Dispositifs microondes et optiques à base de matériaux à gaps de photon

• Auteur / Autrice : Jérôme Danglot
• Direction : Didier Lippens, Olivier Vanbésien
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résonateurs électriques

Semiconducteurs à large bande interdite

Antennes-réseaux

Électromagnétisme

Réseaux cristallins

Photonique

Résumé

Depuis une décennie, une nouvelle classe de matériaux a suscité un très vif intérêt dans le monde de la recherche et ceci dans plusieurs secteurs de la physique. Il s'agit des structures périodiques diélectriques ou métalliques, rencontrées sous les appellations " cristaux photoniques " ou " matériaux à gaps de photon ", qui présentent des états photoniques structurés en bandes interdites et passantes. Ces travaux de thèse ont consisté dans un premier temps à étudier les propriétés physiques de ces matériaux et, dans un deuxième temps, à aborder leurs potentielles exploitations pour des applications dans les domaines des hyperfréquences et de l'optique. Dans la plupart des cas, des simulations électromagnétiques ont été menées pour étudier et concevoir des dispositifs de filtrage ou de guidage dédiés à ces domaines accompagnées d'une réflexion sur les développements technologiques associés. L'étude de réseaux métalliques bi- et tridimensionnels a permis d'analyser le comportement de ces structures utilisées en guide d'onde ou en cavité résonnante et d'introduire l'idée novatrice d'accordabilité basée sur l'insertion de composants actifs permettant le contrôle électrique de leurs propriétés de transmission. Les propriétés de sélectivité angulaire de ces matériaux ont ensuite été exploitées pour l'amélioration des caractéristiques de rayonnement d'antennes. Citons, à titre d'exemple, la conception d'un réflecteur parabolique diélectrique à géométrie plane. Enfin, la structuration périodique bidimensionnelle d'hétérostructures semiconductrices a été exploitée pour la réalisation de dispositifs optiques permettant le couplage directif et sélectif en longueur d'onde de l'énergie électromagnétique pour des applications dans les réseaux multicolores.