Interaction des ondes de surface avec des microstructures périodiques : émission thermique cohérente et transmission résonante

par François Marquier

Thèse de doctorat en Physique. Énergétique

Sous la direction de Jean-Jacques Greffet.


  • Résumé

    Certains matériaux ont des modes électromagnétiques confinés à leur surface, qui se propagent le long de celle-ci. Ces modes, qui sont appelés ondes de surface, peuvent être couplés à des ondes propagatives à l'aide d'un réseau. Nous avons utilisé un code de calcul électromagnétique exact, basé sur l'analyse rigoureuse des ondes couplées (RCWA), pour optimiser des structures périodiques dont les dimensions sont de l'ordre ou inférieures au micron. Nous avons ainsi conçu des micro ou nanostructures pour deux types d'applications : l'émission thermique cohérente, et la transmission résonante. En émission, nous avons optimisé des sources thermiques émettant un rayonnement quasi-monochromatique dans une direction privilégiée de l'espace ou bien dans toutes les directions. Nous avons de plus conçu, dimensionné et mis en place un montage de mesure de l'émissivité de telles sources. Nous avons pu retrouver de manière quantitative les résultats que nous avons obtenus numériquement, puis déterminer expérimentalement la longueur de cohérence spatiale de la source. Le second axe de cette thèse a été consacré à la transmission résonante. Nous avons mis en évidence les mécanismes de transmission de structures métalliques en montrant l'existence de modes propres de ces structures qui sont des modes couplant modes de surface et modes de cavité. En remontant aux caractéristiques de ces modes, nous pouvons en particulier retrouver toutes les caractéristiques des pics de transmission, hauteur, largeur et position. Nous avons par ailleurs montré que des effets analogues apparaissent pour des réseaux de cristaux polaires. Finalement, des études de transmission résonante par des cristaux 2D ont montré que des modes d'ordre élevé peuvent être fortement transmis. Ces modes sont faiblement couplés à des ondes planes mais peuvent se coupler fortement des particules ou molécules.

  • Titre traduit

    Interaction of surface waves with periodic microstructures : coherent thermal emission and resonant transmission


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Informations

  • Détails : 1 vol. (VIII-195 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 96 références

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 62766
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