Dissertations / Theses: 'Micro-résonateurs à mode de galerie'

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Baker, Christopher. "Résonateurs nano-optomécaniques à mode de galerie sur puce." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00923404.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur la conception, la fabrication et la caractérisation de résonateurs nano-optomécaniques sous forme de disques en arséniure de Gallium (GaAs). Ces disques sont à la fois des résonateurs mécaniques oscillant au GHz, et des résonateurs optiques à mode de galerie à haut facteur de qualité (>10^5). En confinant l'énergie mécanique et optique sur un volume sub-µm^3, ils permettent d'atteindre un couplage optomécanique extrêmement large (g0 >1 MHz). Nous présentons les développements technologiques ayant permis l'intégration de ces résonateurs avec des guides de couplage optique directement sur échantillon semi-conducteur, tout en maintenant des performances à l'état de l'art. Nous discutons les différents mécanismes de couplage optomécanique (pression de radiation, photoélasticité) dans les disques GaAs, ainsi que les sources de dissipation optique et mécanique dans ces résonateurs. Nous présentons également des expériences d'optomécanique à l'air libre et en cryostat à basse température, allant de la mesure du mouvement brownien et l'observation de rétroaction dynamique, jusqu'à des premières tentatives d'approche du régime quantique du mouvement. Enfin, nous présentons un développement nano-optomécanique complémentaire mené sur le matériau nitrure de silicium (SiN), aboutissant à la fabrication de résonateurs à mode de galerie sur puce à haut facteur de qualité. Après l'étude des instabilités optiques et de la dynamique d'auto-pulsation de ces résonateurs, nous présentons des premières signatures de couplage optomécanique dissipatif dans ces systèmes.

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Rasoloniaina, Alphonse. "Études expérimentales de dispositifs intégrés à base de micro-résonateurs à mode de galerie en verres actifs." Phd thesis, Université Rennes 1, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01009345.

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Abstract:

Les microrésonateurs à mode de galerie passifs à base de cristal ou de verre fabriqués par la méthode de fusion possèdent un facteur de qualité limité à quelques 10E8. Ceci est généralement dû à la contamination de la surface du résonateur lors de sa fusion. Dans ces travaux, nous proposons de contourner cette limitation en utilisant des microrésonateurs actifs pour compenser les pertes. Afin de caractériser les microrésonateurs actifs de très haut facteur de qualité ainsi obtenu, nous nous appuyons sur la méthode CRDM (Cavity Ring Down Measurement). Cette méthode interférométrique est d'une part bien adaptée à la caractérisation de résonateurs de très haut facteur de qualité et d'autre part elle permet de remonter de manière univoque aux facteurs de qualité intrinsèque Qo et extrinsèque Qe du résonateur. Dans un régime de compensation de pertes, nous avons pu atteindre tous les régimes de couplage et obtenus des facteurs de qualité intrinsèques excédant les 10E10. En régime d'amplification sélective, nous avons démontré expérimentalement que l'on pouvait obtenir des gains élevés allant jusqu'à 33 dB et des retards de groupe excédant 2,3 µs dans ces microrésonateurs actifs. Ces microrésonateurs de très haut facteur de qualité et de très haute finesse peuvent présenter un couplage modal se manifestant par un doublet de résonances. Une confrontation théorie/expérience avec la méthode CRDM permet de mesurer un écart très faible entre les doublets. Par ailleurs, ces microrésonateurs présentant un fort confinement spatial et une forte surtension, sont propices à l'observation d'effets non-linéaires. Une modélisation intégrant l'effet thermique et l'effet Kerr a été réalisée. Une confrontation théorie/expérience nous a permis d'estimer la puissance réellement injectée dans le mode ainsi qu'à estimer le volume du mode.

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Barhaila, Rajae. "Etude et réalisation de résonateurs microondes SiO2 à mode de galerie." Besançon, 2002. http://www.theses.fr/2002BESA2059.

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Abstract:

Ce mémoire concerne l'étude et la réalisation des résonateurs micro-ondes à quartz à mode de galerie dans la bande K (20-40 GHz). Nous avons évalué expérimentalement les composantes du tenseur permittivité relative et la tangente de perte du quartz en utilisant la technique du résonateur de Courtney. Ces mesures nous ont permis de montrer que la variation de la permittivité avec la température reste peu importante. La sensibilité thermique du résonateur est alors due à la dilatation thermique. La tangente de perte du quartz varie très peu avec la température. Le refroidissement du quartz n'apporte donc qu'un faible gain en terme du coefficient de surtension. Nous avons ensuite réalisé des résonateurs à quartz à mode de galerie fonctionnant à des fréquences de résonances différentes. Des coefficients de surtension de l'ordre de 60 000 à 300K et de 130 000 à 77K ont été obtenus à une fréquence de 16 GHz, et de l'ordre de 30 000 à 300K à une fréquence de 26 GHz. Un modèle basé sur la technique du raccordement modal développée au LPMO nous a permis d'évaluer avec une bonne précision les fréquences de résonance de nos résonateurs. De plus, une technique de sélection modale a été mise au point afin de supprimer les modes parasites autour d'un mode de galerie donné. Le résonateur à 26 GHz a été utilisé pour concevoir un oscillateur en utilisant les technologies disponibles au laboratoire. Le bruit de phase obtenu est de l'ordre de -75dB. Rad2. Hz-1 à 1 kHz de la porteuse. L'utilisation d'un correcteur interférométrique et/ou l'optimisation du circuit d'oscillation peuvent conduire à une nette amélioration de ces performances
This work deals with the study and the realization of Whispering gallery mode quartz resonators in the K-band (20 - 40 GHz). We evaluated experimentally the quartz dielectric properties (permittivity and intrinsic losses) using the Courtney resonator method. These measurements show that the variation of quartz permittivity with temperature is small and then the thermal sensitivity of the resonator is principaly due to thermal dilatation. The quartz loss tangent at low temperature changed very little from their room temperature value at 300K. Thus the cooling of the quartz brings only a weak profit in terms of the quality factor. We also achieved some Whispering Gallery mode quartz resonators working at different resonant frequencies. Experimental quality factors Q around 60 000 at 300K and of 130 000 at 77K have been obtaind at 16 GHz. Moreover, a Q-factor around 30 000 at 300K has been obtained at 26 GHz. A theoretical model, based on a Mode Matching method has been developed at LPMO in order to evaluate with a good precision the resonant frequencies of our resonators. Moreover, the efficiency of the mode selection method has been experimentally demonstrated. The 26 GHz resonator was used in order to design an oscillator. The achieved oscillator presents very good phase noise performances at 300K. These performances can be still improved by optimizing the circuit of oscillation and/or by using an interferometric corrector

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Diallo, Souleymane. "Utilisation des non-linéarités Kerr et Brillouin dans les résonateurs à mode de galerie cristallins pour la synthèse de micro-ondes." Thesis, Besançon, 2016. http://www.theses.fr/2016BESA2028/document.

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Abstract:

Les résonateurs à modes de galerie sont des cavités diélectriques qui supportent des modes à très haut facteur de qualité et à faible volume qui demeurent confinés à l'interface air-diélectrique pour des durées pouvant atteindre voire dépasser la microseconde. L'intérêt de ce fort confinement des modes pour de longues durées est l'accentuation de l'interaction lumière-matière. Par conséquent, de nombreuses interactions non-linéaires telles que l'effet Kerr ou encore l'effet Brillouin à des puissances seuil inversement proportionnelles au carré voire au cube du facteur de qualité du résonateur ont lieu en son sein. Ces propriétés donnent accès à de nombreuses applications dans des domaines divers et variés tels que la spectroscopie, les télécommunications ou encore les micro-ondes. Les travaux de cette thèse ont pour but d'exploiter les non-linéarités Kerr et Brillouin dans les résonateurs à mode galerie à la longueur d'onde de 1550 nm afin de générer des micro-ondes ultra-stables à des fréquences comprises entre 5 et 30 GHz. Le premier chapitre introduit la théorie, la fabrication, le couplage et la caractérisation de résonateurs à des modes de galerie. Le second chapitre concerne la génération de micro-ondes. Nous y présentons nos résultats expérimentaux, la modélisation numérique de peignes de Kerr, ainsi que l'analyse d'instabilités oscillatoires d'origine thermique observées lors de nos travaux expérimentaux, puis nous concluons. Le dernier chapitre traite de l'interaction photons-phonons via le processus de diffusion Brillouin stimulée dans ces mêmes expérimentaux ainsi que le modèle temporel que nous avons développé pour suivre la dynamique de l'onde transmise et de celle rétrodiffusée. Le dernier chapitre conclue nos travaux. Les travaux présentés dans ce manuscrit ont été financé par l'European Research Council dans le cadre du projet NextPhase
Whispering galery mode resonators are dielectric cavities that support modes with ultra-high quality factor and small volume that remain confined in their inner periphery for time duratioons that can be as long as few microseconds. The strong confinement of these modes for such long durations strongly enhances nonlinear effect suchs as Kerr effect or Brillouin effect. These resonators can therefore be used for several applications such as spectroscopy, telecommunications or microwave generation. The objective of this thesis is to use Kerr and Brillouin nonlinearities in these resonators at the laser wavelength of 1550 nm, in order to generate high spectral purity microwave signals with frequencies rangong fros 5 to 30 GHz. The first chapter oh the thesis intriduces the theory, fabrication, coupling and characterisation of whispering gallery mode resonators. The second chapter is about the generation of Kerr optical frequency combs in these resonators and their application to the generation of microwave signals. We present our experimental resuktsdn the numerical modelling of Kerr combs, the analysis of oscillatory instabilities (due to thermal effect) observed during our experiments, and conclue. The third chapter concerns photon-phonon interactions via stimulated Brillouin scattering in these resonators and their application to the generation of microwave signals. We present our experimental results and the temporal model that we developed to track the dynamics of the forward and backscattered fields. The last chapter conclude the thesis. The research presented in this thesis has benne funded by the European Research Council through the project Nextphase

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Auxemery, Philippe. "Contribution à l'étude des paramètres électriques et électromagnétiques des modes de galerie des résonateurs diélectriques." Limoges, 1989. http://www.theses.fr/1989LIMO4001.

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Abstract:

Deux méthodes d'analyses électromagnétiques des Whispering Gallery (W. G) modes des R. D. Sont présentées dans ce mémoire. Une méthode approximative analytique et la méthode des éléments finis permettent de connaître avec précision la fréquence de fonctionnement et la cartographie du champ électromagnétique d'une structure microonde. Ces résultats couplés à une analyse électrique des dispositifs à résonateurs diélectriques ont permis la réalisation de filtres directifs et d'un combineur de puissance utilisant les W. G. Modes des résonateurs diélectriques.

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Huet, Vincent. "Étude et réalisation de lignes à retard optique intégrées dans des micro-résonateurs à modes de galerie en verres actifs dopés erbium." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S108/document.

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Abstract:

Les microrésonateurs à modes de galerie en matériaux amorphes sont faciles à produire par des techniques de fusion. Leur facteur de qualité est cependant limité à quelques 108 du fait du phénomène de contamination de surface ou d'une absorption résiduelle plus importante que celle des matériaux cristallins. Nous avons développé deux méthodes utilisant des micro-résonateurs actifs, fabriqués par fusion de poudres de verres ZBLALiP dopés Erbium, permettant de dépasser cette limite. Il est tout d'abord possible de compenser les pertes en introduisant du gain optique dans le micro-résonateur. Des facteurs de qualité chargés de 5×109 correspondant à un facteur de qualité intrinsèque de 1010 ont ainsi pu être mesurés. En plus d'une augmentation du facteur de qualité, le gain interne offre un paramètre supplémentaire de contrôle du couplage, cela nous a permis d'obtenir tous les régimes de couplage d'un résonateur à partir du sous couplage jusqu'au régime d'amplification sélective. Nous avons atteint en particulier le régime de transparence, un micro-résonateur dans un tel régime peut trouver des applications comme ligne à retard variable transparente ayant un retard de groupe qui peut être modifié en jouant sur le taux de couplage entre le résonateur et la ligne d'accès. La deuxième méthode consiste à augmenter très fortement la valeur de l'indice de groupe du milieu par des effets de lumière lente. Un indice de groupe d'environ 4×106 a été obtenu via le phénomène d'Oscillations Cohérentes de Populations (OCP) ce qui caractérise un très fort ralentissement de la lumière. Ceci nous a permis d'augmenter, dans une micro-cavité, le temps de stockage des photons de 200 ps à 2,5 ms ce qui correspond à un facteur Q de 3×1012
Glass-based whispering gallery mode (WGM) microresonators are easy to produce by melting techniques. However, they suffer from surface contamination or residual absorption which limits their long term quality factor to only about 108. We show that an optical gain provided by erbium ions can compensate for residual losses. Moreover it is possible to control the coupling regime of an ultrahigh Q-factor microresonator from undercoupling to spectral selective amplification by changing the pumping rate. We demonstrate a critically coupled fluoride glass WGM microresonator with a diameter of 220 μm and a loaded Q-factor of 5,3×109. We also show that by introducing slow-light effects in a monolithic WGM microresonator it is possible to enhance the photon lifetime by several orders of magnitude and circumvent fabrication limitations. We experimentally demonstrate Erbium-doped fluoride glass microresonators with a photon lifetime up to 2,5 ms at room temperature, corresponding to a Q-factor of 3×1012 at 1530 nm, by combining WGM resonance effect and population oscillations

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Arnaud, Carole. "Étude de fonctions actives et/ou passives à base demicro-résonateurs à modes de galerie." Phd thesis, Université Rennes 1, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00121317.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur l'étude de résonateurs cyclique (à symétrie de révolution) dans lesquels existent des modes confinés de très haute surtension, appelés « modes de galerie ». Dans ces modes, la lumières est guidée dans le diélectrique constituant le résonateur le long d'un cercle équatorial par une succession de réflexion totales internes à l'interface diélectrique/air et les résonances correspondent à une condition de retour en phase. Les résonances sont très fines ce qui permet d'envisager des applications aussi biens passives (filtrage, insertion/extraction) qu'active (laser faible seuil, fonction non-linéaire).
Ce manuscrit de thèse est constitué de deux parties distinctes :
La première partie, qui concerne les fonctions passives à base de micro-résonateur planaire, présente différents outils (numérique et analytique) qui permettent de modéliser le comportement de ces structures et démontre la complémentarité de ces outils.
La deuxième partie concerne les lasers micro-sphériques (dopés Erbium) et plus précisément le problème de l'interaction entre les modes d'une micro-sphère et un miroir métallique.

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Trebaol, Stéphane. "Études expérimentales des propriétés dispersives de structures photoniques à base de micro-résonateurs pour la réalisation de fonctions optiques." Rennes 1, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00550001.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude expérimentale et théorique des propriétés dispersives de structures photoniques à base de micro‐résonateurs. La caractérisation de la fonction de transfert de résonateurs de facteurs de surtension très élevés (> 108) est difficilement réalisée à partir des méthodes expérimentales conventionnelles en régime stationnaire. Nous proposons une méthode hybride spectrale/temporelle associée à un modèle analytique permettant la mesure du facteur de surtension global et la discrimination, de manière univoque, des facteurs Q0 intrinsèque (résonateur) et Qe extrinsèque (coupleur) du dispositif. Par cette simple mesure, nous déterminons le régime de couplage et les propriétés dispersives du système sous test. Cette méthode est appliquée avec succès sur des résonateurs à fibre, des micro‐disques MgF2 et des microsphères passives et actives. Dans les résonateurs micro‐sphériques à modes de galerie (haut facteur de qualité et grande finesse : F>105) nous avons notamment étudié leur capacité à réaliser un filtre amplificateur de haute sélectivité(gain supérieur à 20 dB à 1,55 μm et de largeur spectrale de 115 kHz) ainsi que la levée de dégénérescence entre les modes contra‐propagatifs de la cavité. Ce dernier effet induit par la diffusion Rayleigh se manifeste par un doublet de résonances dont l’écart en fréquence est une signature de l'efficacité de la rétrodiffusion. Parallèlement, nous proposons différentes architectures à base de cavités couplées dans le but de contrôler la dispersion dans ces systèmes. Nous avons étudié la transparence induite par couplage de résonateurs dans des structures dites CRIT (équivalent classique de l’EIT) pour la réalisation d’états de lumière lente. Les limites imposées par les pertes intrinsèques des résonateurs peuvent être contournées par l’utilisation de résonateurs actifs. Le paramètre supplémentaire lié au caractère actif des résonateurs offre un potentiel d'application en tant que ligne à retard ajustable tout en conservant une transparence du système d’environ 90% et permet une mise en forme (un contrôle) des différents ordres de dispersion du dispositif. Nous démontrons également l’augmentation du facteur de qualité par la dispersion induite par couplage de résonateurs actifs. Ainsi, dans le cas N = 2, nous utilisons un résonateur pour augmenter artificiellement le chemin optique d’un second jouant le rôle de cavité cible. Expérimentalement, nous avons obtenu une augmentation du facteur de qualité d’un coefficient 23. Dans le cas N = 3, l’insertion d’un CRIT actif dans un résonateur sous couplage critique montre que le facteur Q de ce résonateur peut être augmenté et modulé par le gain dans les résonateurs actifs. Dans le test expérimental effectué sur un système modèle à boucles de fibres optiques dopées Er3+, le facteur Q passe de 4×107 à 2,5×108. La démonstration expérimentale de ce principe montre la possibilité d’ingénierie du facteur Q par l'utilisation de structures photoniques artificielles actives.

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Thibon, Clément. "Intégrations et applications de résonateurs fort Q cryogéniques." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/82e6c6b9-e41c-4e41-8aea-cd095f7a77e1/blobholder:0/2009LIMO4062.pdf.

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Abstract:

Ces travaux de recherches s’inscrivent dans le cadre de l’utilisation de résonateurs cryogéniques à fort coefficient de surtension pour le filtrage hyperfréquence et pour la métrologie du temps et des fréquences. Les procédés cryogéniques permettent d’une part l’utilisation de matériaux supraconducteurs, et d’autre part de profiter des caractéristiques avantageuses des matériaux diélectriques à basse température. Dans le premier chapitre, un protocole novateur a été élaboré afin de caractériser des filtres planaires supraconducteurs en bande C. Dans le chapitre 2, des prototypes fonctionnels ont permis de caractériser les différentes solutions passives permettant d’accéder au filtre via une fibre optique afin de réduire le poids et le volume des équipements adjacents. Dans le dernier chapitre, des résonateurs saphir cryogéniques ont été dimensionnés afin de créer les conditions nécessaires à la création d’une oscillation de type MASER
These research works have been done in order to use high-Q cryogenic resonators for HF filters and time and frequency metrology. Cryogenic process allows using superconducting materials and advantages of low–temperature dielectric materials. The first chapter describes a new setup to test C-band planar superconducting filters. The second one presents prototypes using optoelectronic devices to decrease the weight and the volume of equipments connected to the previous filter. In the last chapter, cryogenic sapphire resonators have been designed to allow necessary conditions for a MASER effect

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Ghisa, Laura. "Couplage de micro résonateurs. Applications aux fonctions optiques de traitement du signal." Phd thesis, Université Rennes 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00383746.

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Abstract:

Nous présentons dans ce mémoire de thèse des travaux qui portent sur l'étude de micro résonateurs à modes de galerie et en anneau couplés dans le but d'applications aux fonctions optiques de traitement du signal.
Dans une première partie nous présentons un modèle matriciel pour décrire la propagation de la lumière dans des structures à anneaux couplés. L'utilisation de ce modèle se résume pour des structures dont on connaît les coefficients de couplage entre les guides.
Dans le cas de résonateurs constitués d'un milieu qui ne présente pas d'effets non-linéaires nous avons montré que les structures à anneaux couples permettent de réaliser la synthèse de filtres optiques.
Si les résonateurs sont le siège d'une non linéarité dispersive d'ordre 3 nous avons deux cas possibles en fonction du type d'excitation. Hors résonance nous avons montré que nous pouvons obtenir potentiellement des dispositifs /N+1/ stables en utilisant un système formé de /N/ anneaux couplés, ainsi que la tristabilité dans un seul anneau en utilisant un signal de commande. A résonance nous avons montré que l'on peut obtenir la fonction de remise en forme du signal pour des débits de 40 Gb/s.
La deuxième partie porte sur les travaux réalisés sur l'oscillateur optoélectronique. Dans le schéma classique d'un tel oscillateur la fonction de retard optique est obtenue en utilisant une ligne à fibre optique de longueur proportionnelle au retard nécessaire. Nous voulons remplacer cette ligne avec une ligne à retard à base de microrésonateurs. Nous présentons des procédés de fabrication de résonateurs sphériques et diverses méthodes de mesure de leurs facteurs de qualité, proportionnel au retard induit.

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Trebaol, Stephane. "Etudes expérimentales des propriétés dispersives de structures photoniques à base de micro-résonateurs pour la réalisation de fonctions optiques." Phd thesis, Université Rennes 1, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00550001.

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Abstract:

La caractérisation de résonateurs de facteurs de surtension très élevés (> 10^8) est difficilement réalisée à partir des méthodes expérimentales conventionnelles en régime stationnaire. Nous proposerons une méthode hybride spectrale/temporelle permettant la mesure du facteur de surtension global et la discrimination, de manière univoque, des facteurs Q_0 intrinsèque et Q_e extrinsèque du dispositif. Par cette simple mesure, nous déterminons le régime de couplage et les propriétés dispersives de micro-cavités. Dans un second temps, nous présenterons différentes architectures à base de cavités couplées actives donnant accès un à degré de liberté supplémentaire quant au contrôle de la dispersion. Nous étudierons successivement le phénomène de transparence induite pour la réalisation d'états de lumière lente puis la dispersion induite dans le cas de deux et trois cavités. Dans ce dernier cas, la modulation des pertes intrinsèques mène à un contrôle actif du facteur de qualité de la structure. La démonstration expérimentale de ce principe montre la possibilité d'ingénierie du facteur Q par l'utilisation de structures photoniques artificielles actives.

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Le, Floch Jean-Michel. "Modélisation de nouveaux résonateurs diélectriques à fort coefficient de qualité pour des applications de métrologie." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/dce4dfe5-e130-4125-a6e3-283544f6daa0/blobholder:0/2007LIMO4059.pdf.

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Abstract:

Ces travaux de recherche s’inscrivent dans le cadre de l’utilisation des résonateurs diélectriques à fort coefficient de qualité pour des applications de test de physique fondamentale et de métrologie. Les progrès technologiques récents dans la fabrication de nouveaux matériaux diélectriques ont permis l’utilisation de résonateurs diélectriques dans de nouvelles applications. Ainsi, un nouvel outil de simulation électromagnétique, utilisant la méthode des lignes, est décrit dans le premier chapitre, afin de caractériser ces structures résonantes. Dans les chapitres 3 et 4, deux applications de résonateurs diélectriques à effet Bragg dans deux topologies différentes sont présentées. Dans un cinquième chapitre, un logiciel en C++ pour l’acquisition automatique des données par port GPIB est présenté. Le sixième chapitre est consacré au résonateur diélectrique sphérique à mode de galerie pour une application de filtrage et de test de physique fondamentale. Le septième et dernier chapitre est dédié à la mesure de la stabilité d’un oscillateur bi-mode à température ambiante
These research works have been done in order to use high-Q dielectric resonators for tests of fundamental Physics and metrology applications. Recent technical improvements in the manufacturing of new dielectric materials allowed them to be introduced into new applications. Thus, a new electromagnetic simulation tool, using the Method of Lines, is described in the first chapter in order to characterize resonant structures. In the chapters 3 and 4, two applications of dielectric resonators using Bragg effect in two different topologies has been presented. In a fifth chapter, a program in C++ for automatic data acquisition by GPIB has been presented. The sixth chapter is devoted to a spherical dielectric resonator using whispering galerie mode to be used as a filter and to participate for a Michelson-Morley experiment (Test of Fundamental Physics). The seventh chapter is dedicated to a stability measurement of a dual mode oscillator at room temperature

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Mouneyrac, David. "Utilisation des modes de galerie pour la caractérisation des semi-conducteurs et la réalisation d’un oscillateur ultra faible bruit de phase." Limoges, 2011. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/b064636f-9960-4993-8a5c-e0d6ce0a20e1/blobholder:0/2011LIMO4045.pdf.

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Abstract:

Ces travaux de recherche s’inscrivent dans le cadre de l’utilisation des résonateurs diélectriques à fort coefficient de qualité et notamment l’utilisation des modes de galerie pour la caractérisation de semi-conducteurs et la réalisation d’un oscillateur ultra-faible bruit de phase à 77 Kelvin. Le premier chapitre présente les modes de galerie qui sont au coeur des deux projets présentés dans ce manuscrit. Le second chapitre est consacré à la présentation d’une méthode originale qui permet la caractérisation des semi-conducteurs à l’aide de l’utilisation de résonateurs diélectriques utilisant les modes de galerie. Des mesures de caractérisation sont des échantillons semi-conducteurs de phosphure de gallium, arséniure de gallium et carbure de silicium 4H. Sous l’effet de la lumière et à températures cryogéniques, on observe un changement des propriétés microondes des semi-conducteurs dus à des effets de photoconductivité. Le troisième et dernier chapitre décrit la réalisation d’un oscillateur ultra-faible bruit de phase fonctionnant à 11GHz et refroidi à 77 Kelvin. On propose un oscillateur ultra-faible bruit de phase basé sur l’utilisation de deux résonateurs saphir placés l’un au dessus de l’autre et refroidis à température de l’azote liquide. L’excitation des modes de galerie dans ces résonateurs est le coeur de ce résonateur. La mesure de phase montre des performances de -115dBc / Hz à 1 kHz de la porteuse
This research work was done in order to use high-Q dielectric resonators for the characterization of semi-insulating materials and to build an ultra-low phase noise oscillator cooled at 77 Kelvin. The first chapter introduces the whispering gallery modes which are the heart of the work presented in this thesis. The second chapter presents a new method for the characterization of semi-insulating materials by using the whispering gallery modes. Measurements were made on gallium phosphide, gallium arsenide and silicon carbide 4H. Under light and at cryogenic temperatures, microwave properties of the samples change because of photoelectric effect. In the last and third chapter, we describe an ultra-low phase noise oscillator at 11GHz and cooled at 77 Kelvin. The ultralow phase noise oscillator is based on a double sapphire resonator. The whispering gallery modes are in the key element of this project. Phase noise measurement gives - 115dBc/Hz at 1 kHz of the carrier

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Parrain, David. "Optomécanique fibrée des disques GaAs : dissipation, amplification et non-linéarités." Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077256.

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Abstract:

L'optomécanique en cavité est le domaine qui étudie les interactions réciproques entre la lumière et les degrés de liberté mécaniques d'une cavité optique. Ce couplage optomécanique permet de mesurer précisément, mais aussi de contrôler le mouvement d'un résonateur mécanique. Ce travail de thèse concerne l'étude des effets optomécaniques des disques en GaAs. Les disques sont à la fois des résonateurs mécaniques oscillant à la centaine de MHz, et des résonateurs optiques à mode de galerie à haut facteur de qualité. L'interaction optomécanique dans les disques GaAs repose majoritairement sur la pression de radiation, l'électrostriction et l'effet photothermique. Nous formulons un modèle analytique permettant de décrire le couplage optique-mécanique via ces trois vecteurs. Nous présentons le dispositif expérimental permettant de sonder les effets optomécaniques en soulignant les améliorations notables apportées durant cette thèse. Les techniques de fabrication des échantillons et de la fibre effilée sont décrites ainsi que les mesures de mouvement brownien. Dans le but d'améliorer les performances de notre dispositif, nous nous sommes intéressés aux différents mécanismes de dissipation optiques et mécaniques. Ces études, en permettant une meilleure compréhension du système, ouvrent la voie à des améliorations ultérieures. Enfin nous présentons la mise en auto-oscillation du résonateur optomécanique, phénomène rendu possible par les améliorations technologiques mises en place. A haute puissance optique, un phénomène non-linéaire nouveau apparait, baptisé auto-modulation de l'auto-oscillation, mettant en jeu la dynamique de porteurs libres créés par l'absorption à deux photons
Cavity optomechanics is the field that studies reciprocal interactions between light and the mechanical degrees of freedom of an optical cavity. This optomechanical coupling allows us to precisely measure but also control a mechanical resonator displacement. This thesis work deals with the study of optomechanical effects in GaAs disks. These disks are both optical resonators supporting whispering gallery modes and mechanical resonators oscillating at frequencies as high as hundreds of MHz. Optomechanical interactions in these disks rest mainly on radiation pressure, electrostriction and photothermal effects. We formulate an analytical model describing the optomechanical coupling through those three vectors. We present the experimental setup used to probe optomechanical effects, highlighting the significant improvements brought during this thesis. Samples and tapered fiber fabrication techniques are described as well as Brownian motion measurements. In order to improve our device performance, we investigated optical and mechanical dissipation channels. These studies, by allowing a better understanding of the system, pave the way to further improvements. Finally, we present the self-oscillation regime of the optomechanical resonator, a regime achieved thanks to technical improvements in the setup. At high optical power, a new nonlinear phenomenon appears, called self-modulation of the self-oscillation, involving free carriers dynamics, created by two photon absorption

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Ceppe, Jean-Baptiste. "Éléments de dynamique du laser pour l'élaboration d'une source micro-onde miniaturisée sur la base de la double émission monomode d'un laser à mode de galerie." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S067/document.

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Abstract:

Ces travaux de thèses portent sur l’étude de la dynamique du laser à mode de galerie dans le but de réaliser une source micro-onde en utilisant un laser à mode de galerie doublement monomode. Nous montrons ici les résultats expérimentaux sur le bruit relatif d’intensité (RIN) d’un laser à mode de galerie en verre ZBLALiP dopé aux ions Er3+. Outre l’aspect performances d’utilisation du laser, le spectre de RIN donne un certain nombre d’informations sur la dynamique du laser (temps de vie des photons, taux de pompage effectif, sources de bruit, ...).Les très forts facteur de qualités de ces résonateurs ainsi que leurs propriétés de confinement spatial amène un couplage non-linéaire etre les photons et les atomes du milieu amplificateur, faisant apparaitre dans le spectre de RIN des harmoniques de la fréquence de relaxation du laser. Le modèle harmonique développé permet d’estimer le volume de mode du mode de galerie en régime laser, quantité difficilement estimable dans ce régime d’émission. D’autre part, les mesures de RIN réalisées sur un verre industriel IOG-1 codopé Yb3+/Er3+ montrent la signature d’un couplage modal, induit par la diffusion Rayleigh, où les deux modes couplés fonctionnent au dessus du seuil laser. La dynamique de ce laser est également étudié et les comportements obtenus sont mis en parallèle avec les études réalisées sur le gyro-Laser à l’état solide
This thesis presents the studies of whispering gallery mode laser dynamics in order to realize a micro-wave source using simultaneous oscillations in a unique whispering gallery mode micro-laser. We show experimental results on the relative intensity noise (RIN) of a Whispering Gallery Mode Laser in ZBLALiP glass doped with Er3+ ions. Besides the pure laser specifications, the RIN spectrum gives informations about the dynamics inside the cavity, such as photon lifetime, effective pumping rate and noise sources. Moreover, we have shown that a single-mode emission comes with the presence of multiple harmonics of the relaxation frequency. The theoretical model taking account the non-linear coupling between photons and atoms allows us to determine the mode volume of the whispering gallery mode in laser regime, which is quite difficult to evaluate in this regime. On the other hand, we have studied the laser dynamics in an industrial IOG-1 glass codoped with Yb3+/Er3+ ions where the signature of a modal coupling, induced by Rayleigh scattering, lies in the RIN spectrum. In this particular case, the two coupled modes operate above threshold. The observed behavior is compared with thoses of a solid state gyro-laser

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Merrer, Pierre-Henri. "Elaboration de sources hyperfréquences à haute pureté spectrale à base de résonateurs optiques." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/516/.

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Abstract:

La réalisation d'une source hyperfréquence à très haute pureté spectrale à base de résonateurs optiques représente un véritable enjeu. C'est dans cette approche que s'inscrivent les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit. L'oscillateur électro-optique a été développé à la fin des années 90 et a conduit à d'excellents résultats en termes de bruit de phase. Les dispositifs actuels utilisent une ligne à retard réalisée par une fibre optique. Les faibles pertes dans la ligne autorisent un retard important de l'onde optique modulée, équivalent dans le domaine hyperfréquence à un résonateur de coefficient de qualité de l'ordre de 106. Cependant, plusieurs problèmes se posent. Un des problèmes est celui des dimensions du système, et du contrôle de la stabilité en température de l'ensemble du dispositif. Il n'existe pas de solution simple, et la seule solution consiste à remplacer la ligne à retard fibrée par un résonateur optique à très fort coefficient de qualité. Plusieurs types de ces résonateurs optiques ont été étudiés : micro- ou mini-sphère de silice, et mini-disque monocristallin de Quartz. L'étude de ces résonateurs dédiés à la réalisation d'une source hyperfréquence à très haute pureté spectrale constitue par conséquent la problématique essentielle de ce travail de thèse. Pour effectuer une telle analyse, un protocole de mesure des différents types de résonateurs optiques dont nous disposions a été mis en place. Un nouveau type de résonateur a également été proposé pour ces applications : l'anneau fibré. Finalement, un premier oscillateur micro-onde à résonateur optique a été réalisé et caractérisé
Investigations towards a resonator featuring a high quality factor in a reduced volume are a very important and interesting problem in the microwave field. The microwave resonators used for high spectral purity microwave sources are reaching their limits when the goal is to get simultaneously high performance in terms of phase noise, small size and high frequency operation. Therefore, an original approach is to transpose the microwave wavelength in the optical field. This is the case, as an example, of microwave oscillators using as a frequency reference element an optical delay line in place of the conventional microwave resonator. However, these oscillators require a large volume, and are difficult to stabilize versus the temperature fluctuations. The aim of this study is thus to replace the optical fiber by an optical resonator, and to realize an high spectral purity microwave source referenced on this resonator. A characterization bench has been set up with nanometre scale precision 3D displacement stages to hold the coupling of the resonator (SiO2 mini-sphere, or monocrystalline disk). An optical Q factor of 4. 109 has been demonstrated on a quartz minidisk. However, it is difficult to get an efficient and stable resonator coupling, because of the mode shift with temperature when the light is induced in the resonator. Two techniques have been studied to solve these problems and are presented in this manuscript. .

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Lafleur, Gaël. "Nouvelles architectures de composants photoniques par l'ingénierie du confinement électrique et optique." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30263/document.

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Abstract:

Le confinement électrique et optique par oxydation des couches minces d'AlGaAs est une étape essentielle dans la réalisation des composants photoniques actifs et passifs dans la filière de matériaux GaAs. La recherche de performances ultimes sur ces composants nécessite une meilleure maîtrise du procédé d'oxydation ainsi qu'une meilleure connaissance des propriétés optiques de l'oxyde d'aluminium (AlOx). Dans cette perspective, j'ai d'abord réalisé une étude expérimentale de la vitesse d'oxydation des couches d'AlGaAs en fonction de la température du substrat, de la composition en gallium des couches étudiées, de la pression atmosphérique et de la géométrie des mesas considérés. Puis, j'ai établi un modèle anisotrope permettant une meilleure résolution spatiale et temporelle de la forme du front d'oxydation de l'AlAs. Enfin, j'ai exploité ce procédé pour réaliser des composants d'optique guidée notamment des micro-résonateurs puis réalisé des guides optiques à fente et caractérisé leurs performances optiques
Optical and electrical confinement using Al(Ga)As layer oxidation is a key milestone in the fabrication of active and passive GaAs-based photonic components. To optimize those devices, through the control of the optical and electrical confinements, a better modelling of oxidation process and a better understanding of optical properties of aluminum oxide (AlOx) is required. One part of this work is focusing on a throughout experimental study of AlGaAs oxidation kinetics, where I studied different important parameters such as wafer temperature, gallium composition, atmospheric pressure and mesa geometry. Then, I developed a new predictive model taking into account the process anisotropy, thus allowing a better temporal and spatial of AlAs oxidation front evolution. Finally, I could exploit this technological process to realize whispering gallery mode microdisks as well as slot optical waveguides, and I have characterized this latter photonic devices

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Nigon, Frédéric. "Conception de circuits planaires microondes à modes de galerie des résonateurs diélectriques." Limoges, 1997. http://www.theses.fr/1997LIMO0011.

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Abstract:

Ce memoire presente l'application des modes de galerie des resonateurs dielectriques a trois types de dispositifs hyperfrequences integres : les filtres passe bande, les combineurs de puissances et les oscillateurs. Pour chaque cas, les techniques de realisation courantes sont presentees. Puis, des topologies basees sur la propagation du mode de galerie dans le resonateur sont proposees et etudiees. La conception et l'optimisation de ces dispositifs sont realisees a l'aide de l'analyse electromagnetique par la methode des elements finis. Celle ci est appliquee dans un premier temps a la caracterisation du couplage entre un resonateur dielectrique excite sur un mode de galerie et deux lignes microrubans paralleles. Par la suite, l'analyse electromagnetique globale des dispositifs est presentee. Afin d'en faciliter l'etude et l'optimisation, une approche par segmentation et chainage des matrices de repartition generalisees est decrite. Ce travail a permis l'optimisation et la realisation de dispositifs en technologie microruban fonctionnant principalement dans la bande de frequence ku. Les mesures experimentales soulignent l'excellente prediction des resultats grace a l'analyse electromagnetique. Les filtres presentent des bandes passantes tres etroites. Un rendement de combinaison superieur a 82% est obtenu pour un combineur de puissances deux voies. Enfin, une topologie originale d'oscillateur a resonateur dielectrique est proposee. La frequence d'oscillation et la puissance de sortie theoriques presentent un tres bon accord avec l'experimentation.

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Arlotti, Clément. "Conception et analyse de micro-résonateurs optiques pour la génération de peignes de fréquences." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30248/document.

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Abstract:

Les micro-résonateurs à modes de galerie, qu'ils soient déclinés sous forme de disques, anneaux ou hippodromes, sont devenus les éléments constitutifs clés de nombreux composants photoniques de haute performance. Les réalisations exploitant les semiconducteurs III-V sont particulièrement attrayantes car elles ouvrent la possibilité d'intégrer conjointement des sections actives et passives et donc de diversifier les fonctionnalités sur une même puce photonique. Au niveau technologique, l'intégration verticale du résonateur au-dessus de ses guides d'accès permet de distribuer les fonctions actives et passives sur des plans distincts et de faciliter la réalisation des composants grâce à des procédés mieux maitrisés. Une technique de fabrication récemment introduite dans l'équipe et basée sur la filière AlGaAs/AlOx a ainsi permis de réaliser, à l'aide d'étapes simples, des micro-disques couplés verticalement à leur guide d'accès. Les performances de ces composants restent toutefois limitées en raison de leur architecture, complexifiée par les empilements multicouches qui les constituent.Les travaux de recherche menés au cours de cette thèse ont porté sur la faisabilité d'émettre un peigne de fréquences optiques à partir de ces résonateurs. Pour cela, les composants doivent être conçus de manière à présenter un facteur de qualité suffisamment élevé tout en maximisant la puissance circulant dans la cavité, afin de pouvoir déclencher les processus non-linéaires à la base de la génération du peigne. Pour un composant monomode transverse, la puissance intracavité est maximale lorsque le système opère en régime de couplage critique, c'est-à-dire lorsque les pertes internes à la cavité sont égales aux pertes externes (ou pertes par couplage). Nous avons donc développé un outil semi-analytique basé sur une expansion modale afin de réaliser une modélisation paramétrique large bande des performances des systèmes couplés verticalement, encore peu étudiés, tant au plan théorique que pratique. Notre modèle générique exploite la théorie des modes couplés (CMT) et les relations universelles régissant les propriétés spectrales des micro-résonateurs couplés. Nous l'avons étendu en étudiant l'influence spectrale de différents paramètres opto-géométriques sur la fonction de transfert de la cavité couplée et avons, en particulier, mis en évidence par une approche variationnelle, deux conditions théoriques permettant d'obtenir un régime critique achromatique lorsque la cavité et son guide d'accès sont désaccordés en phase. Ce modèle à d'abord été appliqué à la simulation de résonateurs en hippodromes exploitant la filière Si3N4/SiO2 car plusieurs études ont déjà démontré la génération de peignes avec cette plateforme technologique. Ces travaux ont abouti au dessin de structures désaccordées en phase et technologiquement réalisables dont la bande passante critique est augmentée d'un ordre de grandeur par rapport au cas plus répandu de guides accordés en phase. Nous avons ensuite initié une évaluation numérique de la génération de peignes de fréquences, basée sur la résolution itérative de l'équation de Schrödinger non-linéaire prenant en compte les variations des propriétés spectrales et dispersives de ces hippodromes. Le modèle générique a enfin été appliqué aux micro-disques AlGaAs/AlOx. Pour cela, nous avons introduit un critère permettant d'utiliser la CMT dans le cas de coupleurs asymétriques présentant une zone de séparation multicouche. Les résultats, en bon accord avec l'expérience, nous ont permis de mieux appréhender les limitations des dispositifs réalisés et de proposer de nouvelles structures pour en améliorer les performances. Le dessin d'une nouvelle structure AlGaAs/AlOx multicouche permettant d'améliorer les facteurs de qualité des résonateurs jusqu'à deux ordres de grandeurs a ainsi été proposé. La validation expérimentale des dessins proposés tant pour la filière Si3N4/SiO2 que AlGaAs/AlOx est en cours
Whispering-gallery -mode micro-resonators, whether in the form of disks, rings or racetracks, have become the key building blocks of many high-performance photonic components. The embodiments exploiting the III-V semiconductors are particularly attractive for they open the possibility of integrating active and passive sections together and therefore diversify the functionalities on the same photonic chip. Furthermore, the vertical integration of the resonator above its access waveguide(s) makes it possible to distribute the active and passive functions on distinct planes and makes the realization of the components easier by using better-controlled methods. A fabrication technique recently introduced in the team and based on the AlGaAs / AlOx technological platform, allowed us to realize, by means of simple steps, vertically-coupled microdisks. The performance of these components, however, is limited due to their architecture, complicated by their constitutive multilayer stack. The research carried out during this PhD thesis focused on the feasibility of emitting an optical frequency comb from these resonators. For this purpose, the components must be designed so as to present a sufficiently high quality factor while maximizing the power circulating in the cavity in order to be able to trigger the non-linear processes required for the comb generation. For a transverse single-mode component, the intracavity power is maximal when the system operates in critical coupling regime, i.e .when the losses inside the cavity are equal to external losses (or coupling losses). As a first step, we have developed a semi-analytical tool based on a modal expansion in order to carry out a broadband parametric study of the performances of vertically coupled systems. Up to now, this coupling layout has indeed been little studied, both theoretically and practically. Our generic model, based on the coupled mode theory (CMT) and the universal relations governing the spectral properties of coupled micro-resonators, reveals two theoretical conditions for obtaining an achromatic critical-coupling regime when the cavity and its access waveguide are phase-mismatched. We first applied it to the simulation of single- mode racetrack resonators made of Si3N4 / SiO2 since several studies have already demonstrated comb generation using this technological platform. Our work resulted in the design of phase-mismatched and technologically feasible structures with critical-copuling bandwidths being increased by one order of magnitude compared to the reference case of phase- matched waveguides. We subsequently initiated a numerical evaluation of frequency comb generation, based on the iterative resolution of the non-linear Schrödinger equation taking into account the variations of the spectral and dispersive properties of these racetracks. The generic model has finally been applied to AlGaAs / AlOx microdisks. For this purpose, we have introduced a criterion allowing an unambiguous implementation of CMT in the case of asymmetric couplers having a multi-layer separation zone. The results, in good agreement with experimental data, allowed us to better understand the limitations of the fabricated devices and to propose new structures AlGaAs / AlOx with improved performances. The experimental validation of the proposed designs for both the Si3N4 / SiO2 and AlGaAs / AlOx components is currently in progress

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Ivan, Ioan Alexandru. "Utilisation des résonateurs piézoélectriques fonctionnant en mode d'épaisseur pour la réalisation de capteurs." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00133599.

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Abstract:

Les capteurs participent à la qualité de la vie quotidienne, beaucoup de domaines d'activité modernes demandant des capteurs performants. Les résonateurs piézoélectriques sont bien connus pour leurs applications pour la génération de fréquences stables, mais leur potentiel d'utilisation pour la réalisation de capteurs est moins exploité.Le mémoire présente deux applications des résonateurs pour la réalisation de capteurs de force et de température.La particularité du capteur de force tient au fait que le résonateur lui-même sert aussi comme sonde de température et que les signaux servant aux mesures de la force et de la température sont isolés électriquement, ce qui simplifie la mise en œuvre. Cela est possible par l'utilisation de modes anharmoniques des résonateurs et par le choix de la direction d'application de la force à mesurer, chaque mode étant essentiellement sensible soit à la force soit à la température. Le mémoire présente en particulier une méthode de dessin de jeux d'électrodes pour un résonateur plan-convexe opérant sur deux modes de cisaillement d'épaisseur (modes B et C).La seconde partie du mémoire est consacrée à la caractérisation expérimentale (topographies par rayon X, réponses électriques et comportements thermiques) de capteurs résonants thermosensibles en quartz et en GaPO4 miniaturisés pour la mesure précise de la température sur une très large gamme jusqu'aux températures cryogéniques. L'étude a en particulier porté sur des investigations des couplages entre modes, responsables du phénomène «activity-dip».Un système électronique complet et un logiciel de calcul de la force et de la température à partir des fréquences délivrées est développé

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Duchiron, Guillaume. "Analyse et conception de résonateurs saphir à modes de galerie pour des applications de métrologie et de filtrage microondes." Limoges, 2001. http://www.theses.fr/2001LIMO0049.

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Abstract:

Ce mémoire est dédié à l'analyse et la conception de résonateurs saphir à modes de galerie. Ces études concernent deux applications différentes. La première application s'inscrit dans le cadre du programme d'horloge atomique PHARAO. Cette horloge nécessite aujourd'hui la mise au point d'une source d'interrogation à 9,2 GHz présentant des performances de bruit de phase et de stabilité de fréquence exceptionnelles. Les divers résultats publiés à ce jour montrent que de telles performances pourraient être obtenues directement avec des oscillateurs utilisant des résonateurs saphir à modes de galerie caractérisés par des coefficients de qualité à vide largement supérieurs à la normale. Cependant, ces résonateurs présentent quelques inconvénients parmi lesquels une forte densité de modes parasites autour du mode référence et une grande sensibilité à la température de la fréquence de résonance. Ces deux inconvénients majeurs nous ont donc amené à développer de nouvelles topologies de résonateurs saphir à mode de galerie. Dans un premier temps, afin de supprimer les modes parasites, nous avons mis au point une technique de sélection modale qui consiste à insérer des vis métalliques dans la structure. Cette technique, qui fonctionne bien à température ambiante, présente quelques limites à T=77K. En effet, à cette température, le facteur de qualité du résonateur est détérioré par les pertes ohmiques engendrées par les vis d'une part, et par le blindage d'autre part. Aussi, afin de contourner cette limitation, nous avons inséré dans le résonateur cryogénique des films supraconducteurs HTc
This thesis is devoted to the study of whispering gallery mode sapphire resonators and to the optimisation of their performances for two distinct applications. The first application is a metrological application for atomic clock PHARAO project. The second topic presented is the realisation of microwave ilters for industrial space applications

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Paquet, Alex. "Biodétection au moyen des modes de galerie de microsphères fluorescentes." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28672/28672.pdf.

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Balakireva, Irina. "Nonlinear dynamics of Kerr optical frequency combs." Thesis, Besançon, 2015. http://www.theses.fr/2015BESA2043.

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Abstract:

La présente thèse est consacrée à l’étude des peignes optiques de Kerr dans les résonateurs àmodes de galerie, au sein desquels la lumière peut être excitée par pompage externe. L’effet Kerrexistant dans ces résonateurs engendre des modes latéraux équidistants (dans le domaine spectral)de part et d’autre du mode excité, c’est à dire un peigne de fréquence. Cette thèse est diviséeen trois chapitres. Le premier est dédié à l’introduction de la génération de ces peignes et leurapplications. Le deuxième chapitre présente l’analyse de l’équation de Lugiato-Lefever, décrivantde manière analytique le système, et conduit à la construction de deux diagrammes de bifurcationpour les dispersions normale et anomale. Ils sont tracés en fonction des deux seuls paramètresexpérimentalement contrôlables une fois le résonateur fabriqué : la puissance du laser et sondécalage de fréquence. Ces diagrammes indiquent les plages de paramètres pour lesquels une,deux, ou trois solutions existent ainsi que leur stabilité. Les simulations numériques renseignentle type exact de solution associée à chaque aire (notamment les solitons brillants et sombres, lesbreathers, les peignes optiques de Kerr de premier et deuxième ordre, et un régime chaotique) ; cesdiagrammes indiquent donc les paramètres du laser à choisir afin de générer la solution souhaitée.Le troisième chapitre est dédié aux peignes de Kerr optique secondaires, lignes additionnelles dansle domaine spectral générées entre les lignes du peigne principal. Ils apparaissent en dispersionanormale, lorsque la quantité de photon pompe excède un seuil dit de second ordre, qui a étédéterminé numériquement
This thesis is dedicated to the study of the Kerr optical frequency combs in whispering gallery moderesonators, where the light can be excited by the extern pump. Due to the Kerr effect existing in theseresonators, the quasi-equidistant lines in the spectral domain are generated around the excited mode,that is the frequency comb. This thesis is devided in three chapters. The first one is dedicated to theintroduction of the Kerr comb generation and their applications.The second one presents the analysisof the Lugiato-Lefever equation used for the analytical study of the system, leading to the constructionof two bifurcation diagrams for the normal and anomalous dispersions. They are plotted for twoparameters, which can be controlled during experiments once the resonator has been fabricated,which are the pump power of the laser and its frequency detuning. These diagrams show the areas ofthe parameters for which one, two, or three solutions exist and their stability. The additional numericalsimulations show the exact type of the solution in each area (such as the bright and dark solitons,the breathers, the primary and secondary Kerr combs and chaotical regimes), finally these diagramsshow the parameters of the laser needed to be choosen for the generation of the desired solution.The third chapter is dedicated to the secondary Kerr combs, which are the additional lines generatedbetween the lines of the primary comb. They appear in the anomalous dispersion regime, when thequantity of the pump photons crosses the second-order threshold, which has been found numerically

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Guirardel, Matthieu. "Conception, réalisation et caractérisation de biocapteurs micromécaniques résonants en silicium avec actionnement piézoélectrique intégré : détection de l'absorption de nanoparticules d'or." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30159.

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Moutaouekkil, Mohammed. "Etude de la propagation des ondes élastiques de Lamb dans les matériaux composites micro/nano structurés : Application pour l’ingénierie des propriétés physiques des résonateurs électromécaniques." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2018. http://www.theses.fr/2018ECLI0011/document.

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Abstract:

Le contrôle de la propagation des ondes élastiques repose principalement sur la conception de milieu artificiel à base de matériaux structurés pour obtenir une ingénierie avancée de la dispersion de la propagation. Au cours de la thèse, la dispersion du mode (S0) dans des membranes micro-structurées à base d’AlN a été numériquement investiguée et les applications qui en découlent explorées. Il est mis en évidence le lien fort entre la dispersion du mode et la sensibilité aux perturbations externes en combinant la membrane d’AlN avec une couche de SiO2 structurée en rubans. En particulier, il est montré qu’il est possible d’obtenir un TCF=0 pour les résonateurs sans presque aucune dégradation du coefficient K2. Il est montré qu’il est possible d’ouvrir des bandes interdites avec une largeur de l’ordre de 50% en structurant l’AlN sous forme de rubans ou en utilisant des piliers pour former un PhnC. Sur cette base, des designs de cavités et de guides d’ondes sont proposés et leurs performances sont étudiées en fonction des paramètres géométriques. Il est également proposé un nouveau design de cavité basé sur l’introduction d’un défaut résonant dans le PhnC sous forme de disque de dimension très petite par-rapport à la taille de la cellule élémentaire. Le défaut permet d’introduire des modes quasi-plats dans le diagramme de bande et permet en conséquence la conception d’une nouvelle génération de dispositifs phononiques robustes pour des applications en traitement du signal et capteurs. Les structures optimales sont utilisées pour la conception de capteur de champs magnétiques, une sensibilité de 5% est obtenue pour le mode localisé dans le cas d’un disque magnéto-élastique
The control of elastic wave propagation relies mainly on the design of artificial media based on structured materials to achieve advanced propagation dispersion engineering. During the thesis, the dispersion of the mode (S0) in micro-structured membranes based on AlN was numerically investigated and the resulting applications explored. The strong link between mode dispersion and sensitivity to external disturbances is highlighted by combining the AlN membrane with a layer of SiO2 structured into strips. In particular, it is shown that it is possible to obtain a TCF = 0 for the resonators without any degradation of the K2 coefficient. It is shown that it is possible to open wide band-gaps of 50% by structuring the AlN in the shape of strips or using pillars to form a PhnC. On this basis, designs of cavities and waveguides are proposed and their performances are studied according to the geometrical parameters. It is also proposed a new cavity design based on the introduction of a resonant defect with a disc shape in the PhnC and presenting very small size in comparison to the unit cell. The defect makes it possible to introduce quasi-flat modes in the band diagram and consequently allows the design of a new generation of phononic devices for signal processing and sensor applications. The optimal structures are used to design a magnetic field sensor design, a sensitivity of 5% is obtained for the localized mode in the case of defect based on magneto-elastic thin film

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Rampnoux, Emmanuel. "Analyse, conception et réalisation de filtres planaires millimétriques appliquées à la radiométrie spatiale." Limoges, 2003. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/f43923e8-bfa2-4246-a406-2a8486f01c86/blobholder:0/2003LIMO0046.pdf.

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Abstract:

Ce mémoire est dédié à l'analyse, la conception et la réalisation de filtres millimétriques planaires pour des applications radiométriques, dans le cadre du projet MEGHA-TROPIQUES. Nous proposons dans cette étude, d'apporter une alternative aux filtres en guide d'onde habituellement utilisés dans les radiomètres spatiaux. Afin de palier aux inconvénients de ces filtres, les technologies du substrat de quartz suspendu et du micro-usinage ont été retenues pour réaliser des filtres en bande K, Ka et W. Cette étude a permis de valider par des mesures différentes topologies originales de filtres, ainsi que les deux technologies de réalisation dont le micro-usinage développé à l'IRCOM. Une description poussée des phénomènes limitant les performances de ces filtres est traitée, puis ensuite des solutions technologiques sont abordées afin de remédier à ces problèmes pour les futures fabrications de ces circuits. En conclusion, les deux technologies présentent un encombrement moindre et permettent une meilleure intégration des circuits dans leur environnement électrique comparé aux filtres en guide d'onde habituellement utilisés

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Bourgeois, Pierre-Yves. "Référence Secondaire de Fréquence à Résonateur Saphir Cryogénique." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008331.

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Abstract:

Ce mémoire présente l'élaboration et la caractérisation d'un étalon secondaire de fréquence à résonateur saphir cryogénique, dans la gamme des fréquences microondes.\\ Le monocristal de saphir ($Al_2O_3$), excité sur des modes électromagnétiques d'ordre élevé, les modes de galerie, et utilisé au voisinage de la température de l'hélium liquide, représente le meilleur candidat pour réaliser un oscillateur présentant une instabilité relative de fréquence de l'ordre de $1\cdot 10^(-14)$.\\ Une dégénérescence du mode généralement observée aux températures cryogéniques rend difficile l'ajustement des couplages. Nous présentons ici un modèle simple expliquant correctement la séparation du mode en fréquence et les formes d'onde observées expérimentalement.\\ D'autre part, le problème des modes parasites est résolu par la mise au point d'une structure résonante en cavité ouverte.\\ Tous les éléments nécessaires à la construction de cet oscillateur sont analysés en détails.\\ Les résultats obtenus sont tout à fait exceptionnels. Sur le court terme, l'instabilité relative de fréquence est inférieure à $7.5\cdot 10^(-15)$. Dans le domaine du long terme, aucune dérive n'est clairement identifiée. La stabilité sur 1 jour est $<2\cdot 10^(-14)$. Ce dernier résultat constitue l'état de l'art pour des références secondaires de fréquence sur le long terme. \\ Enfin, d'autres travaux concernant la mesure des propriétés diélectriques d'un cristal de langasite, la caractérisation d'oscillateurs ultrastables, la chaîne de synthèse, un oscillateur saphir-rutile compensé thermiquement, et l'observation d'un phénomène de bistabilité du résonateur saphir né de la coïncidence fortuite d'un mode de galerie du cristal avec celle de l'ion paramagnétique $Fe^(3+)$, sont également présentés.

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Bazin, Maela. "Contrôle de l’émission spontanée de boîtes quantiques semiconductrices insérées dans des micro-structures à confinement optique originales." Grenoble, 2010. https://theses.hal.science/tel-00592414v1.

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Abstract:

Ce travail de thèse aborde le contrôle de l'émission spontanée d'émetteurs, ici des boîtes quantiques d'InAs, confinées via des microstructures originales: des fils photoniques GaAs et des micropiliers à miroirs de Bragg GaAs/AlAs. Ainsi, nous présentons une source de photons uniques de très haute efficacité à fil photonique. Les mesures de corrélation réalisées sur une boîte quantique unique insérée dans un fil photonique a permis de montrer la génération très propre et large bande de photons uniques. C'est l'optimisation de cette géométrie incluant un miroir original au pied du fil et la présence d'une pointe de forme conique à son extrémité, qui a permis d'obtenir une efficacité record de 70%. De plus, l'étude systématique de temps de vie de boîtes quantiques uniques montre la possibilité d'observer avec cette géométrie une forte inhibition de l'émission dans les modes non-guidés. La dernière partie de ce manuscrit met en évidence l'effet laser dans des micropiliers à modes de galerie. Ces modes de galerie présentent un comportement relativement stable en longueurs d'ondes ainsi qu'un affinement spectral se maintenant jusqu'à sept fois le seuil laser. Ce résultat confirme une meilleure stabilité thermique des micropiliers par rapport à la géométrie habituellement utilisée pour observer les modes de galerie: les microdisques
This study deals with the control of spontaneous emission, InAs quantum dot emitters, confined via original microstructures: GaAs photonic wires and micropillars with GaAs/AlAs Bragg mirrors. We present a higly efficient single-photon source based on a photonic wire. Correlation mesurements performed on a single quantum dot inserted in a photonic wire led to a pure and high broadband single-photon generation. The optimization of this geometry including an original mirror at the wire bottom and a taper at its top demonstrated a record efficiency of 70%. In addition, the systematic lifetime study of single quantum dots underlined the ability to observe a high inhibition of spontaneous emission in the leaky modes with this geometry. In the last part of this PhD Thesis, we show the laser effect in whispering gallery mode micropillars. Those modes have an almost stable behaviour in terms of wavelengh and a spectral narrowing maintained up to power corresponding to 7 times the laser threshold. This result confirms a better thermal stability of micropillars compared to microdisks, a geometry usually used to observe the whispering gallery modes

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Bazin, Maela. "Contrôle de l'émission spontanée de boîtes quantiques semiconductrices insérées dans des micro-structures à confinement optique originales." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00592414.

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Abstract:

Ce travail de thèse aborde le contrôle de l'émission spontanée d'émetteurs, ici des boîtes quantiques d'InAs, confinées via des microstructures originales: des fils photoniques GaAs et des micropiliers à miroirs de Bragg GaAs/AlAs. Ainsi, nous présentons une source de photons uniques de très haute efficacité à fil photonique. Les mesures de corrélation réalisées sur une boîte quantique unique insérée dans un fil photonique a permis de montrer la génération très propre et large bande de photons uniques. C'est l'optimisation de cette géométrie incluant un miroir original au pied du fil et la présence d'une pointe de forme conique à son extrémité, qui a permis d'obtenir une efficacité record de 70%. De plus, l'étude systématique de temps de vie de boîtes quantiques uniques montre la possibilité d'observer avec cette géométrie une forte inhibition de l'émission dans les modes non-guidés. La dernière partie de ce manuscrit met en évidence l'effet laser dans des micropiliers à modes de galerie. Ces modes de galerie présentent un comportement relativement stable en longueurs d'ondes ainsi qu'un affinement spectral se maintenant jusqu'à sept fois le seuil laser. Ce résultat confirme une meilleure stabilité thermique des micropiliers par rapport à la géométrie habituellement utilisée pour observer les modes de galerie: les microdisques.

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Hallil, Hamida. "Conception et réalisation d'un nouveau capteur de gaz passif communicant à transduction RF." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1028/1/Hallil_Hamida.pdf.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est de montrer la faisabilité d'un nouveau capteur de gaz a transduction RF, passif et sans fil. Ce nouveau capteur est composé de deux lignes coplanaires sur membrane et d'un résonateur diélectrique (RD). L'association de ces deux éléments permet de réaliser un filtre que nous excitons par une onde électromagnétique hyperfréquence en modes de galerie. Grâce à l'effet de " Relaxation Diélectrique ", nous pouvons détecter une variation de l'ambiance gazeuse par un décalage d'une fréquence de résonance du filtre. Les résultats de simulations électromagnétiques ont montré que la détermination de la fréquence de résonance d'un des modes de galerie permettait de détecter facilement la présence de gaz avec une grande sensibilité. Le développement de ce circuit simulé a été réalisé en deux étapes : la fabrication des lignes coplanaires sur membrane et l'élaboration du résonateur diélectrique à base d'un matériau sensible aux gaz. La réalisation d'un RD en TiO2 a été abordée en collaboration avec le CIRIMAT en utilisant la technique SPS (une voie prometteuse mais non encore maitrisée pour nos structures). Compte tenu des difficultés rencontrées, nous avons validé le concept du capteur en utilisant un résonateur en céramique (BaSmTiOxide) réalisé par Temex-Ceramics. L'assemblage des deux parties du capteur a permis d'obtenir les premiers dispositifs et de les caractériser sous différentes ambiances. Les résultats obtenus coïncident bien avec ceux de simulation ce qui valide le principe et la conception de ce nouveau capteur. Enfin, une dernière partie de l'étude est focalisée sur la communication sans fil de ce capteur passif à l'aide d'un RADAR FMCW
In this work, feasibility of gas sensors based on Titanium Dioxide (TiO2) dielectric resonator, operating with whispering-gallery modes, is presented. The gas or humidity adsorption modifies the TiO2 dielectric permittivity and such modification induces variation in the resonant frequencies of high-Q whispering-gallery modes in the millimeter-wave frequency range. Full-wave electromagnetic simulation demonstrates that the measurement of this variation allows the derivation of few parts-per-million (ppm) fluctuations in gas or humidity concentration. For validation purposes very first prototypes of resonator operating with whispering-gallery modes in the millimeter-wave frequency range are micro-machined. The measured performances confirm that such high-Q resonant modes are very sensitive to small variations in dielectric resonator permittivity. Moreover we validate experimentally that these small variations can be remotely detected from the RADAR interrogation of an antenna loaded by the whispering-gallery modes resonator

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Merrer, Pierre-Henri. "Elaboration de sources hyperfréquences à haute pureté spectrale à base de résonnateurs optiques." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00450581.

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Abstract:

La réalisation d'une source hyperfréquence à très haute pureté spectrale à base de résonateurs optiques représente un véritable enjeu. C'est dans cette approche que s'inscrivent les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit. L'oscillateur électro-optique a été développé à la fin des années 90 et a conduit à d'excellents résultats en termes de bruit de phase. Les dispositifs actuels utilisent une ligne à retard réalisée par une fibre optique. Les faibles pertes dans la ligne autorisent un retard important de l'onde optique modulée, équivalent dans le domaine hyperfréquence à un résonateur de coefficient de qualité de l'ordre de 106. Cependant, plusieurs problèmes se posent. Un des problèmes est celui des dimensions du système, et du contrôle de la stabilité en température de l'ensemble du dispositif. Il n'existe pas de solution simple, et la seule solution consiste à remplacer la ligne à retard fibrée par un résonateur optique à très fort coefficient de qualité. Plusieurs types de ces résonateurs optiques ont été étudiés : micro- ou mini-sphère de silice, et mini-disque monocristallin de Quartz. L'étude de ces résonateurs dédiés à la réalisation d'une source hyperfréquence à très haute pureté spectrale constitue par conséquent la problématique essentielle de ce travail de thèse. Pour effectuer une telle analyse, un protocole de mesure du facteur de qualité des différents types de résonateurs optiques dont nous disposions a été mis en place. Un nouveau type de résonateur a également été proposé pour ces applications : l'anneau fibré. Finalement, un premier oscillateur micro-onde à résonateur optique a été réalisé et caractérisé.

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Link, Mathias. "Etude et réalisation de résonateurs à ondes acoustiques de volume (FBAR) montés sur miroir acoustique et exploitant le mode de cisaillement dans les couches minces d'oxyde de zinc (ZNO) à axe c incliné: application aux capteurs gravimétriques en milieux liquides." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00110411.

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Abstract:

Les systèmes publics de santé nécessitent des capteurs miniaturisés pour l'amélioration des diagnostics médicaux. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse était de simuler, réaliser et caractériser des résonateurs à ondes acoustiques de volume à base de couches minces, vibrant en mode de cisaillement à 800 MHz et montés sur miroir acoustique (SMR), et de démontrer leur capacité à fonctionner comme capteurs gravimétriques en milieu liquide.

Trois procédés de dépôt par pulvérisation de couches de ZnO à axe c incliné ont été développés. De telles couches sont nécessaires pour l'excitation d'ondes de cisaillement et essentielles pour un fonctionnement en milieu liquide. Des inclinaisons jusqu'à 16° ont été obtenues avec une incidence oblique des particules en utilisant des caches additionnels. Des couches homogènes ont été déposées sur la surface entière d'un wafer 4“. Des outils de simulation et de caractérisation ont permis d'optimiser les SMRs, améliorant le coefficient de couplage de 0.012 à 0.149 et le facteur de qualité de 3.5 à 230. Leur application dans des solutions de glycérol a montré qu'ils se prêtent à la détection gravimétrique et comme viscosimètres. Des mesures de liaisons anticorps-antigènes en milieu liquide ont été réalisées avec succès. Comparées à des microbalances à quartz vibrant à 10 MHz, la sensibilité est 1000 fois plus grande et la résolution est 4 fois meilleure.

Les SMRs sont hautement sensibles, peuvent être intégrés à des systèmes électroniques, et permettent des mesures quantitatives avec de bonnes résolutions. Ces nanobalances à couche piézoélectrique pourront former le noyau de systèmes portables et bon marché pour le diagnostic médical.

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Courvoisier, François. "Spectroscopie ultra-brève de particules d'aérosols et microcavités." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00082047.

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Abstract:

Nous avons mis au point une nouvelle technique optique de détection en temps réel des bioaérosols parmi un ensemble d'aérosols de fond, dont en particulier les suies de combustion. Cette technique repose sur l'excitation ultra-brève multi-impulsionnelle des fluorophores intrisèques des bioaérosols. Des signatures spécifiques aux bactéries et aux hydrocarbures ont ainsi été mises en évidence, alors que les spectres de fluorescence de ces espèces sont indiscernables.

La spectroscopie pompe-sonde a aussi été mise en oeuvre pour sonder la dynamique de propagation d'une impulsion femtoseconde dans une microcavité 2D de forme spirale. Nous avons réalisé un dispositif d'imagerie de corrélation afin de suivre, avec une résolution temporelle, la propagation d'un paquet d'onde laser. Des simulations FDTD ont permis d'interpréter les observations et de mettre en évidence un processus original de couplage de sortie, impliquant la réflexion de l'onde évanescente sur la discontinuité de la spirale.

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Hallil, Hamida. "Conception et réalisation dun nouveau capteur de gaz passif communicant à transduction RF." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00546243.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est de montrer la faisabilité d'un nouveau capteur de gaz a transduction RF, passif et sans fil. Ce nouveau capteur est composé de deux lignes coplanaires sur membrane et d'un résonateur diélectrique (RD). L'association de ces deux éléments permet de réaliser un filtre que nous excitons par une onde électromagnétique hyperfréquence en modes de galerie. Grâce à l'effet de " Relaxation Diélectrique ", nous pouvons détecter une variation de l'ambiance gazeuse par un décalage d'une fréquence de résonance du filtre. Les résultats de simulations électromagnétiques ont montré que la détermination de la fréquence de résonance d'un des modes de galerie permettait de détecter facilement la présence de gaz avec une grande sensibilité. Le développement de ce circuit simulé a été réalisé en deux étapes : la fabrication des lignes coplanaires sur membrane et l'élaboration du résonateur diélectrique à base d'un matériau sensible aux gaz. La réalisation d'un RD en TiO2 a été abordée en collaboration avec le CIRIMAT en utilisant la technique SPS (une voie prometteuse mais non encore maitrisée pour nos structures). Compte tenu des difficultés rencontrées, nous avons validé le concept du capteur en utilisant un résonateur en céramique (BaSmTiOxide) réalisé par Temex-Ceramics. L'assemblage des deux parties du capteur a permis d'obtenir les premiers dispositifs et de les caractériser sous différentes ambiances. Les résultats obtenus coïncident bien avec ceux de simulation ce qui valide le principe et la conception de ce nouveau capteur. Enfin, une dernière partie de l'étude est focalisée sur la communication sans fil de ce capteur passif à l'aide d'un RADAR FMCW.

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Hammad, Bashar Khalil. "Modeling, Simulation, and Analysis of Micromechanical Filters Coupled with Capacitive Transducers." Diss., Virginia Tech, 2008. http://hdl.handle.net/10919/27744.

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Abstract:

The first objective of this Dissertation is to present a methodology to calculate analytically the mode shapes and corresponding natural frequencies and determine critical buckling loads of mechanically coupled microbeam resonators with a focus on micromechanical filters. The second objective is to adopt a nonlinear approach to build a reduced-order model and obtain closed-form expressions for the response of the filter to a primary resonance. The third objective is to investigate the feasibility of employing subharmonic excitation to build bandpass filters consisting of either two sets of two beams coupled mechanically or two sets of clamped-clamped beams. Throughout this Dissertation, we treat filters as distributed-parameter systems. In the first part of the Dissertation, we demonstrate the methodology by considering a mechanical filter composed of two beams coupled by a weak beam. We solve a boundary-value problem (BVP) composed of five equations and twenty boundary conditions for the natural frequencies and mode shapes. We reduce the problem to a set of three linear homogeneous algebraic equations for three constants and the frequencies in order to obtain a deeper insight into the relation between the design parameters and the performance metrics. In an approach similar to the vibration problem, we solve the buckling problem to study the effect of the residual stress on the static stability of the structure. To achieve the second objective, we develop a reduced-order model for the filter by writing the Lagrangian and applying the Galerkin procedure using its analytically calculated linear global mode shapes as basis functions. The resulting model accounts for the geometric and electric nonlinearities and the coupling between them. Using the method of multiple scales, we obtain closed-form expressions for the deflection and the electric current in the case of one-to-one internal and primary resonances. The closed-form solution shows that there are three possible operating ranges, depending on the DC voltage. For low DC voltages, the effective nonlinearity is positive and the filter behavior is hardening, whereas for large DC voltages, the effective nonlinearity is negative and the filter behavior is softening. We found that, when mismatched DC voltages are applied to the primary resonators, the first mode is localized in the softer resonator and the second mode is localized in the stiffer resonator. We note that the excitation amplitude can be increased without worrying about the appearance of multivaluedness when operating the filter in the near-linear range. The upper bound in this case is the occurrence of the dynamic pull-in instability. In the softening and hardening operating ranges, the adverse effects of the multi-valued response, such as hysteresis and jumps, limit the range of the input signal. To achieve the third objective, we propose a filtration technique based on subharmonic resonance excitation to attain bandpass filters with ideal stopband rejection and sharp rolloff. The filtration mechanism depends on tuning two oscillators such that one operates in the softening range and the other operates in the hardening range. Hardware and logic schemes are necessary to realize the proposed filter. We derive a reduced-order model using a methodology similar to that used in the primary excitation case, but with all necessary changes to account for the subharmonic resonance of order one-half. We observe that some manipulations are essential for a structure of two beams coupled by a weak spring to be suitable for filtration. To avoid these complications, we use a pair of single clamped-clamped beams to achieve our goal. Using a model derived by attacking directly the distributed-parameters problem, we suggest design guidelines to select beams that are potential candidates for building a bandpass filter. We demonstrate the proposed mechanism using an example.
Ph. D.

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Phan, Huy Kien. "ETUDE DE MICRO-STRUCTURES UTILISANT LE GUIDAGE REFRACTIF A FORT CONFINEMENT DE LA LUMIERE." Phd thesis, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00425104.

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Abstract:

Les modes de galerie découverts par Lord Rayleigh en 1910 trouvent aujourd'hui des applications en optique intégrée sur silicium. Des cavités aux résonances extrêmes ont pu être intégrées sur silicium sur isolant (SOI) ou sur semi-conducteurs III-V. Ces composants permettent de réaliser des fonctions passives et actives pour la microélectronique, les télécommunications ou l'électrodynamique quantique en cavité. Avec ces nouvelles applications, de nouveaux composants faisant interagir le mode de galerie avec des éléments extérieurs comme un réseau de Bragg ou des guides optiques sont apparus. Les méthodes de modélisation de l'optique intégrée étant peu adaptées pour simuler ces cavités aux géométries particulières, nous avons développé deux modèles pour d´écrire ce type d'interaction. Le premier, basé sur le formalisme de Floquet-Bloch, permet de d'écrire des modes de galerie fortement perturbés par une modification géométrique de la cavité. Le second, basé sur une méthode de perturbation, permet de d´écrire des interactions de faible amplitude avec des objets extérieurs comme des guides optiques. Ces résultats ont été validés par une comparaison avec la méthode des différences finies en domaine temporel. Nos modèles ont ensuite été comparés aux réalisations expérimentales de fonctions passives sur SOI (filtres et démultiplexeurs) fabriquées au CEA-LETI, et de fonctions actives (Phosphure d'Indium et silice dopée Erbium) réalisées au LEOM ou au DRFMC. Nous avons ainsi pu caractériser des composants ayant des facteurs de qualité de 90 000.

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Dissertations / Theses on the topic 'Micro-résonateurs à mode de galerie'

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