Dissertations / Theses: 'Fourier, Optique de Datation'

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SAMAIN, ETIENNE. "Le laser lune millimetrique et nouvelles methodes de datation optique." Nice, 1995. http://www.theses.fr/1995NICE4874.

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Abstract:

La premiere partie de cette these s'insere dans une operation cnrs/insu, le laser-lune millimetrique, destinee a ameliorer les performances de la station laser-lune de l'observatoire de la cote d'azur (oca/cerga) d'un ordre de grandeur pour en amener la precision et l'exactitude au niveau de quelques millimetres. Cette amelioration resulte d'une analyse de toutes les causes d'erreur, d'une selection des detecteurs de depart et de retour et de la qualification d'un nouveau dateur fabrique par dassault. La precision finale des observations n'est maintenant plus limitee que par les panneaux de retroreflecteurs deposes sur la lune, comme l'ont montre les premieres series de mesures millimetrique. Leur exactitude, quant a elle, est limitee par les effets de l'atmosphere. La telemetrie laser est aussi la base du transfert de temps optique. Les exactitudes necessaires aux futurs projets spatiaux dans ce domaine rendent indispensables le developpement de methodes de datation absolue au niveau de quelques dizaines de picosecondes. La seconde partie de cette these porte donc aussi sur de nouveaux systemes de datation bases sur les proprietes electro-optiques ou acousto-optiques des cristaux ferroelectriques, qui permettent d'eliminer les incertitudes temporelles engendrees par la conversion des impulsions lumineuses en impulsions electriques. Il devient alors possible de dater exactement des impulsions lumineuses par rapport a une horloge. L'experimentation d'un de ces systemes a montre que les datations d'impulsions lumineuses contenant quelques milliers de photons peuvent etre realisees avec une exactitude meilleure que 50 ps. Une camera a balayage optique en debut d'experimentation devrait permettre des datations d'impulsions lumineuses contenant un nombre de photon de l'ordre de l'unite

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Patiño, Vanegas Alberto. "Calcul de composants diffractants en optique de Fourier fractionnaire." Lorient, 2014. http://www.theses.fr/2014LORIS335.

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Abstract:

Cette thèse décrit des applications de l'optique de Fourier fractionnaire liées au calcul de la fonction de transmission d'un composant qui donne une figure de diffraction de Fresnel pré-définie. Une application concerne la modélisation de faisceaux gaussiens astigmates, tels que ceux produits par des diodes laser à col elliptique, et permet de concevoir un système d'éclairage de 25 diodes pour usinage laser. D'autres applications utilisent des résultats liés au théorème d'échantillonnage fractionnaire et aux produits de convolution et de corrélation fractionnaires, nécessaires pour étendre au domaine fractionnaire les méthodes numériques classiques de conception de composants, comme cela est fait dans ce mémoire. Nous adaptons trois méthodes de calcul. La première méthode se fonde sur les propriétés des fonctions chirpées spatialement, qui dans le cadre de l'optique de Fourier fractionnaire servent à la conception de micro-lentilles de Fresnel. La deuxième méthode est une adaptation de la théorie de la transformation géométrique de coordonnées à des émetteurs et récepteurs sphériques ; elle conduit au calcul analytique d'éléments de phase. Enfin nous étendons au domaine fractionnaire les algorithmes itératifs fondés sur la transformation de Fourier standard et calculons par ce biais la fonction de transmission d’hologrammes de Fresnel. On montre comment l'introduction d'opérateurs de translations fractionnaires et la prise en compte des dimensions finies du composant calculé permettent la réduction du speckle dans la figure de diffraction produite en régime de Fresnel. La méthode mise au point se fonde sur la définition d'un diffuseur à bande fractionnaire limitée
The work presented in this thesis is devoted to actual applications of fractional Fourier optics. The aim is to calculate the transmission function of a component that gives a pre-defined Fresnel diffraction pattern for an appropriate illumination. A first application is related to modelling, in the fractional domain, astigmatic Gaussian beams, as produced by laser diodes with elliptical waists. An illumination device, made up of 25 laser diodes, is designed for laser tooling purposes. Others applications use recent results based on the fractional sampling theorem and the notions of fractional convolution and correlation products. These results are necessary to extend usual classical numerical methods, as used in designing optical components, to the fractional domain. We adapt three classical methods. The first one is based on the properties of (spatially) chirped functions as used in fractional Fourier optics, in order to design Fresnel micro-lenses. In the second method, we adapt the theory of the geometric coordinate transformations (optical map transformations) to spherical transmitters and receivers to analytically design phase elements. Finally, we extend to the fractional domain iterative algorithmes based on the usual Fourier transform in order to calculate transmission functions of Fresnel holograms. After introducing fractional operators such as fractional transalations or fractional interpolations and taking the finite dimensions of the designed component into account, we propose a method for reducing the speckle in the diffracted pattern The method is based on defining a fractional bandlimited diffuser

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Anasse, Jennane. "Application des méthodes de datation par luminescence optique à l'environnement océanique de l'Atlantique Nord." Thèse, Chicoutimi : Montréal : Université du Québec à Chicoutimi. Université du Québec à Montréal, 2002. http://theses.uqac.ca.

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Abstract:

Thèse (D.R.Min.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2002.
La p. de t. porte en outre: Thèse présentée à l'Université du Québec à Chicoutimi pour l'obtention du doctorat en ressources minérales offert à l'Université du Québec à Montréal en vertu d'un protocole d'entente avec l'Université du Québec à Chicoutimi. CaQCU Bibliogr.: f. [121]-128. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

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Colin, Jérôme. "Correlation optique photorefractive haute cadence a transformee de fourier conjointe." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066445.

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Abstract:

La correlation est une operation de reconnaissance de formes qui peut etre realisee optiquement. Il existe pour cela differents systemes, baptises correlateurs optiques. L'interet qui leur est porte a ete renouvele depuis peu en raison des evolutions tres rapides de l'opto-electronique. Dans un premier temps, nous etudions ces systemes et leurs composants (modulateurs spatiaux de lumiere, materiaux photosensibles, detecteurs haute cadence). Nous mettons au point une technique globale d'estimation de performances et comparons entre eux tous les correlateurs les plus recents. Nous nous interessons au long de ce memoire en particulier aux correlateurs optiques a transformee de fourier conjointe utilisant un cristal photorefractif dans le plan de fourier. Ils sont caracterises par une grande facilite d'alignement et possedent une discrimination elevee en raison de la fonction non lineaire effectuee par le cristal. Nous developpons une technique d'optimisation du correlateur par le calcul de filtres de correlation. Ce calcul fait intervenir deux caracteristiques experimentales du montage : _ la non-linearite du cristal photorefractif. Nous proposons une technique d'optimisation fondee sur l'introduction de trois nouveaux criteres de qualite et la minimisation d'une fonction de cout resultante. _ l'effet du codage contraint en amplitude et en phase du modulateur de lumiere. Nous utilisons une resolution iterative du probleme par un algorithme de recherche directe. Les filtres obtenus sont testes experimentalement et les resultats sont compares aux simulations. Nous realisons ensuite experimentalement un correlateur dont le but est le fonctionnement a la cadence la plus elevee possible. Differentes applications sont testees, telles que la reconnaissance d'une empreinte digitale parmi une base, la reconnaissance d'un objet et la poursuite d'une cible en mouvement.

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Fauvarque, Olivier. "Optimisation des analyseurs de front d'onde à filtrage optique de Fourier." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0257/document.

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Abstract:

L'Europe prépare actuellement le plus grand télescope du monde : l'European Extremely Large Telescope (E-ELT). Prévu vers 2026, ce télescope géant permettra de répondre à des questions fondamentales de l'astrophysique contemporaine. L'imagerie d'objets astrophysiques depuis des télescopes au sol est cependant perturbée par l'atmosphère qui réduit la capacité des instruments au sol à distinguer les objets proches. L'Optique Adaptative (OA) permet de restaurer cette résolution angulaire en corrigeant en temps réel (via un miroir déformable) le front d'onde perturbé par l'atmosphère (mesuré par l'Analyseur de Surface d'Onde (ASO)). Jusqu'à récemment, la majorité des systèmes d'OA utilisaient des ASO Shack-Hartmann (SH). Des concepts concurrents basés sur le filtrage optique de Fourier (le senseur Pyramide ou l'analyseur Zernike) viennent cependant d'être mis en fonctionnement et leurs résultats semblent surpasser les performances du SH. En vue de leur potentielle utilisation sur les ELTs, cette thèse vise à consolider leur compréhension théorique ainsi qu'à optimiser ces ASO basés sur le filtrage de Fourier. Cette thèse développe un cadre mathématique qui décrit sous un unique formalisme ces ASO. Il permet de généraliser les designs préexistants -passant ainsi d'ASO uniques à des "classes d'ASO"- en transformant leurs grandeurs caractéristiques à l'origine fixées en degrés de liberté. Les classes Pyramide et Zernike sont donc explorées dans le but d'optimiser ces ASO au regard des attentes expérimentales. Des configurations inédites de la classe Pyramide -ASO que l'on appelle Pyramides aplaties- s'avèrent notamment prometteuses et font l'objet d'une étude plus poussée
Europe is currently preparing the largest telescope of the world: the European Extremely Large Telescope (E-ELT). Planned by 2026, this huge telescope will allow to answer fundamental questions of contemporary astrophysics. However, images of astrophysical objects done by ground based telescopes suffer from the atmospheric turbulence which reduces the capacity of instruments to distinguish objects too close to each other. The Adaptive Optics (AO) allows to restore this loss of angular resolution by correcting (thanks to a deformable mirror) in real time the perturbed wave front (measured by the WaveFront Sensor (WFS)).Until very recently, the majority of AO systems had used the Shack-Hartmann (SH) WFS. New concepts based on Fourier filtering (the Pyramid or the Zernike WFSs) have however just been put in operation in several professional observatories and their results seem to outperform the SH. Since they would potentially be chosen for the AO systems of the future ELTs, this thesis aims to consolidate their theoretical understanding and to optimize these Fourier based WFSs.We firstly develop a mathematical framework which describes all these WFSs under an unique formalism. It allows to generalize the pre-existent designs -a WFS thus becomes a "WFS class"- by considering their optical parameters as flexible quantities. We then explored the two Pyramid and Zernike classes to identify the influence of class' parameters on performance criteria in order to optimize optical designs with regard to the instrumental requirements. New configurations of the Pyramid class -that we called Flattened pyramids- show promising behaviors and are studied in details

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Tourlonias, Michel. "Caractérisation optique de surfaces textiles : aspects dynamiques et polarimétriques." Mulhouse, 2005. http://www.theses.fr/2005MULH0815.

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Abstract:

Ce travail consiste à caractériser l'état de surface de matériaux fibreux (tissus et non-tissés) et en particulier leur rugosité (texture) et leur pilosité superficielle. Pour ce faire, plusieurs méthodes optiques sont mises en oeuvre. Le principe consiste à étudier la surface du matériau, qui doit être périodique, par une analyse de Fourier de la réflexion d'un trait lumineux laser balayant circulairement la surface. Cette méthode est déclinée sous plusieurs formes : un rugosimètre et/ou extensomètre et un rugosimètre prenant en compte également les paramètres de polarisation de l'onde réfléchie. Une dépolarisation accrue de la lumière réfléchie traduit une pilosité plus importante de la surface. La prise en compte des phénomènes polarimétriques permet de mettre en exergue des différences de surface selon leur capacité à dépolariser. De plus, un montage d'imagerie polarimétrique a permis de différencier par leur degré de polarisation les différentes zones d'un non-tissé thermolié
This work consists in characterizing the state of surface of fibrous materials (woven fabrics and nonwovens) and particularly their roughness (texture) and their surface hairiness. To this end, several optical methods were developed. The principle consists in studying the surface of the material, which have to be periodical, through a Fourier analysis of the reflection of a laser light line describing a ring. This method is used in several forms: a roughnessmeter and/or extensometer and a roughnessmeter which also takes into account the polarization parameters of the reflected beam. An increase of the depolarization of the reflected light corresponds to a larger hairiness of the surface. Taking into account the polarimetric phenomena allows to highlight surface differences according to their capacity to depolarize. Moreover, a polarimetric imaging device permitted to differentiate the different zones of a spunbonded nonwoven through their degree of polarization

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Ouarets, Shiraz. "Conception de la détection d'un gonioreflectomètre métrologique pour mesurer la BRDF des surfaces." Thesis, Paris, CNAM, 2015. http://www.theses.fr/2015CNAM0995/document.

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Abstract:

Le but de ce travail de thèse est de doter la métrologie française d'un instrument de référence dédié à la caractérisation métrologique des propriétés réflectives des objets qui, du point de vue de l'apparence, sont à l'origine des sensations de couleur, de brillant, de texture, de translucidité…etc. Ce mémoire décrit la conception, réalisation et mise au point d'un dispositif de mesure de la fonction de distribution bidirectionnelle du facteur de luminance d'une surface plane (BRDF). La BRDF est la grandeur physique qui caractérise intégralement la réflexion lumineuse à la surface d'un matériau. En cela, sa mesure s'inscrit comme un outil indispensable pour la mesure de l'apparence car elle permet de connaître en détail le signal qui entre dans l'œil.Certaines surfaces présentent une apparence pigmentée, métallisée, nacrée ou encore interférentielle, ces surfaces, dites "goniochromatiques", ont la capacité de changer d'apparence en fonction de l'angle d'observation. Pour les caractériser, il est impératif d'effectuer une mesure de BRDF sous plusieurs conditions d'observation et d'illumination. L'outil de mesure de la BRDF est un gonioréflectomètre, dédié à des mesures dans le domaine UV - Visible (250 nm – 900 nm).Le montage expérimental consiste en deux lignes distinctes. La première, appelée voie spectrale, est dédiée à l'étude de la couleur. Elle est constituée d'une illumination fixe assurée par une lampe à décharge de xénon filtrée par un monochromateur puis focalisée sur la surface étudiée. La détection, mobile, est assurée par un système optique constitué de lentilles et de miroirs qui servent à renvoyer la lumière réfléchie par la surface sur la photodiode.La deuxième ligne, appelée voie spatiale, est la dédiée à l'étude du brillant. Elle requière une résolution angulaire qui égale l'acuité visuelle de l'œil humain (0,03°) c'est cette partie qui introduit l'originalité de notre instrument. Sur cette voie, la détection est fixe et est basée sur la combinaison d'une optique de Fourier et d'une caméra CCD (512x512 pixels). L'illumination est mobile et est assurée par une lampe incandescente à filament de tungstène collimatée sur l'échantillon.Les deux lignes partagent un robot porte-échantillon qui offre six dégrées de liberté qui sert à reproduire toutes les directions d'illumination et d'observation au-dessus de l'échantillon.Mots clés : Couleur, Brillant, BRDF, Goniochromatisme, Pic spéculaire
The aim of this thesis is to provide the French Metrology with a reference instrument that can be used for measuring the appearance of objects. Several physical properties of object appearance are used not only to identify the object itself but also determine its quality. These include color, gloss, texture and translucency. This work describes the design, characterization and the implementation of an instrument that has been built particularly to measure the bidirectional reflectance distribution function (BRDF) of planar surfaces. BRDF is a physical quantity that enables measuring the surface color and gloss. Accordingly it is important to ensure accurate and traceable measurements of such a quantity in order for a comprehensive understanding of surface properties to be fulfilled.Some surfaces show pigmented, metallic, sparkling or pearlescent appearance. These surfaces, called goniochromatic surfaces, have the ability to change their appearance depending on the viewing angle. To characterize them, it is necessary to deliver surface reflectance measurements at several directions and under different illumination conditions. The instrument that enables these measurements is called gonioreflectometer.The experimental setup we have designed consists of two separate detection lines. The first line, called "color line", is used to study the color. It consists of a stationary illumination source that uses a xenon lamp spectrally resolved by a monochromator. The light coming out from the source is focused on the surface under investigation. The reflected light by the surface is collected by using a lens and directed onto a photodiode by a mirror. This detection system can be moved over a wide angular range so as to measure the BRDF.The second line, called "gloss line", is used to measure the gloss of the surface. In order to be very close to the average human observer, high angular resolution is required. In this line the detection part is stationary. It consists of a Charged Coupled Device (CCD) camera of 512 x 512 pixels. The source used to illuminate the surface is an incandescent tungsten lamp. Angular measurements in this line are provided by the movement of the illumination source itself. Both color and gloss lines share a robot sample-holder that provides six degrees of freedom. This of course facilitates measurements over varies detection and illumination directions of the sample.Key words: Color, Gloss, BRDF, Goniochromatisme, Specular pic

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Lardier, Melody. "Système optoélectronique de reconnaissance multicapteurs par filtrage optique." Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN10117.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse était de concevoir un système optoélectronique de reconnaissance multi-capteurs (visible, infrarouge et radar), autour d'un corrélateur optique de type Vander Lugt. Pour améliorer les performances du corrélateur, nous avons d'une part conçu une nouvelle architecture compacte et, d'autre part, proposé de nouvelles fonctions de filtrage, sous la forme de filtres de phase pure binaires multi-références et/ou multi-classes (MBPOF) optimisés par des régions de support (ROS), permettant d'améliorer des critères de performance en détection, discrimination ou robustesse. Nous avons ensuite utilisé ces filtres pour traiter des images multi-capteurs et mettre en œuvre des techniques de fusion. Pour les images optroniques, nous avons envisagé une fusion d'images synchrones. Quant aux images radars, nous avons proposé de synthétiser une signature temporelle de séquences d'images RGD (Range Gate Doppler), en fusionnant des caractéristiques extraites par filtrage optique.

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Li, Chongguang. "Study of an optical device for homogenizing a laser beam and simulation of temperature field in irradiated materials." Lyon, INSA, 2006. http://www.theses.fr/2006ISAL0079.

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Abstract:

In the experiment to measure directional spectral emissivity of semitransparent materials at high temperature (around 2000°C), an infrared CO2 laser beam with the wavelength of 10. 6µm was used as a heating source. From the knowledge of semitransparent materials, the key requirement of the experiment is to obtain a uniform temperature distribution in a specimen, because the appreciable transmission of this material for radiation in certain spectral regions will give rise to the phenomenon of volume emission when the sample is heated. Accordingly a homogeneous laser beam is required to heat specimens. But unfortunately a laser beam exiting from laser device is usually inhomogeneous because of its inherent nature. Thus an optical device is employed to homogenize its energy distribution. This study follows previous works on the subject and continues to develop a detailed mathematical model used to simulate the power density distribution of converted beam; simulations with this model are necessary to optimize the optical system used for transforming a laser beam. Subsequently, an optimizing example is given based on the power density distribution on the heated sample surface. Depending on the power density distribution of heating laser and starting from the analytic solution of energy equation for conduction heat transfer, a semi-analytic model, which can be used for discrete numerical calculation, is developed to simulate the temperature distribution of materials when irradiated by the laser beam. Several simulation examples are presented in the forms of 3-D drawings and 2-D profiles of temperature distribution in a certain transverse plane. Further more, in order to accelerate the simulation on a usual personal computer, rational approximation is made to simplify the model. From the view of the real process of discrete numerical calculation, the essential description about thermal diffusion is discussed. By making use of tolerances of time discretization and spatial discretization, the model is improved further to adapt the simulation of longer heating duration and larger sample size. After comparing the theoretical simulation with experimental measurements, the error analysis and discussion are made. The good agreement of theoretical simulations with experimental thermal spots validates this model and corresponding computer program. All simulations in this study are realized on a common personal computer by programming with Visual C++ on the platform of Microsoft Windows
Dans les travaux de caractérisation radiative de matériaux semi transparents à haute température (2000°C) un laser CO2 est utilisé comme source de chauffage des échantillons à tester. La caractérisation ne peut se faire correctement que si les échantillons sont isothermes. On va ainsi rechercher en priorité à homogénéiser le faisceau laser incident qui de nature possède une distribution énergétique non uniforme. Le choix s'est préalablement porté sur un dispositif optique d'homogénéisation. Ce travail de thèse a pour objectif principale l'optimisation du dispositif optique de type Kaléidoscope. La démarche visant à l'optimisation comporte deux phases ; la première consiste à étudier l'influence des paramètres géométriques du kaléidoscope sur le champ d'interférences créé en sortie et donc par conséquent sur la distribution énergétique du faisceau transformé en sortie de kaléidoscope. Pour cela, un modèle mathématique basé sur l'optique de Fourier a été développé afin de simuler la distribution gaussienne. On dégage ainsi les paramètres géométriques optimum en termes de distribution énergétique. Cependant l'optimisation ne peut être complète que si l'on examine le champ de température en surface et au sein du matériau qui a été chauffé par ce faisceau transformé. En effet suivant les propriétés thermo-radiatives du matériau testé, pour une même distribution énergétique de faisceau transformé, le champ de température résultant peut être très différent. La deuxième phase de ce travail consiste à développer un code à partir d'un modèle semi analytique de transfert de chaleur 2D pour simuler les profils de température au sein d'un matériau chauffé sur une des deux faces. Par la suite ce code a été optimisé en terme de temps de calcul afin de l'utiliser dans une des configurations où le temps de chauffage nécessaire à l'obtention du régime permanent est supérieur à plusieurs minutes et pour des échantillons de grandes dimensions. Enfin les simulations de champs de température sont comparées à des champs de température expérimentaux obtenus par thermographie infrarouge sur des feuillards d'acier

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Michaely, Roland. "Tomographie en cohérence optique dans le domaine de Fourier appliquée aux tissus humains /." [S.l.] : [s.n.], 2008. http://library.epfl.ch/theses/?nr=4131.

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Creux, Amélie. "Micro-capteur à base d'un spectromètre de Fourier en optique intégrée sur verre." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENT099.

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Abstract:

La spectrométrie est une méthode d'analyse permerttant d'avoir accès à la composition et à la strucuture de la matière. Les spectromètres étant utilisés dans de nombreux domaines , beaucoup de développements sont réalisés afin de les rendre plus compacts pour des raisons de place et de mobilité. Cette thèse présente la réalisation et la caractérisation d'un spectromètre de Fourier en optique intégrée sur verre appelé LLIFTS (Leaky Loop Integrated Fourier Transform Spectrometer). Il utilise le couplage d'un guide plan avec un guide courbe à fuite pour créer un interférogramme de Fourier. Des caractérisations dans le proche infrarouge et dans le domaine du visible ont permis de mesurer une résolution spectrale de 7nm (R=221) entre 1500nm et 1600nm et de 3nm (R=260) à 4nm (R=221) entre 700nm et 900nm. Le LLIFTS permet donc d'obtenir des résolutions spectrales équivalentes aus autres spectromètres compacts existants mais avec l'avantage d'être facilement réalisable. L'accès à l'interférogrmme de Fourier permet aussi de détecter des variations de phase entre deux ondes. Ce qui permet d'utiliser le LLIFTS dans des applications comme la tomographie optique cohérente (OCT). Des premières mesures de déphasage sont présentées dans cette thèse
Spectrometry is an analytical method to access the composition and structure of the matter. Spectrometers are used in many fields. For reasons of space and mobility, many development are made to decrease the size of these spectrometers. This thesis presents the realization and characterization of a Fourier spectrometer in glass integrated optics called LLIFTS (Leaky Loop Integrated Fourier Transform Spectrometer). It uses the coupling of a plane waveguide with a bend waveguide to obtain a Fourier interferogram. Characterizations in the near infrared and visible domain were made. A spectral resolution of 7 nm (R = 221) between 1500nm and 1600nm and 3 (R = 260) 4 nm (R = 221) between 700nm and 900nm is obtained. The Fourier spectrometer developed in this thesis allows to obtain spectral resolution equivalent to other existing compact spectrometers but with an easier realisation. The measurement of the Fourier interferogram allows to detect phase changes between the two waves. So the LLIFTS can be used for applications such as optical coherence tomography (OCT). The first measurements of phase shift are presented in this thesis

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Lecointre, Aurélie. "Mécanisme de luminescence persistante de nouveaux types de marqueurs pour l'imagerie optique in vivo." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066469.

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Abstract:

Ce travail concerne l’étude de matériaux à luminescence persistante rouge pour la réalisation de marqueurs utilisables pour un nouveau type d’imagerie optique in vivo. Parmi les matériaux à luminescence persistante, peu nombreux sont ceux qui émettent dans le rouge. L’originalité de ce travail est donc d’étudier de nouveaux matériaux présentant une émission rouge intense et persistante sur plusieurs dizaines de minutes. Dans ce cadre, une expérience de thermoluminescence allant de 10 K à 750 K, résolue spectralement, a été montée. Le premier objectif était l’obtention d’une luminescence persistante rouge dans un composé phosphate YPO4 :Ln13+, Ln23+ (avec Ln1 : Pr, Ce et Ln2 : Nd, Dy, Ho, Er). Grâce à des expériences de thermoluminescence, les mécanismes mis en jeux ont été identifiés : l’ion Pr3+ joue le rôle de piège à trou et de centre de recombinaison donnant une émission orange-rouge tandis que le codopant Ln3+ est un piège à électron. Un second objectif était la compréhension des mécanismes de luminescence persistante dans un silicate CaxZnyMgzSi2O6 :Mn2+, Ln3+, (Eu2+) (avec Ln : Ce, Tb, Pr, Er, Nd, Ho, Dy, Tm). Des études EXAFS et par résonance paramagnétique électronique ont caractérisé la présence de lacunes d’oxygène après un traitement réducteur sous Ar/H2 tandis que des mesures de photoluminescence, de radioluminescence et de thermoluminescence ont permis de mettre en évidence le rôle des différents dopants : l’ion Mn2+, piège à trou et centre de recombinaison, est responsable de l’émission rouge tandis que le codopant Ln3+ participe aux piégeage des électrons.

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Harsoyo, Agung. "Méthodes fractionnaires en électromagnétisme et en optique." Lorient, 2003. http://www.theses.fr/2003LORIS019.

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Abstract:

La première partie du mémoire décrit une application des opérateurs intégro-différentiels fractionnaires de Riemann-Cauchy à l'électromagnétisme. Les densités de charges surfaciques près de l'arête d'un coin métallique ou du sommet d'un cône sont des illustrations physiques de la notion de multipôle fractionnaire. Cette partie s'achève par une formulation fractionnaire de quelques phénomènes d'électrodynamique (par exemple l'effet de peau). L'optique de Fourier fractionnaire est fondée sur l'emploi de la transformation de Fourier fractionnaire dans la théorie scalaire de la diffraction. La deuxième partie applique cette méthode à la description temporelle des phénomènes de propagation dans les lignes de transmissions dispersives. Les propriétés des paquets d'ondes gaussiens (par exemple leur élargissement) sont la traduction temporelle de celles des faisceaux gaussiens.

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Dupré, Jean-Christophe. "Traitement et analyse d'images pour la mesure de grandeurs cinématiques, déplacements et déformations à partir de la granularité laser et de réseaux croises, et pour l'étude de couplages thermomécaniques." Poitiers, 1992. http://www.theses.fr/1992POIT2262.

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Abstract:

Cette étude concerne la détermination expérimentale, en surface d'une pièce plane ou localement plane, de déplacements, de déformations et des quantités de chaleur mises en jeu lors de sollicitations mécaniques. Nous avons développe une méthode d'analyse numérique des figures de granularité qui permet d'obtenir, de façon fiable rapide et précise, les micro-deplacements surfaciques. La mesure de déformations en surface d'une pièce localement plane se fait grâce au suivi des caractéristiques géométriques d'un réseau de traits croises situe sur l'échantillon. Tout d'abord, deux démarches ont été developpees. La première, utilisable a distance, fait appel a la transformée de fourier optique, obtenue par la diffraction d'un faisceau laser par le réseau. La seconde consiste a calculer numériquement la transformée de fourier bidimensionnelle de l'image du réseau. Le calcul numérique de la position des taches ou des pics de diffraction, permet de déterminer les grandes ou petites déformations. Pour améliorer la sensibilité tout en effectuant des mesures a distance insensibles a la translation hors plan de la pièce, nous avons développe une méthode faisant interférer les faisceaux diffractes et employant une technique de quasi-heterodynage. Pour l'étude de couplages thermomécaniques lors de processus quasi-statiques de déformations, nous avons développe une méthode d'analyse numérique d'images thermiques permettant de déterminer, en tous points de la surface de l'échantillon étudie, les sources de chaleur. Cette nouvelle méthode est utilisée pour la détermination de bilans énergétiques lors de phénomènes homogènes, ainsi que pour la visualisation d'instabilités mécaniques lors de phénomènes non homogènes

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CORREIA, Carlos. "Conception de lois de commande à hautes performances pour l'optique adaptative des grands / très grands télescopes." Paris 13, 2010. http://www.theses.fr/2010PA132004.

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Abstract:

L’optique adaptative (OA) permet de corriger les effets induits par la turbulence atmosphérique, qui dégradent la résolution des télescopes et donc la qualité des images. Introduits dans les années 1990, les systèmes d’OA deviennent désormais tomographiques, permettant l’analyse du volume turbulent pour une correction à grand champ. Ceci s’accompagne d’une forte augmentation de la complexité des OA des futurs grands télescopes. Les nouveaux concepts d’OA souvent à grands nombres de degrés de liberté (GNDL) requièrent des lois de commande innovantes respectant les contraintes temps réel. Plusieurs aspects originaux sont abordés. Pour les GNDL, le point d'entrée est le choix de la base de représentation de la phase. Deux voies sont explorées : avec une formulation zonale, des méthodes Fourier sont étudiées pour la reconstruction statique de front d'onde ; une nouvelle stratégie combinant méthodes Fourier et méthodes itératives est développée pour adapter la commande optimale linéaire quadratique gaussienne (LQG) aux GNDL. On traite ensuite le problème des dynamiques temporelles des grands miroirs déformables. Pour des dynamiques linéaires, la commande optimale minimisant la variance résiduelle est obtenue comme solution d’un problème LQG à temps discret. Ceci permet aussi de quantifier la dégradation de performances pour des commandes sous-optimales. Cette approche est appliquée à la commande des miroirs de basculement destinés aux grands télescopes. On montre que négliger la dynamique conduit à une dégradation significative des performances. Une autre application est traitée : la coordination d’un miroir lent et d’un miroir rapide (concept woofer-tweeter)
Adaptive optics (AO) enables to correct the effects induced by atmospheric turbulence, which affect telescopes’ resolution and hence image quality. Introduced in the 1990s, AO systems become tomographic, allowing to analyze turbulence in volume in order to achieve wide-field correction. For future large telescopes, this goes together with a sharp increase in complexity. New AO concepts, often exhibiting large number of degrees of freedom (LNDF), require innovative control laws compatible with real-time constraints. Several original aspects are addressed. For LNDFs, the entry point is the selection of a basis for the turbulent phase. Two directions are explored: with a zonal formulation, Fourier methods for static wavefront reconstruction are investigated; a new strategy combining Fourier and iterative methods is developed to adapt optimal Linear Quadratic Gaussian (LQG) control to LNDFs. The issue of large deformable mirror’s temporal dynamics is addressed. For linear dynamics, the optimal control minimizing residual variance is obtained as the solution of a discrete-time LQG problem. This also enables to quantify the degradation in performance with suboptimal controllers. This approach is applied to the control of tip-tilt mirrors developed for large telescopes. It is shown that neglecting dynamics results in significant performance degradation. Another application is dealt with: the coordination of slow and fast mirrors (woofer-tweeter concept)

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Bigué, Laurent. "Reconnaissance des formes en temps réel par voie optique : étude comparative d'implantations optiques de filtres de corrélation : application au corrélateur optique à transformée de Fourier conjointe." Mulhouse, 1996. http://www.theses.fr/1996MULH0445.

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Abstract:

Nous proposons de mettre en oeuvre un prototype de corrélateur optique temps - réel destiné à la reconnaissance des formes. Nous dressons d'abord une revue bibliographique de l'état de l'art en ce qui concerne la reconnaissance des formes par voie optique, la corrélation et les modulateurs spatiaux de lumière (SLM), éléments - clés pour la mise en oeuvre optique de la corrélation. Nous abordons ensuite les problèmes liés à cette mise en oeuvre, en particulier dans le cas d'un corrélateur à transformée de Fourier conjointe (JTC). Nous proposons l'implantation de filtres synthétiques discriminants (SDF) au sein d'un tel corrélateur: elle s'avère concluante, permettant d'assurer une invariance au moins partielle au problème de la rotation planaire. Nous proposons d'implanter des filtres SDF à compromis optimal entre résistance au bruit, finesse de pic et efficacité optique au sein d'un JTC. Nous développons pour ce faire une technique inspirée de celles utilisées pour le calcul des éléments optiques diffractifs. Cette technique nous permet ensuite d'opérer la caractérisation multi - critères du JTC, c'est à dire d'établir une comparaison des performances fournies par les domaines de codage des différents SLM. Nous comparons ensuite notre technique d'implantation de filtres de corrélation à des techniques plus traditionnelles, et proposons enfin une technique d'estimation de paramètres

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Bouab, Nawal. "Application des méthodes de datation par luminescence optique à l'évolution des environnements désertiques : Sahara occidental (Maroc) et Îles Canaries orientales (Espagne) /." Thèse, Chicoutimi : Montréal : Université du Québec à Chicoutimi ;. Université du Québec à Montréal, 2001. http://theses.uqac.ca.

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Abstract:

Thèse (D.R.Min.) -- Université du Québec à Chicoutimi, programme extensionné à l'Université du Québec à Montréal, 2001.
Bibliogr.: f. [155]-163. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

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Fialeix, Gilles. "Mise au point d'un protocole expérimental de caractérisation du comportement en cisaillement de matériaux composites et polymères." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2361.

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Abstract:

Ce travail présente la mise au point d'un protocole expérimental permettant de caractériser le comportement en cisaillement pur de matériaux composites et polymères. Dans une première étape, la méthode de mesure de déplacements par granularité laser a été adaptée aux matériaux testes et automatisee: le champ de déplacements plans a la surface de l'éprouvette a pu être obtenu par une analyse automatique point par point de deux cliches superposes du champ de granularité et avec deux transformées de fourier successives. Dans une deuxième étape, un montage d'essais de cisaillement de type parallélogramme déformable a été conçu et mis au point par confrontation avec une modélisation par éléments finis. Cette étape a permis d'obtenir, au centre de l'échantillon teste un large champ de cisaillement pur quasi-uniforme, accessible a la metrologie optique developpee. Ainsi les comportements en cisaillement de deux matériaux polymères et de deux composites a fibres longues ont pu être caractérises selon le protocole propose

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Fedus, Kamil. "Développement des méthodes de mesures des non linéarités optiques du troisième ordre." Phd thesis, Université d'Angers, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00799815.

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Abstract:

Cette étude traite principalement de la sensibilité des techniques expérimentales visant à caractériser la susceptibilité optique non linéaire du troisième ordre. Nous combinons différentes techniques bien connues à l'intérieur d'un système 4f d'imagerie. Nous montrons qu'en changeant l'objet à l'entrée et le filtre spatial en sortie de la configuration 4f il est possible d'effectuer différentes méthodes de caractérisations non linéaires, telles que le mélange 4 ondes dégénérés, Z-scan, EZ-scan, I-scan, imagerie non linéaire avec objet de phase. Nous comparons les sensibilités correspondantes aux différentes méthodes. Nous discutons aussi le problème de la photo-sensibilité des couches minces dans le contexte de détermination de n2, l'indice de réfraction non linéaire, et de β, le coefficient d'absorption non linéaire. Par ailleurs, nous montrons que la méthode Z-scan pourrait être employée pour examiner et caractériser les effets photo-induits et permanents dans la réfraction et l'absorption au niveau du point d'impact. Aussi cette méthode a-t-elle été utilisée pour caractériser les paramètres optiques linéaires des couches minces, telles que l'épaisseur et l'indice de réfraction du film. Nous rapportons aussi sur des mesures absolues de n2 dans le disulfure de carbone et la silice fondue. Les valeurs des coefficients non linéaires sont obtenues dans le régime picoseconde et pour trois longueurs d'ondes différentes (355 nm, 532 nm et 1064 nm). Enfin, nous caractérisons et mesurons les coefficients non linéaires de certains verres exotiques : une famille de verres en chalcogénures (GeS2-Sb2S3-CsI) et des verres en oxyde à base de métaux lourds (Pb(PO3)2-WO3).

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Peloux, Marius. "Nouveaux composants optiques pixellisés pour la correction visuelle : modélisation, optimisation et évaluation." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112202/document.

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Abstract:

Ce manuscrit de thèse traite de l’étude de verres ophtalmiques microstructurés et plus particulièrement pixellisés, ces derniers pouvant présenter un intérêt particulier en optique active pour la correction de la presbytie. Une étude théorique est proposée, permettant d’analyser les performances optiques d’une lentille pixellisée en termes de transport d’image et d’identifier les paramètres qui ont un impact direct sur ces performances. Après validation expérimentale des résultats obtenus, nous constatons puis expliquons l’effet sur l’observation d’une scène de l’excentrement de l’œil par rapport à la fonction de phase du verre. Nous étudions l’effet du repliement de phase inhérent aux limites des technologies de fabrication, qui vient ajouter un chromatisme axial aux défauts visuels engendrés par la pixellisation. Nous nous intéressons ensuite aux applications possibles de la pixellisation en optique passive. Nous prouvons que pour une application visée, des lentilles binaires non pixellisées, dont nous optimisons la qualité optique, conduisent à de meilleurs résultats que les lentilles pixellisées. L’impact sur l’acuité visuelle des phénomènes diffractifs parasites induits par la pixellisation est évalué au moyen d’un banc de mesure utilisant la simulation de certaines images telles qu’elles seraient vues au travers de verres ophtalmiques pixellisés. Enfin, nous menons une étude de l’aspect esthétique d’un verre pixellisé vu par un observateur externe, à partir de modèles de calcul hybrides mêlant optique géométrique et optique de Fourier
This thesis investigates microstructured and more particularly pixelated ophthalmic glasses, the latter raising some hope for the active correction of presbyopia. A theoretical study is developed for the analysis of the optical performances of a pixelated lens in terms of image transport and leads to the identification of the parameters which have an impact on these performances. After experimental validation of the results obtained, we note and then explain the effect on the observation of a scene of eye displacement with respect to the optical function of the eyeglass. We study the effect of phase wrapping, which is inherent in the limits of the technologies implied in the manufacturing process and adds an axial chromatism effect to the visual defects generated by pixelation. We are also interested in the potential applications of pixelation in the field of passive optics. We prove that for a given application, non pixelated binary lenses, the optical quality of which we optimize, lead to better results than pixelated lenses. The impact on visual acuity of the parasitic diffractive phenomena induced by pixelation is evaluated with an optical bench using the simulation of test images seen through pixelated lenses. Finally, we study the aesthetic aspect of a pixelated component as seen by an external observer, using hybrid calculation models based on both geometrical and Fourier optics

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Logette, Patrice. "Etude et réalisation d'un processeur acousto-optique numérique de traitement des signaux." Valenciennes, 1997. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/bbfd31df-2499-46a6-843d-52f346b1db41.

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Abstract:

Un système hybride acousto-optique/numérique axe principalement sur le filtrage F. I. R. A été développé au laboratoire dans le cadre d'une thèse antérieure. L'objet du présent travail est, d'une part, d'améliorer le système existant et, d'autre part, de tester les aptitudes du système ainsi modifié à effectuer d'autres types de calcul. Nous commençons par un résumé des travaux relatifs à l'ancien système, afin de bien positionner le problème. Nous exposons ensuite la conception du nouveau système. Une première partie décrit les modifications des circuits électroniques, avec l'utilisation de circuits de logique programmable de marque Altera. Une seconde partie est dédiée à l'aspect commande. On y détaille le programme de pilotage du système, la création et l'utilisation de modules indépendants pour chaque type de calcul, ainsi que les utilitaires associés (simulation, génération d'algorithmes). Nous terminons par une présentation de quelques exemples de calculs (FIR, IIR, DFT, DCT, corrélation) et évaluons les performances de notre système pour chacun de ces types d’opérations. Le bilan est assez satisfaisant dans l'ensemble, bien que l'apport des circuits Altera ne se soit pas révélé à la hauteur de nos espérances. Le filtrage IIR est le moins performant et nécessiterait la recherche d'autres algorithmes. Cependant, pour être réellement opérationnel, il faudrait améliorer la partie acousto-optique, ou à moyen terme, passer au tout numérique. Nous pourrions, alors, disposer d'un système simple et pratique pour simuler, tester ou valider, sur maquette, des algorithmes ou des sous-systèmes développés au laboratoire dans divers domaines du traitement de signal.

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Mengin, Fondragon Mikhael de. "Etude d'un spéctromètre intégré SWIFTS pour réaliser des capteurs optiques fibrés pour les sciences de l'observation." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT085/document.

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Abstract:

SWIFTS (pour Stationary-Wave Integrated Fourier-Transform Spectrometer) est un concept de spectromètre s'appuyant sur l'optique intégrée pour proposer un système de mesure compact et de très haute résolution. Il combine une technique d'interférométrie développée par Gabriel Lippmann avec des technologies de microélectroniques actuelles. La technologie SWIFTS sera ici utilisée en tant qu'interrogateur de fibre de Bragg. En effet, combiner ce spectromètre avec des fibres de Bragg très sensibles, telle qu'une cavité Fabry-Perot à réseaux de Bragg (GFPC) d'une longueur de 20 mm, permettra de mesurer des variations de température et de déformation très précises. Les applications des fibres de Bragg sont nombreuses, particulièrement dans la surveillance de structure de génie civil ou dans la sureté nucléaire avec des précisions de l'ordre du microstrain. Cependant, les capteurs par fibres de Bragg n'ont jamais atteint la sensibilité nécessaire aux observations en science de la terre. Une précision de quelques dizaines de nanostrain serait pourtant d'un intérêt majeur dans l'étude des processus volcaniques et sismologiques. Je présente dans cette thèse la première utilisation d'un tel spectromètre de Fourier associé à des capteurs de Bragg pour mesurer des déformations dans différentes gammes allant du millistrain au nanostrain. Dans un premier temps, des déformations sur une petite structure en béton armé amenée jusqu'à l'état limite de fissuration permettront de qualifier différents capteurs à fibres de Bragg dans leur milieu d'usage. Dans un deuxième temps, des mesures de déformations liées au phénomène de la marrée terrestre sont proposées. Ces mesures, effectuées au Laboratoire Souterrain à Bas Bruit (LSBB) de Rustrel, donnent des précisions de l'ordre de 30 nanostrains sur une courte base et ouvrent la voie à d'autres mesures de phénomènes géophysiques pour cet instrument
SWIFTS, or Stationary-Wave Integrated Fourier-Transform Spectrometer, is an extremely integrated very high resolution spectrometer. This spectroscopy technology represents a major advance in the field and will be used here as a Fiber Bragg Gratings interrogator. Combining such a spectrometer with very sensitive Bragg sensors, like grating Fabry-Perot cavity (GFPC) as long as 20 mm, will allow to measure high precision temperature or strain variation. Applications of Bragg sensors are numerous, especially in structure monitoring and nuclear power plants safety. Despite promising capabilities, Bragg sensors never reached the desired sensibility for earth-science observation purposes. Present applications are restricted to civil-engineering strain-gauge sensors with microstrain sensitivity. However, the ability to detect and record signals of the order of a few tens of nanostrain is of great interest to monitor and model the volcanic and seismological processes. I demonstrate in this thesis the first use of a Fourier-Transform spectrometer combined with Fiber Bragg Sensors in a field configuration to achieve extremely high precision measurement on earth's crustal deformation. Precisions of thirty nanostrains on a very short base were achieved in the Low-Noise Underground Laboratory (LSBB) at Rustrel. Crustal monitoring opens the way for numerous applications especially in geophysics. A second study presented in this thesis aims at benchmarking several strain sensors based on optical fiber Bragg grating. For this purpose, two reinforced concrete beams have been tested in three points bending up to ultimate limit state

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Ferrand, Jérôme. "Etude et réalisation d'un spectromètre intégré à transformée de Fourier (SWIFTS)." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00554948.

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Abstract:

En 1859 les physicien et chimiste allemands G. Kirchhoff et R. Bunsen ont découvert que chaque élément chimique dispose d'une signature spectrale unique. Suite à cela, la spectrométrie s'est imposée comme un outil d'analyse majeur y compris en astrophysique (notamment grâce à l'italien A. Secchi). Ainsi la plus grande partie des informations dont nous disposons sur les objets astrophysiques proviennent de l'analyse spectrale ; la découverte des premières planètes extra-solaires est même due à celle-ci. Depuis ses débuts, cette technique a trouvé de nombreuses applications dans des domaines aussi variés que la médecine, la détection de gaz ou encore l'étude des polluants. Dans cette thèse nous nous proposons d'étudier et de développer un nouveau type de spectromètres nommés SWIFTS (pour Stationary Wave Integrated Fourier Transform Spectrometer) basés sur la détection d'une onde stationnaire obtenue à l'intérieur d'un guide optique. Pour ce faire, nous utilisons une technique originale dite de " détection évanescente ". Dans cette thèse nous étudions et modélisons les performances d'un tel spectromètre notamment en utilisant une méthode matricielle et une méthode de décomposition dans le domaine de Fourier. Les premiers prototypes ont été réalisés dans les bandes I et R du système photométrique de Johnson, ces bandes ayant été choisies pour la facilité d'obtention de détecteurs et guides optiques efficaces. Étant donné les technologies disponibles, ces prototypes ne peuvent atteindre l'efficacité théorique maximale d'un SWIFTS (environ 73%) ; néanmoins elles nous ont permis de mesurer des résolutions de l'ordre du cm-1 sur un large domaine spectral (650 nm à 900 nm).

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Martin, Bruno. "Etude et réalisation d'un spectromètre compact en optique intégrée sur verre." Phd thesis, Grenoble INPG, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00392702.

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Abstract:

L'analyse spectrale optique permet l'étude de la composition chimique des matériaux par l'interaction entre la matière et le rayonnement. Ces dernières années, la spectrométrie dans le domaine du proche infrarouge s'est considérablement développée pour satisfaire des besoins dans les domaines comme la médecine, de la détection de gaz ou encore l'industrie des polymères. Dans cette thèse nous nous sommes intéressé à un nouveau concept de spectromètre de Fourier statique faisant intervenir une structure de guide optique planaire courbe fuyante. Un modèle électromagnétique de cette structure courbe a été développé pour dimensionner le spectromètre. Ce modèle est basé sur une méthode de décomposition dans le domaine de Fourier, associée à une transformation conforme et utilisant des couches absorbantes. Les premiers spectromètres ont été réalisés en optique intégrée sur verre et caractérisés. Des résolutions spectrales de 11 nm et 14 nm ont été mesurées. Ces résultats sont encourageants pour continuer le développement du spectromètre.

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Genest, Jérôme. "Théorie de la cohérence optique et modélisation de la forme de raie des spectromètres par transformation de Fourier." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/NQ57936.pdf.

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Marzani, Franck. "Contribution à l'analyse et au suivi du mouvement humain sans marqueur." Dijon, 1998. http://www.theses.fr/1998DIJOS008.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire est l'étude de la faisabilité d'un système d'analyse du mouvement humain, sans pose de marqueurs sur le sujet avant expérience. Le traitement que nous proposons consiste tout d'abord à acquérir une séquence d'images synchronisées par un système multi-cameras calibré. Cette séquence reproduit le mouvement d'un être humain. Le premier traitement appliqué à chacune de ces images est le calcul d'un champ de vecteurs de déplacement apparent. Ceux-ci sont obtenus par une méthode d'estimation de mouvement dans laquelle une transformée de Fourier à fenêtre glissante est utilisée afin de rendre adaptative la contrainte de lissage. Une extraction de lignes de crête est ensuite appliquée aux images de norme du champ de vecteurs de vitesse. L'étape suivante consiste à ajuster un modèle articulé 2D à base de superquadriques pincées sur les lignes de crête par une technique de classification floue. Pour chaque instant d'acquisition, la position du modèle précédant dans les référentiels liés aux cameras permet de reconstruire la position d'un modèle humain articule 3D associé, à base de superquadriques pincées a sections circulaires. Des contraintes spatiales ainsi qu'une phase de prédiction permettent d'assurer une certaine cohérence au modèle 3D. Finalement, la méthodologie est appliquée au mouvement d'une jambe au cours de la marche. Une synthèse des résultats ainsi qu'une discussion sont présentées avant la conclusion.

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Vievard, Sébastien. "Développement et validation d'un analyseur de surface d'onde en plan focal pour un instrument multi-pupilles." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066327/document.

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Abstract:

L’instrumentation multi-pupille permet de repousser les limitations actuelles des diamètres des télescopes monolithiques. L’alignement des sous-pupilles est donc une problématique incontournable pour les futurs projets de télescopes au sol comme dans l’espace. Un Analyseur de Surface d’Onde (ASO) est alors nécessaire pour mesurer les aberrations spécifiques au cas multi-pupille que sont le piston différentiel (différence de marche entre les sous-pupilles), le tip et le tilt (basculements différentiels entre les sous-pupilles). Nous nous attachons à réaliser des ASOs non supervisés et simples d’implantation, permettant l’alignement total d’un instrument multi-pupille. L’algorithme ELASTIC repose sur l’analyse de la corrélation entre deux images focales prises successivement, différant par une perturbation maîtrisée et appliquée directement sur les sous-pupilles. ELASTIC permet d’une part d’estimer les grandes erreurs de tip/tilt, pour effectuer un alignement géométrique et d’autre part de stabiliser le tip/tilt pendant la minimisation des grandes erreurs de piston, pour l’alignement interférométrique. Enfin, un second algorithme appelé LAPD permet, au moyen de deux images prises simultanément dans un plan focal et dans un plan légèrement défocalisé, d’estimer les petites erreurs de piston/tip/tilt pour le cophasage fin. Ces différents algorithmes sont caractérisés au moyen de simulations numériques, pour différents types de télescopes multi-pupilles. Nous démontrons expérimentalement les briques de la chaîne d’alignement sur un instrument à 6 sous-pupilles. Ces ASOs permettent de simplifier le dimensionnement des futurs télescopes
The resolution of a telescope is ultimately limited by its aperture diameter, but the size of mirrors is bounded by current technology to about 10m on the ground and to a few meters in space. To overcome this limitation, interferometry consists in making an array of sub-apertures interfere; the resulting instrument is called an interferometer or a multi-aperture telescope. To reach the diffraction limit of such instruments, all sub-apertures must be phased to within a small fraction of wavelength. A critical sub-system of interferometers is the Cophasing Sensor (CS), whose goal is to measure the relative positioning errors between the sub-apertures (differential piston, tip and tilt), which are the specific low-order aberration of an interferometer and the main source of wave-front degradation. We aim to develop unsupervised and easy-to-implement CSs for the global multi-aperture telescope alignment. ELASTIC algorithm provides a solution for large amplitude tip/tilt error measurement from a modified cross-spectrum of two diversity images, allowing the geometrical alignment. ELASTIC also provides tip/tilt stability for the large amplitude piston error minimization, called the interferometric alignment. Finally a second algorithm called LAPD uses focal and slightly defocused images for the small amplitude piston/tip/tilt error measurement, allowing the fine phasing. Numerical simulations of several types of multi-aperture telescopes are performed in order to test our algorithms. We experimentally demonstrate the efficiency of the different algorithms on a 6-sub-aperture instrument. These algorithms should simplify the design of the future telescopes

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Millard, Anne. "IFTSUV : un spectromètre imageur à transformée de Fourier dans l'ultraviolet pour les prochaines missions spatiales solaires." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00437261.

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Abstract:

L'étude du Soleil dans le domaine ultraviolet est capitale pour la compréhension des phénomènes physiques dont l'atmosphère solaire (où la température peut atteindre le million de Kelvin) est le siège. Les principaux outils disponibles sont les imageurs du disque et de la couronne solaire et les spectromètres. Cependant, l'analyse des données d'imagerie est très vite limitée sans information spectrale et l'association d'imageurs et de spectromètres à fente manque souvent de cohérence spatiale, spectrale ou temporelle. C'est pourquoi la réalisation d'un spectromètre imageur dans l'ultraviolet permettrait une grande avancée pour la physique solaire. Par sa résolution spectrale (en théorie illimitée) et sa capacité à travailler sur de grands champs, le spectromètre imageur à transformée de Fourier est le candidat idéal. Une étude des performances de ce type d'instrument a été réalisée et une maquette de validation du principe de fonctionnement a été construite, alignée et testée à l'Institut d'Astrophysique Spatiale. Cette maquette a permis de mettre en évidence les points durs associés à réalisation et au fonctionnement de ce type d'instrument, en particulier les points durs spécifiques au domaine ultraviolet. Elle constitue une étape dans la construction d'un prototype d'instrument pouvant être embarqué sur un satellite d'observation du Soleil à l'horizon 2015.

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Bonnefois, Jean-Jacques. "MODELISATION D'EFFETS NON LINEAIRES DANS LES CRISTAUX PHOTONIQUES, APPLICATION A LA LIMITATION OPTIQUE." Phd thesis, Université de Nanterre - Paris X, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00260364.

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Abstract:

Ce mémoire concerne l'utilisation de matériaux non-linéaires optiques dans les cristaux photoniques (CPs) destinés à la limitation optique. En effet, le couplage entre des effets de type cubique (effet Kerr) ou de changement de phase et les phénomènes complexes de diffraction dans les CPs peut mener à des basculements ultra-rapides et auto-déclenchés d'un état transparent vers un état opaque.
Dans ce but, de nouvelles méthodes de simulation numérique ab-initio, évolutions de la Fast Fourier Factorization (FFF), et de la Matrix Scattering Method (MSM), sont développées et utilisées. Elles permettent de traiter rigoureusement le cas d'inclusions nonlinéaires inhomogènes ainsi que de traiter l'échauffement d'un CP lors d'une illumination par impulsion laser nanoseconde.
Dans la dernière partie du mémoire, la précision de l'approximation homogène est étudiée et partiellement remise en cause. Finalement, une solution de limiteur optique à cristal photonique est donnée.

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Coëtmellec, Sébastien. "Application de la transformation de Fourier fractionnaire à la restitution numérique des hologrammes de particules." Rouen, 2002. http://www.theses.fr/2002ROUES050.

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Abstract:

La restitution holographique par transformation en ondelettes permet d'extraire les champs de vecteurs vitesses d'un volume de particules. En revanche, cette transformation fait apparaître des contraintes dont on doit s'affranchir. Nous proposons d'avoir recours à la transformation de Fourier fractionnaire pour résoudre ces problèmes. Après avoir exposé les bases de la transformation Fourier fractionnaire (FRFT), la fonction de distribution de Wigner et leurs relations nous traitons de leur implémentation informatique. Grâce à cette implémentation, nous montrons que la FRFT permet d'analyser des hologrammes numériques de fibres. Ce traitement permet de d'écrire la taille et la position 3D de l'objet diffractant. Cette étude met en évidence l'évolution de la distribution de Wigner calculée à partir de la figure de diffraction d'une fibre après traitement par la FRFT. L'étude a été étendue ensuite au cas des hologrammes de particules. Il est également possible de déterminer le diamètre des particules ainsi que leur position dans l'espace. L'étude sur des champs tridimensionnels de particules est abordée et montre la faisabilité de restituer plan par plan un volume d'études. Bien que la FRFT soit généralement définie dans le domaine spatial, nous l'avons utilisée avec des variables temporelles. Nous montrons que la FRFT est bien adaptée pour caractériser les impulsions lumineuses à dérive de fréquence linéaire sous le régime dominant de la dispersion de la vitesse de groupe. Nous avons démontré qu'il est possible d'obtenir facilement le coefficient de la dérive de fréquence en utilisant cette transformation. Dans le cas de deux impulsions superposées temporellement mais à dérive de fréquence différentes, la FRFT permet de séparer les deux composantes. Cette méthode permet d'extraire aisément des informations sur ces impulsions à dérive de fréquence alors que la transformation de Fourier ordinaire n'est pas adaptée
The wavelets transformation applied to particle field holography allows to extract the vector velocity fields of a volume. However this transformation reveals constraints that we must free oneself. We propose to use the fractional Fourier transformation to solve these problems. After having exposed the bases of the fractional Fourier transformation (FRFT) and its relation with the Wigner distribution function, we deal with their numerical implementation. Then, we show that the FRFT is a suitable method to analyze digital holograms of fibers. This processing allows to determine the size and the location of the diffracting object. This study highlights the behaviour of the Wigner distribution function of the diffraction pattern of a fiber before and after FRFT processing. The study is extended to analyze numerical holograms of particles. The diameter and the 3D location of particles can be determined. The study on three-dimensional fields of particles is approached and shows feasibility to restore plane by plane a volume of particles. .

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Briard, Paul. "Caractérisation 3D d'un nuage de particules par imagerie interférométrique de Fourier : positions relatives 3D, tailles et indices de réfraction." Phd thesis, INSA de Rouen, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00846098.

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Abstract:

Dans ce mémoire, je propose une nouvelle technique optique de mesure de positions relatives 3D, tailles et indices de réfraction d'un ensemble de particules, éclairées par un faisceau laser plan pulsé : l'imagerie interférométrique de Fourier (FII). Dans le cadre de ce travail, les particules sont sphériques, homogènes transparentes et isotropes. Lorsque ces particules sont éclairées, elles se comportent comme des sources d'ondes lumineuses sphériques qui interférent entre elles. L'enregistrement des franges d'interférences et leur analyse par transformation de Fourier peut permettre d'accéder aux caractéristiques des particules. Dans ce mémoire, je décris l'influence des caractéristiques de particules sur les représentations spectrales des franges d'interférences crées par les couples de particules éclairées dans l'espace de Fourier 2D. Les franges d'interférences sont simulées numériquement en utilisant la théorie de Lorenz-Mie. Puis j'aborde le problème inverse en montrant comment il est possible de retrouver les caractéristiques des particules, en me servant de l'optique géométrique et du filtrage spatial par transformation de Fourier.

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Romero, Guzman Maria Eugenia. "Etude par spectroscopie optique d'associations d'acides nucléiques en fonction de leur hydratation, de leurs contre-ions ou en interaction avec la protéine régulatrice Hfq." Paris 13, 2006. http://www.theses.fr/2006PA132001.

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Abstract:

La première partie de cette thèse concerne l'hydratation de dAn•dTn et rAn•rUn, et des triple-hélices dTn*dAn•dTn, rUn*dAn•dTn, dTn*rAn•rUn et rUn*rAn•rUn. Leurs taux d'hydratation sont obtenus par des mesures gravimétriques. Les profils des courbes de desorption obtenus par pesées et FTIR sont corrélés avec des modifications conformationnelles induites par la déshydratation. La deuxième partie traite des télomères humains et d'Oxytricha nova pouvant former des quadruple-hélices. Une bande infrarouge, marqueur de l'orientation parallèle ou antiparallèle des quadruple-hélices, est proposée. L'effet de l'addition d'ions métalliques Na+, K+ ou Ca2+ sur les orientations relatives des brins est examiné. La troisième partie concerne la structure de Hfq de E. Coli et ses interactions avec des ARN (rU7, rA7 et rC7) en relation avec son rôle fonctionnel. Hfq seule forme une structure de feuillets bêtapolymérisés en fibre (empilement de 36 monomères agencés en hexamères d'homohéxamères).

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Archambault, Alexandre. "Optique des ondes de surface : super-résolution et interaction matière-rayonnement." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00678073.

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Abstract:

Il existe au niveau d'interfaces séparant des milieux de constantes diélectriques de signes opposés des ondes électromagnétiques confinées à proximité de ces interfaces. On parle d'ondes de surface. C'est notamment le cas des métaux et des cristaux polaires : on parle alors de plasmons-polaritons de surface et de phonons-polaritons de surface respectivement. L'objectif de cette thèse est de revisiter certains aspects théoriques associés à ces ondes de surface.Dans un premier temps, en nous basant sur le formalisme de Green, nous donnons un moyen d'obtenir une expression du champ des ondes de surface sous forme de somme de modes. En présence de pertes, ces ondes ont nécessairement un vecteur d'onde ou une pulsation complexe. Nous donnons ainsi deux expressions de leur champ, correspondant à chacun de ces deux cas, et discutons de l'opportunité d'utiliser l'une ou l'autre de ces expressions.Nous posons par la suite les bases d'une optique de Fourier et d'une optique géométrique des ondes de surface. Nous montrons comment obtenir une équation de Helmholtz à deux dimensions pour les ondes de surface, un principe d'Huygens-Fresnel pour les ondes de surface, ainsi qu'une équation eikonale pour les ondes de surface, qui s'applique sous certaines hypothèses. Nous nous intéressons également à la superlentille proposée par Pendry, qui s'appuie sur les ondes de surface. Nous étudions notamment le fonctionnement de cette superlentille en régime impulsionnel, et montrons qu'en présence de pertes, il est possible d'obtenir une meilleure résolution avec certaines formes d'impulsion par rapport au régime harmonique, au prix d'une importante baisse de signal toutefois.Nous développons ensuite un traitement quantique des ondes de surface. Nous calculons au préalable une expression de leur énergie, et nous donnons une expression de leur hamiltonien et de leurs opérateurs champ. Sans pertes, nous montrons que le facteur de Purcell prédit par notre théorie quantique est rigoureusement égal au facteur de Purcell calculé avec des outils classiques. Nous comparons ensuite ce facteur de Purcell à celui calculé classiquement avec pertes, et montrons sur un exemple que les pertes peuvent être négligées dans de nombreux cas. Nous donnons enfin une expression des coefficients d'Einstein associés aux ondes de surface permettant d'étudier la dynamique de l'inversion de population d'un milieu fournissant un gain aux ondes de surface. Nous appliquons par la suite ce formalisme quantique à l'interaction électrons-phonons-polaritons de surface dans les puits quantiques, notamment leur interaction avec un mode de phonon du puits particulièrement confiné grâce à un effet de constante diélectrique proche de zéro (epsilon near zero, ENZ).

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Mondragon, Sanchez Juan Antonio. "Etude par spectroscopie optique de structures d'ADN soit contenant des bases ou chaines modifiées, soit en interaction avec des ions divalents." Paris 13, 2005. http://www.theses.fr/2005PA132004.

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Abstract:

Nous présentons les résultats de l'étude de structures d'ADN par des techniques de spectroscopie. La 1ère partie concerne 2 double-hélices parallèles, chacune contenant un brin avec des bases soit isoG soit m5isoC. Des duplexes parallèles stables se forment avec des appariements trans Watson Crick capables de subir par diminution d'hydratation des transitions conformationnelles au cours desquelles les sucres passent d'une conformation C2'endo à C3'endo. La 2nde partie concerne 2 triple-hélices formées avec des 3èmes brins modifiés N3'?P5' phosphoramidate contenant soit des bases C et T soit des bases G et T. Ces triple-hélices se forment dans des conditions ou un 3ème brin de même séquence phosphodiester ne se fixe pas sur le duplex cible. Dans le 3ème chapitre nous étudions le repliement de l'oligonucléotide aptamère de la thrombine en présence d'ions mono et divalents. Les ions Pb2+ sont localisés entre les plans formés par des quartés de guanines en appariement Hoogsteen.

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Frouin, Marine. "Les feldspaths comme support pour la datation par luminescence de gisements archéologiques et de séquences quaternaires d'Aquitaine." Thesis, Bordeaux 3, 2014. http://www.theses.fr/2014BOR30076.

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Abstract:

Les données chronologiques disponibles pour les gisements du Paléolithique moyen du Sud-Ouest de la France font état d’un manque de jalons chronologiques fiables. Pour ces périodes anciennes, l’établissement d’un cadre chronologique nécessite un investissement méthodologique important dans le domaine de la datation numérique. Les résultats obtenus dans cette étude reposent essentiellement sur la datation par luminescence optique de grains de feldspaths et de quartz contenus dans les sédiments. En particulier, l’étude des signaux de luminescence classiquement exploités (IRSL, pIR-IRSL), nous permet de mieux évaluer la fiabilité des datations à partir des feldspaths potassiques. Un protocole de datation fondé sur l’exploitation du signal de radioluminescence (IR-RF) de ces minéraux a aussi été développé. Ainsi, la luminescence optique a été appliquée à des échantillons provenant de six gisements de référence : Les Pradelles (Marillac, Charente), Combe Brune 2 (Creysse, Dordogne), Roc de Marsal (Campagne, Dordogne), Artenac (Saint-Mary, Charente), La Quina (Gardes-le-Pontaroux, Charente) et La Ferrassie (Savignac-de-Miremont, Dordogne). La combinaison des résultats obtenus nous a permis, au sein de chaque niveau archéologique, d’évaluer la pertinence des datations et de proposer pour chaque gisement un scénario chronologique qui nous semble fiable. À l’issue de cette étude, les occupations humaines, caractérisées selon leurs industries, ont pu être replacées sur une échelle des temps en regard des variations paléoclimatiques et paléoenvironnementales régionales. Plusieurs constats ont été dressés enrichissant le registre de nos connaissances sur les cultures néandertaliennes
Currently available chronological information for Middle Palaeolithic sites in southwestern France precludes the establishment of a robust chronological framework. For these early periods, developing such a framework relies upon important methodological advancements in numerical dating techniques. The results of this study are essentially based on the optical luminescence dating of sedimentary feldspars and quartz. Focusing on the most commonly employed luminescence signals (IRSL, pIR-IRSL), it was possible to more clearly evaluate the reliability of dates obtained on K-feldspars. A dating protocol for these materials based on their radioluminescence signal (IR-RF) was also developed. Optical luminescence dates were produced for six major archaeological sites: (Marillac, Charente), Combe Brune 2 (Creysse, Dordogne), Roc de Marsal (Campagne, Dordogne), Artenac (Saint-Mary, Charente), La Quina (Gardes-le-Pontaroux, Charente) et La Ferrassie (Savignac-de-Miremont, Dordogne). Collating the results for each archaeological level allowed the coherence of the dates to be tested and a reliable chronological sequence to be proposed for each site. The different human occupations, characterised by their industrial attribution, could be placed within a chronological framework that incorporates regional palaeoenvironmental and palaeoclimatic variations. Finally, several observations provide new insights for our understanding of Neandertal cultures

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Silberstein, Éric. "Généralisation de la méthode modale de Fourier aux problèmes de diffraction en optique intégrée : application aux convertisseurs modaux par ingénierie des modes de Bloch." Paris 6, 2002. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00003101.

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Mohamad, Habib. "Développement de la méthode différentielle associée à la Fast Fourier Factorization pour la photonique : étude de réseaux diffractifs complexes et modélisation de structures en optique intégrée." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT032.

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Abstract:

Pour concevoir au mieux des dispositifs photoniques, il est important d’avoir des outils de modélisation fiables et efficaces. En effet si le quadrillage de paramètres technologiques est envisageable pour des dispositifs simples, son coût en nombre de tests devient rapidement un frein à l’optimisation de structures. Il devient donc indispensable de disposer de simulations totalement vectorielles, avec des matériaux à indices de réfraction complexes, de garantir la prise en compte de l’ensemble des modes de propagation (modes guidés, rayonnés et évanescents), bidirectionnelles … La simulation de structures à fort contraste d’indice de réfraction (photonique sur silicium) ou les structures utilisant des motifs métalliques générant des modes plasmoniques ou des motifs sub-longueur d’onde comme les métamatériaux … est un ensemble d’exemples qui nécessite l’utilisation de ces outils. Ces derniers se différencient par leur méthode de calcul utilisée : calcul dans le domaine fréquentiel par différences finies ou éléments finis, méthode temporelle par la méthode des différences finies … Par exemple, la FDTD est devenue ces dernières années un outil de référence dans le milieu de la photonique sur silicium. Cependant, ces méthodes ne sont pas forcément optimales. Elles diffèrent par les ressources numériques nécessaires notamment sur la mémoire utilisée, le temps de calcul, la prise en comptes des conditions de continuité, la discrétisation de la structure ainsi que leur domaine d’application (spectral ou spatial) … Ces quinze dernières années au sein du laboratoire (IMEP-Lahc), des outils basés sur la RCWA ont été développés dans ce sens pour simuler des structures très différentes allant de l’optique diffractive à l’optique guidée. Néanmoins, cette méthode comme la FDTD peut générer des approximations induisant des imprécisions ou une augmentation des ressources numériques utilisées dans certaines configurations. L’objectif de cette thèse est de développer un outil plus général dans le but de réduire ces imperfections tout en gardant la possibilité de l’utiliser sur une multitude d’applications de la photonique (optique diffractive, optique guidée …). Mon choix s’est porté sur la méthode différentielle largement utilisée pour l’étude des réseaux de diffraction. Cette méthode peut être plus efficace que la RCWA mais peut avoir aussi des limites pour la simulation de structures à profil complexe notamment en polarisation TM. Depuis les années 2000, l’ajout d’un nouveau module dénommé FFF (Fast Fourier Factorisation), permet de résoudre cette problématique et ouvrir de nouvelles potentialités à cette méthode. Après une introduction générale, la méthode différentielle associée à la FFF est présentée en détails. Ensuite, une solution simple et rapide qui permet de résoudre le problème des divergences numériques dans le cas des métaux ayant une permittivité purement réelle et négative est proposée. Puis, l’étude complète d’une structure diffractive diélectrique utilisée pour des applications de sécurité visuelle est proposée. La simulation de la structure diffractive est associée à un module utilisant un réseau de neurones pour le design et la modélisation optimale de ces structures. Finalement, pour adapter la méthode aux structures photoniques guidées, une transformée de coordonnées inspirée par la FMM apériodique a été implémentée dans l’algorithme de la MD-FFF transformant cette dernière en une méthode apériodique pour la simulation 2D de structures optiques intégrées utilisant des matériaux à indice de réfraction complexe, non-isotropes et non-magnétiques. La décomposition de la propagation sur une base de modes propres peut permettre d’accéder à des informations non directement accessibles avec la FDTD par exemple. Des résultats plus précis, plus rapides et plus rigoureux ont été obtenues par rapport à laFMM notamment en polarisation TM avec des profils curvilignes comme dans le cas des structures cylindriques
Nowadays to design photonic devices, it is important to have reliable and efficient simulation tools. In fact, if exploiting the technological grids of the design parameters is considered possible for the simple devices, its cost in terms of number of tests becomes an obstacle to the optimization of the structures. Therefore, it is essential to develop fully vectorial simulations, with complex or/and real refractive indices materials, to guarantee that all the propagation modes (guided, radiated and evanescent modes) are taken into account. The simulations of the structures with high contrast refractive index (Silicon photonics for example) or structures using metallic layer and generating plasmonic modes or sub-wavelength structures like metamaterials are a set of examples that requires the use of these tools. These methods can be differentiated by their used calculation algorithm: calculation in the frequency domain by finite differences or finite elements, Fourier based methods, or calculation in the temporal domain with the finite difference method... For example, the FDTD has become in the recent years a reference tool in the domain of silicon photonics. However, almost all these methods are not necessarily optimal. They can be distinguishable by the required numerical resources, particularly in terms of the used memory, the execution time, the take into account of the boundary conditions, the discretization of the structure, or their workspace domain (spectral or spatial) ... Over the last fifteen years, the group involved with the development of electromagnetic tools in the laboratory (IMEP-Lahc), headed towards the development of RCWA based numerical tools to simulate and design the optical response of diffractive and guided optic structures. However, this last method as the FDTD can generate approximations inducing inaccuracies or an increase in the numerical resources used for certain configurations (memory, execution time...). The objective of this thesis is to develop a more general tool aiming to reduce these imperfections while retaining the possibility of using it on a multitude of photonics applications (diffractive optics, guided optics, etc.). My choice fell on the differential method which is widely used for the study of diffraction gratings. This method can be more efficient than the RCWA but it also has limitations especially for the simulation of periodic structures with complex profile in TM polarization. Since the 2000s, the association of a new module called FFF (Fast Fourier Factorization) has solved this problem and opened up new possibilities for this method. After a general introduction, the differential method associated with the FFF is presented in detail. Then, a simple and fast solution which makes the use of this method with metals having a purely real and negative permittivity is proposed and solve the problem of divergence faced before. Consequently, a complete study of a dielectric diffractive structure visual security applications is subsequently detailed. Moreover, the developed code of the DM-FFF is integrated in neural networks algorithm for optimal modeling and design of visual security structures. Finally, to meet the condition of generalizing the method for the different photonic structures (guided and diffractive), a coordinate transform inspired from the aperiodic FMM was implemented in the algorithm of the DM-FFF transforming the last one into an aperiodic method for the simulation of 2D integrated optical structures for complex, non-isotropic and non-magnetic materials. The decomposition of the propagation of eigenmode basis can provide access to information which are not directly provided by the FDTD for example (guided modes, radiated modes …). More precise, faster and more rigorous results were obtained compared to a-FMM especially in TM polarization with curvilinear profiles such as the case of cylindrical structures

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Briard, Paul. "Caractérisation 3D d’un nuage de particules par imagerie interférométrique de Fourier : positions relatives 3D, tailles et indices de réfraction." Thesis, Rouen, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAM0023/document.

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Abstract:

Dans ce mémoire, je propose une nouvelle technique optique de mesure de positions relatives 3D, tailles et indices de réfraction d’un ensemble de particules, éclairées par un faisceau laser plan pulsé : l’imagerie interférométrique de Fourier (FII). Dans le cadre de ce travail, les particules sont sphériques, homogènes transparentes et isotropes. Lorsque ces particules sont éclairées, elles se comportent comme des sources d’ondes lumineuses sphériques qui interférent entre elles. L’enregistrement des franges d’interférences et leur analyse par transformation de Fourier peut permettre d’accéder aux caractéristiques des particules. Dans ce mémoire, je décris l’influence des caractéristiques de particules sur les représentations spectrales des franges d’interférences crées par les couples de particules éclairées dans l’espace de Fourier 2D. Les franges d’interférences sont simulées numériquement en utilisant la théorie de Lorenz-Mie. Puis j’aborde le problème inverse en montrant comment il est possible de retrouver les caractéristiques des particules, en me servant de l’optique géométrique et du filtrage spatial par transformation de Fourier
In this thesis, I propose a new optical technique for measuring 3D relative positions, sizes and refractive indices of a set of particles, which are illuminated by a plane and pulsed laser beam. In this work, the particles are spherical, transparent, homogeneous and isotropic. When these particles are illuminated, they have the behavior of sources of spherical light waves which interfere. The recording of interference fringes and analysisby Fourier transform can measure the characteristics of the particles. I describe the influence of particle characteristics on spectral representations of the interference fringes created by the pairs of particles illuminated in 2D Fourier space. The interference fringes are simulated numerically using the Lorenz-Mietheory. The inverse problem is approached by showing how it is possible to measure the characteristics of particles with geometrical optics and spatial filtering by Fourier transformation

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Aumeunier, Marie-Hélène. "Etude d'un spectrographe à champ intégral pour le satellite SNAP [SuperNovae/Acceleration Probe] : prototype, simulation et performances." Aix-Marseille 1, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX11068.

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Abstract:

Le projet SNAP(SuperNovae/Acceleration Probe) a pour objectif de déterminer la nature de l'Énergie Noire à travers l'étude cosmologique des supernovae et du cisaillement gravitationnel. L'instrument prévoit à ce jour d'embarquer un imageur grand champ et un spectrographe avec des précisions photométriques et spectroscopiques jamais atteintes. L'objectif de cette thèse est d'étudier les performances d'un concept instrumental basé sur le principe d'un spectrographe à champ intégral utilisant la technologie novatrice du disséqueur d'image (en anglais slicer). Pour tester et valider ces performances, deux approches sont menées dans cette thèse: une simulation numérique de l'instrument complet et la réalisation d'un prototype de spectrographe testé dans le visible à température ambiante et dans l'infrarouge en environnement cryogénique. Ces deux aspects seront développés dans cette thèse pour prouver les performances optiques du concept proposé. Je présenterai aussi une nouvelle approche pour la calibration spectrophotométrique adaptée aux slicer et les résultats obtenus après la première campagne de mesures dans le visible
The SNAP(SuperNovae/Acceleration Probe) project plans to measure very precisely the cosmological parameters and to determine the nature of dark energy by observations of type Ia supernovae and weak lensing. The SNAP instrument consists in a 2-meter telescope with a one square-degree imager and a spectrograph in the visible and infrared range. A dedicated optimized integral field spectrograph based on an imager slicer technology has been developed. To test and validate the performances, two approaches have been developed: a complete simulation of the complete instrument at the pixel level and the manufacturing and test of a spectrograph prototype operating at room temperature and in cryogenic environment. In this thesis we will test the optical and functional performances of the SNAP spectrograph: especially diffraction losses, straylight and spectro-photometric calibration. We present an original approach for the spectro-photometric calibration adapted for the slicer and the optical performances resulting from the first measurement campaign in the visible range

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Pellegrini, Philippe. "Aspects théoriques de la formation de molécules froides : application à la photoassociation dans les condensats de Bose-Einstein." Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112191.

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Abstract:

Nous avons développé un formalisme indépendant du temps pour étudier la formation de molécules par résonances de Feshbach et de façon plus générale, pour-traiter l'interaction entre un état discret et un continuum. Nous avons utilisé la méthode de grille de Fourier avec un potentiel optique pour résoudre les équations de Schrödinger couplées avec de bonnes conditions aux limites asymptotiques pour les fonctions d'onde calculées. La diagonalisation de la matrice hamiltonienne donne des énergies complexes dont les parties réelles et imaginaires s'interprètent respectivement comme les positions et les largeurs des résonances. Ces paramètres interviennent dans l'expression du taux de formation de molécules. Nous avons appliqué cette méthode pour étudier la photo-association dans le régime des collisions ultra-froides et plus particulièrement dans les conditions des condensats de Bose-Einstein. Dans le cadre du modèle de la molécule habillée, la photo-association est équivalente à une résonance de Feshbach induite par laser et peut être traité non-perturbativement. Nous avons également interprété des phénomènes de prédissociation moléculaire
We have developed a time-independent formalism to study the formation of molecules by Feshbach resonances and more generally to treat the interaction between a discrete bound state and a continuum. We have used the Fourier grid method with an optical potential to salve the coupled Schrodinger equation system with appropriate boundary conditions for the calculated wave functions. The diagonalization of the total Hamiltonian matrix leads to complex eigenvalues where the real and imaginary parts respectively give the positions and the widths of the resonances. These parameters are used in the expression of the molecular formation rate. We have applied this method to study the photoassociation reaction at ultra-low temperature under typical Bose-Einstein conditions. In the dressed molecular picture, this process is equivalent to an optically induced Feshbach resonance and can be investigated non-perturbatively. Applications to predissociation studies are clone as well

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Addam, Mohamed. "Approximation du problème diffusion en tomographie optique et problème inverse." Phd thesis, Université du Littoral Côte d'Opale, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00579257.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'approximation des équations aux dérivées partielles, en particulier l'équation de diffusion en tomographie optique. Elle peut se présenter en deux parties essentielles. Dans la première partie on discute le problème direct alors que le problème inverse est abordé dans la seconde partie. Pour le problème direct, on suppose que les paramètres optiques et les fonctions sources sont donnés. On résout alors le problème de diffusion dans un domaine où la densité du flux lumineux est considérée comme une fonction inconnue à approcher numériquement. Le plus souvent, pour reconstruire le signal numérique dans ce genre de problème, une discrétisation dans le temps est nécessaire. Nous avons proposé d'utiliser la transformée de Fourier et son inverse afin d'éviter une telle discrétisation. Les techniques que nous avons utilisées sont la quadrature de Gauss-Hermite ainsi que la méthode de Galerkin basée sur les B-splines ou les B-splines tensorielles ainsi que sur les fonctions radiales. Les B-splines sont utilisées en dimension un alors que les B-splines tensorielles sont utilisées lorsque le domaine est rectangulaire avec un maillage uniforme. Lorsque le domaine n'est plus rectangulaire, nous avons proposé de remplacer la base des B-splines tensorielles par les fonctions à base radiale construites à partir d'un nuage de points dispersés dans le domaine. Du point de vue théorique, nous avons étudié l'existence, l'unicité et la régularité de la solution puis nous avons proposé quelques résultats sur l'estimation de l'erreur dans les espaces de type Sobolev ainsi que sur la convergence de la méthode. Dans la seconde partie de notre travail, nous nous sommes intéressés au problème inverse. Il s'agit d'un problème inverse non-linéaire dont la non-linéarité est liée aux paramètres optiques. On suppose qu'on dispose des mesures du flux lumineux aux bords du domaine étudié et des fonctions sources. On veut alors résoudre le problème inverse de façon à simuler numériquement l'indice de réfraction ainsi que les coefficients de diffusion et d'absorption. Du point de vue théorique, nous avons discuté certains résultats tels que la continuité et la dérivabilité, au sens de Fréchet, de l'opérateur mesurant le flux lumineux reçu aux bords. Nous avons établi les propriétés lipschitzienne de la dérivée de Fréchet en fonction des paramètres optiques. Du point de vue numérique nous nous somme intéressés au problème discret dans la base des B-splines et la base des fonctions radiales. En suite, nous avons abordé la résolution du problème inverse non-linéaire par la méthode de Newton-Gauss.

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Coolen, Laurent. "Cohérence temporelle des photons uniques émis par un nanocristal individuel de CdSe/ZnS." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00138537.

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Abstract:

Cette thése décrit une expérience d'interférométrie de Michelson réalisée pour mesurer la cohérence temporelle de l'émission d'un nanocristal individuel cœur/coquille de CdSe/ZnS. La difficulté d'une telle mesure réside dans la diffusion rapide (0,1 ms) de leur raie d'émission qui élargit le spectre mesuré habituellement. Nous introduisons, dans une description de l'expérience par un formalisme quantique, une méthode baptisée spectroscopie de Fourier à corrélation de photons (PCFS), reposant sur la mesure des corrélations aux temps courts entre les intensités détectées aux sorties de l'interféromètre. Contrairement aux méthodes spectroscopiques standard, la PCFS associe une bonne résolution temporelle à une bonne résolution spectrale (qui est calculée théoriquement en détail). Ceci nous permet d'étudier des nanocristaux individuels, à 300, 20 et 10 K, et de caractériser à la fois leur largeur spectrale et leur diffusion spectrale. Nous mesurons une largeur spectrale de 6,5 micro-eV (soit un temps de cohérence de 200 ps), meilleure de presque deux ordres de grandeur que les largeurs mesurées par spectroscopie d'un nanocristal individuel (0,1-1 meV).

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Addam, Mohamed. "Approximation du problème de diffusion en tomographie optique et problème inverse." Littoral, 2010. http://www.theses.fr/2010DUNK0278.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l’approximation des équations aux dérivées partielles, en particulier l’équation de diffusion en tomographie optique. Elle peut se présenter en deux parties essentielles. Dans la première partie on discute le problème direct alors que le problème inverse est abordé dans la seconde partie. Pour le problème direct, on suppose que les paramètres optiques et les fonctions sources sont donnés. On résout alors le problème de diffusion où la densité du flux lumineux est considérée comme une fonction inconnue à approcher numériquement. Le plus souvent, pour reconstruire le signal numérique dans ce genre de problème, une discrétisation dans le temps est nécessaire. Nous avons proposé d’utiliser la transformée de Fourier et son inverse afin d’éviter une telle discrétisation. Les techniques que nous avons utilisées sont la quadrature de Gauss-Hermite ainsi que la méthode de Galerkin basée sur les B-splines ou les B-splines tensorielles et sur les fonctions à base radiales. Les B-splines sont utilisées en dimension un alors que les B-splines tensorielles sont utilisées lorsque le domaine est rectangulaire avec un maillage uniforme. Lorsque le domaine n’est plus rectangulaire, nous avons proposé de remplacer la base des B-splines tensorielles par les fonctions à base radiale construites à partir d’un nuage de points dispersés dans le domaine. Du point de vue théorique, nous avons étudié l’existence, l’unicité et la régularité de la solution puis nous avons proposé quelques résultats sur l’estimation de l’erreur dans les espaces de type Sobolev ainsi que sur la convergence de la méthode. Dans la seconde partie de ce notre travail, nous nous sommes intéressés au problème inverse. Il s’agit d’un problème inverse non-linéaire dont la non-linéarité est liée aux paramètres optiques. On suppose qu’on dispose des mesures du flux lumineux aux bords du domaine étudié et des fonctions sources. On veut alors résoudre le problème inverse de façon à simuler numériquement l’indice de réfraction ainsi que les coefficients de diffusion et d’absorption. Du point de vue théorique, nous avons discuté certains résultats tels que la continuité et la dérivabilité, au sens de Fréchet, de l’opérateur mesurant le flux lumineux reçu aux bords. Nous avons établi la propriété lipschitzienne de la dérivée de Fréchet en fonction des paramètres optiques. Du point de vue numérique nous nous sommes intéressés au problème discret dans la base des B-splines et la base des fonctions radiales. Ensuite, nous avons abordé la résolution du problème inverse non-linéaire par la méthode de Gauss-Newton
The purpose of this thesis is to develop and to study numerical methods for the solution of some Partial Differential Equations (PDE) such as the diffusion transport problem in optical tomography. The presented work can be partitioned into two parts. In the first part, we consider the direct problem and in the second part, we treat the inverse problem. For the direct problem, we assume that the optical parameters and the source functions are given. Here, the density of the luminous flow is considered as an unknown function to be approached numerically. Generally, to reconstruct the numerical signal, a mesh-technique (in the time variable) is necessary. To avoid such a discretisation, we will use a technique based on the Fourier transform and its inverse. These methods use the Gauss-Hermite quadrature as well as Galerkin method based on Bsplines, B-splines tensorial and radial basis functions (RBF). The B-splines are used in the one-dimension case while the tensorial B-splines are used when the domain is rectangular with a uniform mesh. When the domain is not rectangular any more, we use the radial basis functions. From the theoretical point of view, we will study the existence, the uniqueness and the regularity of the solution and then we propose some results on the estimation of the error in Sobolev-type spaces. In the second part of this work, we are interested in the diffusion inverse problem : a non-linear inverse problem. We suppose that the measures of the luminous flow in the edges of the domain and the source functions are given. We will give some theoretical results such as the continuity and the differentiability, in the Fréchet sense of the operator defined to measure the luminous flow detected on the edges of the domain. From the numerical point of view adds, we will be interested in the discreet case using B-splines and radial basis functions. We will use the Newton method to solve the non-linear inverse diffusion problem

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Thomas, Fabrice. "Calibrages et études applicatives de la technologie SWIFTS." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT136.

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Abstract:

SWIFTS (Stationary Wave Integrated Fourier Transform Spectrometer) est une nouvelle technologie innovante de spectrométrie qui permet une réduction radicale de la taille des spectromètres à Transformée de Fourier, tout en conservant, et même en améliorant leurs performances. Grâce aux avancées de l'optique intégrée et des nanotechnologies, SWIFTS repose sur une méthode de détection optique originale, sans aucune partie mobile, où des nanoplots métalliques échantillonnent directement le champ évanescent d'une onde stationnaire dans un guide d'onde.Dans cette thèse, nous proposons de présenter le cheminement complet qui a mené, en partant du concept original, au développement puis à la mise en pratique de la technologie SWIFTS. Le document illustre notamment les caractérisations optiques, les choix technologiques et les optimisations entrepris pour la réalisation de spectromètres fonctionnels dans le domaine visible et proche-infrarouge. Des procédures de calibrages novatrices et complémentaires, basées sur du multiplexage fréquentiel et sur de l'interférométrie à faible cohérence temporelle, ont été développées pour déterminer avec précision les différentes irrégularités de fabrication et de comportement de l'appareil complètement intégré. Les spectromètres calibrés permettent à présent d'aborder des applications diverses en industrie et en recherche, de la caractérisation hautes performances de lasers, à l'interrogation de capteurs fibrés à réseaux de Bragg, aux techniques de spectrométries Raman et LIBS, et de tomographie optique OCT, jusqu'aux sciences de l'Univers (géophysique, astrophysique).SWIFTS est une innovation de rupture qui, de part sa miniaturisation obtenue sans compromis avec de hautes performances d'analyse spectrale, a la capacité de faire passer la spectrométrie du stade de la mesure complexe en laboratoire à celle d'un simple composant intégré pour des applications exigeantes
SWIFTS (Stationary Wave Integrated Fourier Transform Spectrometer) is a new innovative technology of spectrometry that allows a drastic reduction of the size of Fourier transform spectrometers, while maintaining, and even improving their performance. With advances in integrated optics and nanotechnology, SWIFTS is based on an original method of optical detection, without any moving part, where metallic nanodots directly sample the evanescent field of a standing wave in a waveguide.In this thesis, we propose to present the complete process that led, starting from the original concept, to the development and the applications of the technology. The document illustrates the optical characterizations, the technological choices and the optimizations made for the realization of functional spectrometers in the visible and near-infrared range. Innovative and complementary procedures of calibrations, based on frequency multiplexing and low coherence interferometry, have been developed to accurately determine the various irregularities of the manufacturing and of the behavior of the integrated device. The calibrated spectrometers allow to address various applications in industry and research, such as high performance characterization of lasers, interrogation of fiber Bragg gratings sensors, Raman and LIBS spectrometry, optical coherence tomography OCT, and sciences of the Universe (geophysics, astrophysics).SWIFTS is a breakthrough innovation in spectrometry, without trade-off between miniaturization and high performance, that opens the way for product development based on the most demanding applications currently performed in research laboratories

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Desfarges-Berthelemot, Agnès. "Oscillateur laser synthétiseur d'images/ par Agnès Desfarges." Limoges, 1995. http://www.theses.fr/1995LIMO0039.

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Abstract:

Ce travail a pour objet le controle des caracteristiques spatiales de l'emission laser, par filtrage coherent interne au resonateur. Celui-ci est assure par deux masques de transmittance binaire qui sont situes dans deux plans de fourier de la cavite et qui imposent, par leurs zones opaques, la position des zeros du champ laser dans ces deux plans. Dans tous les cas que nous avons etudies, la position fixee de ces zeros a suffi pour determiner en tout point, l'amplitude et la phase des ondes emises. Une etude anterieure, realisee au sein de l'equipe, avait permis de construire, dans un resonateur de type confocal a lentille et miroirs plans nomme resonateur fabry-perot a transformation de fourier, des profils lasers decrits par des fonctions reelles et centro-symetriques dans les plans des filtres. La presente etude a montre que ces profils etaient les seuls que l'on peut produire dans ce resonateur fabry-perot a transformation de fourier. Grace a d'autres architectures de cavites resonnantes, nous avons elargi la variete des structures transverses de champ obtenues par double filtrage interne. Avec un oscillateur d'architecture annulaire, a verre dope neodyme, experimente en regime relaxe, nous avons montre que le champ laser de profil non centro-symetrique et non reel, constitue de deux ondes limitees, de phase relative quelconque et de directions de propagation differentes, constituait un mode particulier de ce resonateur. En outre, le filtrage transverse realise par les deux masques assure la conjugaison de phase des ondes qui se propagent en sens inverse dans l'anneau. Ce resultat interessant nous a suggere de remplacer, par un miroir a conjugaison de phase (bati03), l'un des miroirs plans du resonateur fabry-perot anterieur. Dans cette nouvelle cavite, nous avons fait osciller une autre categorie de champs lasers stables, dont le profil transversal est caracterise par une fonction reelle sur le miroir classique et une fonction hermitienne dans le plan de fourier conjugue. Differentes experiences ont ete realisees en rayonnement continu, visible a 514 nm, et des profils varies constitues de plusieurs ondes gaussiennes de directions de propagation non-coplanaires ont ete obtenus avec une grande stabilite temporelle. En particulier, en remplacant l'un des masques de transmittance binaire par un hologramme de fourier, nous avons engendre une structure de champ transverse stable constituee de 113 ondes gaussiennes elementaires couplees, realisant ainsi la premiere experience a notre connaissance, de reconstruction paraxiale d'images coherentes intra-cavite. Dans toutes ces experiences, le couple de masques impose les phases et les amplitudes relatives des differentes ondes gaussiennes emises et assure leur synchronisation

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Gnata, Xavier. "Développement d'un simulateur de performances pour le spectrographe NIRSpec du futur télescope spatial JWST." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00196900.

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Abstract:

Le futur télescope spatial JWST (James Webb Space Telescope) sera lancé en 2013. Conçu pour observer dans l'infrarouge de 0.6 à 27 µm, ce télescope sera équipé, entre autres instruments, du spectrographe multi-objets NIRSpec (Near Infrared Spectrograph). Dans cette thèse, nous modélisons et analysons les performances optiques de cet instrument développé par EADS/Astrium pour l'Agence Spatiale Européenne (ESA).
Notre étude se concentre sur la qualité d'image, la distorsion et l'efficacité totale de NIRSpec.
Ces calculs de performances reposent sur un code d'optique de Fourier développé durant cette thèse. Dans ce manuscrit, nous discutons les hypothèses et les limites de notre approche et nous présentons les résultats obtenus par l'étude de la distorsion et des effets de la diffraction. Ces résultats ont été utilisés pour vérifier des points clefs de la conception de NIRSpec. La complexité de NIRSpec nous a également amenés à développer un simulateur complet de l'optique et des détecteurs. Nous décrivons les algorithmes mis au point pour ces simulations ainsi que les éléments importants de leur implémentation (optimisation des temps de calculs). Les poses ainsi crées sont actuellement utilisées pour tester les futurs logiciels de traitement des données NIRSpec.

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Silberstein, Eric. "Généralisation de la méthode modale de Fourier aux problèmes de diffraction en optique intégrée. Application aux convertisseurs modaux par ingénierie des modes de Bloch." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003101.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans la mouvance entourant les matériaux nanostructurés pour la photonique. Ces nouveaux composants, structurés à l'échelle de la longueur d'onde, offrent la possibilité de confiner le champ électromagnétique à une échelle très petite, ouvrant ainsi la voie à des composants optiques compacts. En outre, ces matériaux offrent également la possibilité de contrôler l'émission spontanée d'atomes émetteurs, et donc de concevoir des lasers à très bas seuil par exemple. Bien que les premières étapes visant à leur réalisation aient déjà été franchies, de nombreux problèmes subsistent. D'une part, ces matériaux étant structurés à l'échelle de la longueur d'onde, il est nécessaire pour les modéliser de résoudre les équations de Maxwell sans approximation. D'autre part, pour que ces composants puissent être utilisés en pratique, il faut parvenir à les connecter à d'autres composants optiques plus classiques. Malheureusement, le confinement du champ étant très différent entre ces deux types de composants, il survient immédiatement des pertes d'insertion élevées qui sont pressenties comme un verrou à lever pour les applications futures. C'est précisément sur ces deux problèmes que porte ma thèse. Dans la première partie, nous présentons une méthode originale de calcul de structures diffractives en optique guidée dérivée de la méthode modale de Fourier (RCWA). Cette nouvelle approche permet, en périodisant numériquement la structure que nous voulons étudier, d'appliquer des codes numériques développés à l'origine pour l'étude des réseaux de diffraction. Nous étendons ainsi de façon importante le champ d'application de la RCWA, lui permettant par exemple de calculer les caractéristiques de miroirs de Bragg ou de cavités intégrées. Dans la seconde partie, nous nous attaquons au problème des pertes d'insertion en développant des convertisseurs modaux efficaces pour des miroirs de Bragg intégrés courts. Pour ce faire, nous déformons progressivement le mode de Bloch fondamental du miroir en imposant au convertisseur un gradient d'indice complexe. Nos calculs numériques montrent que ces convertisseurs modaux peuvent être très courts, ouvrant ainsi la voie à la réalisation pratique de cavités courtes et à faibles pertes. Cette approche est validée pour des cavités fabriquées dans un substrat de silicium sur isolant.

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Marceaux, Alexandre. "Absorbant saturable ultra-rapide à base de multipuits quantiques InGaAs/InP dopés Fer pour la génération optique à 1. 55 um." Rennes, INSA, 2001. http://www.theses.fr/2001ISAR0013.

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Petit, Jérôme. "Contrôle dimensionnel sub-micrométrique utilisant un appareil goniométrique bidimensionnel rapide." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2005. http://www.theses.fr/2005GRE10211.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire traite du contrôle dimensionnel optique pour la microélectronique et de l'adaptation d'un instrument à cette application. Le premier point clé de cette technique de métrologie est la possibilité de calculer le champ diffracté par une structure périodique, associé aux méthodes de calcul inverse. Le second point clés est la solution technologique adoptée pour mesurer la signature de diffiaction. Nous présentons ici un goniomètre bidimensionnel basé sur le principe de la Transformée de Fourier Optique. Cet appareil a été adapté à l'application métrologique et nous décrivons ici les différentes étapes qui nous permis aboutir. Ces étapes sont la description, la compréhension et l'analyse de l'instrument pour adapter les moyens numériques en notre possession aux spécificités du problème. Nous avons ensuite validé la fonction métrologique de l'instrument sur différentes structures comme des couches minces ou des réseaux. Nous avons comparé les résultats obtenus avec ceux obtenus en ellipsométrie spectroscopique ou en microscopie électronique à balayage. Nous avons pour chaque résultat, évalué les incertitudes et discuté de la validité du résultat. Enfin nous avons tiré parti des particularités de l'instrument pour réaliser des études plus qualitatives sur des structures plus complexes comme des lignes rugueuses ou des structures superposées
This work deals with Optical Critical Dimension metrology in microelectronics and with the use of an unusual tool for this application. The first keypoint of this metrology technique is the ability to calculate the scattered light pattern from a periodic structure and the second key point is the apparatus used to measure the diffracted pattern. We present here a goniometric instrument based on optical Fourier Transform. This equipment has been change for the metrological application and we describe in this text the different steps we had to deal with to achieve. These steps are the description of the measurement head, the understanding and the instrument analysis to adapt our numerical means to the problem needs. Then we validated the metrological function of the instrument on samples like opticallayers or gratings. We compare each etched structure measured with spectroscopic ellipsometry and Scanning Electron microscopy. Each result has been analyzed to evaluate accuracy on parameters. At last, we used instrument peculiarities to go through qualitative study of complex structures like line with roughness and overlay

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Leblond, Gregory. "Etude et développement d'un micro-spectromètre à ondes guidées contra-propagatives." Troyes, 2009. http://www.theses.fr/2009TROY0031.

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Abstract:

La spectrométrie est une méthode d’analyse fondamentale, omniprésente pour comprendre l’interaction lumière-matière. La principale limitation des spectromètres est leurs structures relativement complexes, difficiles à simplifier et à miniaturiser. SWIFTS (Stationary Waves Integrated Fourier Transform Spectrometer) est un concept innovateur de spectromètre intégré qui permet de dépasser cette difficulté. Le principe de ce composant est la détection de l’intensité d’une onde stationnaire contenue dans un guide. Des lignes métalliques très fines agissant comme des nano-sondes viennent échantillonner l’onde stationnaire, le signal prélevé est récupéré par des détecteurs. Le spectre est obtenu par Transformation de Fourier de l’interférogramme échantillonné. Nos travaux se sont concentrés sur la simulation des nano-sondes. L’extraction du signal contenu dans le guide est en effet une étape critique : la nano-sonde doit diriger le maximum du signal prélevé sur les détecteurs sans toutefois perturber le signal dans le guide. Pour cela, nous avons développé la méthode de simulation FMM (Fourier Modal Method) associée à des PMLs (Perfectly Matched Layer). A partir de cette méthode, nous avons développé des outils de simulation permettant de caractériser et d’optimiser la perturbation d’une nano-sonde positionnée sur un guide. Le modèle développé est également adapté pour simuler le spectromètre SWIFTS comportant un nombre important de nano-sondes. Les simulations obtenues sont confrontées à une étude expérimentale
SWIFTS (Stationary Waves Integrated Fourier Transform Spectrometer) is a new concept of Fourier Transform spectrometry that opens the way to high-resolution ultra-compact spectrometers. This integrated spectrometer is based on the direct near-field probing of the optical source’s Fourier Interferogram. To obtain the most compact structure a Guided Interferogram (GI) is created into an optical integrated waveguide thanks to a counterpropagative phenomenon. Once the stationary GI created, the challenge is to read this useful information confined into the waveguide. The idea is to sample the GI by embedding a comb of nano-probes in the waveguide’s near-field. These nano-elements scatter the GI’s near-field profile towards a detector array placed in far-field. The incident light spectrum can be recovered by Fourier Transform of the collected signal. We focused our work on the simulation of one nano-probe. This study is critical: the scattering light has to go towards the detector without disturbing the useful information confined into the waveguide. To study this phenomenon, we developed the Fourier Modal Method with PML (Perfectly Matched Layer). Then, we developed specific tools to characterize the scattering light of a nano-element embedded in the waveguide’s near-field. This numerical method is also adapted to the whole spectrometer, including many nano-probes elements. We validated simulation work by an experimental realization

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Dissertations / Theses on the topic 'Fourier, Optique de Datation'

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