Thèse soutenue

Optimisation de la propagation lumineuse en milieux désordonnés : temps de séjour, dispersion temporelle, et focalisation
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Auteur / Autrice : Mathieu Durand
Direction : Rémi Carminati
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 15/12/2020
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Langevin-Ondes et images (Paris ; 1997-....) - Institut Langevin - Ondes et Images
établissement opérateur d'inscription : Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (1882-....)
Jury : Président / Présidente : Sophie Brasselet
Examinateurs / Examinatrices : Rémi Carminati, Sophie Brasselet, Bart A. van Tiggelen, Ulrich Kuhl, Sébastien Popoff, Arthur Goetschy, Vincent Pagneux
Rapporteurs / Rapporteuses : Bart A. van Tiggelen, Ulrich Kuhl

Résumé

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Depuis bientôt une quinzaine d’années, les outils de l’optique adaptative sont utilisés pour contrôler le transport dela lumière à travers des milieux désordonnés opaques. La mesure de la matrice de transmission optique permet parexemple de focaliser la lumière à travers un milieu diffusant, ou de retrouver une image masquée par ce dernier. Cettethèse, théorique et expérimentale, porte sur l’optimisation par contrôle du front d’onde de trois propriétés de la lumièreen milieu complexe : l’énergie stockée, la dispersion temporelle, et l’intensité transmise. Dans un premier temps, nousétablissons l’expression d’un opérateur pour l’énergie stockée dans un milieu diélectrique arbitraire. La distribution desvaleurs propres de cet opérateur en milieu fortement diffusant est étudiée numériquement et analytiquement, révélantl’existence d’une borne maximale au stockage d’énergie. Dans un second temps, nous nous intéressons au contrôletemporel du signal transmis à travers un milieu diffusant. Par une approche matricielle, nous démontrons numériquementl’existence de fronts d’onde qui permettent de limiter la dispersion temporelle induite par la propagation ainsi que decontrôler le temps moyen de sortie. Dans la dernière partie de cette thèse, nous étudions expérimentalement la possibilitéde focaliser la lumière en transmission d’un milieu opaque lorsque seul le flux réfléchi peut être mesuré et optimisé parfaçonnage du front incident.