Etude et application en micro-onde de l'hybridation de modes dans des systèmes localement résonants

par Camille Jouvaud

Thèse de doctorat en Matière condensée et interface

Sous la direction de Julien de Rosny.

Soutenue en 2013

à Paris 7 .


  • Résumé

    Le développement de matériaux photoniques, et plus récemment des métamatériaux suscite aujourd'hui un véritable engouement, autant en acoustique qu'en électromagnétisme. Dans ce manuscrit, nous proposons une approche originale des milieux périodiques constitués de résonateurs sub-longueur d'ondes. Par une analyse électrodynamique de ces systèmes, nous mettons en évidence les phénomènes collectifs d'hybridation dus aux interactions électromagnétiques. Une modélisation fondée sur une approximation des résonateurs en dipôles électriques et magnétiques permet une étude analytique. D'une part, cette approche est complémentaire des modèles habituellement utilisés pour décrire l'ouverture de bandes interdites dans les milieux périodiques localement résonants. D'autre part, elle permet de quantifier les propriétés de rayonnement lorsque ces milieux sont de taille finie. Ces travaux sont appliqués à la conception d'une antenne miniature dont le diagramme de rayonnement est contrôlable en fréquence et en directivité. Un dispositif d'imagerie sub-longueur d'onde reposant sur le contrôle de modes propres localisés sur la structure a également été développé. Enfin, les propriétés d'hybridations de modes entre résonateurs demi longueur d'onde sont exploitées pour la conception d'une antenne dédiée à l'Imagerie par Résonance Magnétique. Cette antenne permet de générer et contrôler la distribution du champ magnétique radio-fréquence dans les zones à imager, ce qui s'avère être un défi majeur notamment face à la montée en champ magnétique des IRM.


  • Résumé

    Development of photonic media, and more recently of metamateriais has drawn a new interest in acoustic and electronnagnetic wave control. In this thesis, we propose an original approach of periodic lattice built with sub-wavelength resonators. Using electrodynamics analysis, we highlight collective phenomena of hybridization due to electromagnetic interactions. A model based on an approximation of resonators as electric and magnetic dipoles allows an analytical study. This approach must, on the one hand, be complementary to exciting models used to describe band gap apparition in locally periodic medium; and on the other hand, allow quantifying radiation properties of finite size media. This work has been applied to the design of a miniature antenna whose radiation pattern is controllable both in frequency and directivity. A sub-wavelength imaging device was also developed. It is based on the control of Iocalized eigen-modes. Finally, hybridization properties of modes between half wavelength resonators are exploited to design an antenna dedicated to Magnetic Resonance Imaging. This antenna is used to generate and control the distribution of the radio-frequency magnetic field in the imaging volume which is a major challenge with the field sise of MR1.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2014 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Etude et application en micro-onde de l'hybridation de modes dans des systèmes localement résonants

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Informations

  • Détails : 1 vol. (148 p.)
  • Annexes : 109 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2013) 228
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