear losses are present. Finally, we address the use of SHGA as a ''buffer reservoir'' in dual-frequency lasers. In particular, we experimentally and theoretically explore the laser behavior when the nonlinear losses are inserted on one eigen-mode of the laser only. This configuration enables a strong reduction of resonant noise peaks for both modes
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Kallel, Fathi. "Algorithmes de réduction du bruit en vue d'une amélioration de l'intelligibilité de la parole : cas de la prothèse cochléaire." Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10293.
Full textAbstract:
La prothèse cochléaire est un appareillage destiné à la réhabilitation des surdités profondes et totales dont un appareillage conventionnel est inefficace. Elle assure la stimulation directe des neurones cochléaires à travers un faisceau d’électrodes. Différents travaux de recherches ont été établis afin d'évaluer l'intelligibilité de la parole chez les sujets bilatéralement implantés en environnements silencieux et bruité. Les résultats ont montré une bonne intelligibilité de la parole en milieu silencieux. Toutefois, les capacités de perception de la parole chez les patients implantés se dégradent en environnement bruité. Nous avons de ce fait proposé trois approches de traitement du signal en vue d'une amélioration de l'intelligibilité de la parole dans le cas de l'implant cochléaire bilatéral: la stimulation bilatérale décalée, l'algorithme de la soustraction spectrale bi-voie et l'algorithme de la soustraction interspectrale. Des améliorations de l'intelligibilité de la parole entre 4% et 10% ont été notées dans le cas de la stimulation bilatérale décalée par rapport à la stimulation bilatérale symétrique. L'approche basée sur l'algorithme de la soustraction spectrale bi-voie présentait des améliorations variables entre 10% et 17%. De meilleures performances ont été obtenues lorsque l'approche basée sur l'algorithme de la soustraction interspectrale est considérée où les améliorations étaient entre 15% et 27%<br>Cochlear prostheses are intended for persons suffering from deep or total deafness where conventional prostheses proved ineffective. In quiet listening conditions, most bilateral cochlear implant (BCI) users can now achieve even more than 80% word recognition scores regardless the used device. However, under more challenging listening conditions, BCI recipients perform poorly, compared to normal-hearing listeners. In this work, we proposed three speech processing approaches for speech intelligibility improvement. The first is based on shifted bilateral cochlear implant stimulation; the second is based on dual-channel spectral subtraction algorithm and finally the cross power spectral subtraction algorithm was considered. Experimental results showed a speech intelligibility improvement between 4% and 10% when the shifted bilateral cochlear implant stimulation is considered. Performance amelioration was observed when the dual-channel spectral subtraction based speech enhancement algorithm was considered and the improvement was between 10% and 17%. The better performance was obtained when noisy speech signals were processed using cross power spectral subtraction algorithm and the improvement was between 15% and 27%
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Panapakkam, Venkatesan Vivek. "Optical frequency comb generation using InP based quantum-dash/ quantum-well single section mode-locked lasers." Thesis, Evry, Institut national des télécommunications, 2016. http://www.theses.fr/2016TELE0024/document.
Full textAbstract:
Les interconnections optiques dans les fermes de données (data centers) nécessitent la mise au point de nouvelles approches technologiques pour répondre aux besoins grandissants en composants d’interface respectant des cahiers de charge drastiques en termes de débit, coût, encombrement et dissipation d’énergie. Les peignes de fréquences optiques sont particulièrement adaptés comme nouvelles sources optiques, à mêmes de générer un grand nombre de porteuses optiques cohérentes. Leur utilisation dans des systèmes de transmission en multiplexage de longueurs d’onde (WDM) et exploitant de nouveaux formats de modulation, peut aboutir à des capacités jamais atteintes auparavant. Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre du projet européen BIG PIPES (Broadband Integrated and Green Photonic Interconnects for High-Performance Computing and Enterprise Systems) et a pour but l’étude de peignes de fréquences générés à l’aide de lasers à verrouillage de modes, à section unique, à base de bâtonnets quantiques InAs/InP et puits quantiques InGaAsP/InP. Nous avons entrepris l’étude de nouvelles couches actives et conceptions de cavités lasers en vue de répondre au cahier des charges du projet européen. Une étude systématique du bruit d’amplitude et de phase de ces sources a en particulier été menée à l’aide de nouvelles techniques de mesure afin d’évaluer leur compatibilité dans des systèmes de transmission à très haut débit. Ces peignes de fréquences optiques ont été utilisées avec succès dans des expériences de transmission sur fibre optique avec des débits records dépassant le Tbit/s par puce et une dissipation raisonnable d’énergie par bit, montrant leur fort potentiel pour les applications d’interconnections optiques dans les fermes de données<br>The increasing demand for high capacity, low cost, high compact and energy efficient optical transceivers for data center interconnects requires new technological solutions. In terms of transmitters, optical frequency combs generating a large number of phase coherent optical carriers are attractive solutions for next generation datacenter interconnects, and along with wavelength division multiplexing and advanced modulation formats can demonstrate unprecedented transmission capacities. In the framework of European project BIG PIPES (Broadband Integrated and Green Photonic Interconnects for High-Performance Computing and Enterprise Systems), this thesis investigates the generation of optical frequency combs using single-section mode-locked lasers based on InAs/InP Quantum-Dash and InGaAsP/InP Quantum-Well semiconductor nanostructures. These novel light sources, based on new active layer structures and cavity designs are extensively analyzed to meet the requirements of the project. Comprehensive investigation of amplitude and phase noise of these optical frequency comb sources is performed with advanced measurement techniques, to evaluate the feasibility of their use in high data rate transmission systems. Record Multi-Terabit per second per chip capacities and reasonably low energy per bit consumption are readily demonstrated, making them well suited for next generation datacenter interconnects