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Beaumont Aurélie. Adaptation du procédé de fragilisation par faisceau d'ions pour la réalisation de couches minces de silicium monocristallin : application au photovoltaïque. 2003 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Une nouvelle approche pour la réalisation de dispositifs photovoltaïques a été développée dans le cadre de cette thèse par le CEA-LETI en partenariat avec l’ADEME et l’INSA de Lyon (projet Succes). Cette approche est basée sur un procédé innovant de formation et de report de couches minces de silicium monocristallin, procédé initialement développé pour la réalisation de substrats SOI (procédé Smart-Cut®). Les travaux de thèse, axés essentiellement sur les aspects matériaux du projet, ont permis de mettre en place et d’optimiser les étapes technologiques suivantes : 1. la formation d’une zone fragile enterrée dans un substrat silicium monocristallin par introduction d’ions légers (H+) ; 2. la croissance par épitaxie d’une couche active d’épaisseur ~50 µm (collaboration LPM-INSA) 3. le report de la couche active sur un substrat support économique, par collage sur un substrat support et fracture du substrat silicium au niveau de la zone fragilisée.
A new approach for the realization of photovoltaic devices has been developed within this thesis by CEA-LETI in partnership with ADEME and INSA-Lyon (Succes project). This approach is based on a innovative process for single-crystal silicon thin layers transfer ; this process has been initially developed for SOI substrates manufacturing (Smart-Cut® process). The research was essentially focused on the materials, the following technological steps were set up and optimised : 1. the formation of a buried weakened zone in a monocrystalline silicon substrate through ion implantation (H+) ; 2. the epitaxial growth of an active layer of 50 µm thickness (collaboration with LPM-INSA) ; 3. the transfer of the active layer on a cheap host-substrate, by bonding with a host-substrate and splitting of the silicon substrate in the weakened zone.
Mot(s) clés libre(s) : GENIE ELECTRONIQUE, GENIE ELECTRIQUE, CELLULE PHOTOVOLTAIQUE, COUCHE MINCE SILICIUM MONOCRISTALLIN, CROISSANCE PAR EPITAXIS, REPORT DE COUCHE ACTIVE, IMPLANTATION IONIQUE
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Bailliez Sandrine. Adsorption du plomb sur des hydroxyapatites et frittage thermique : processus cinétiques et transfert thermique. 2003 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Des hydroxyapatites (HA) de porosité, de surface et de rapport molaire Ca/P différents ont été utilisées pour piéger du plomb. Le procédé utilisé a permis une stabilisation chimique et thermique du plomb. Le procédé utilisé a permis une stabilisation chimique et thermique du plomb. Ce procédé consiste en une réaction solide – liquide entre le plomb et l'HA suivie du frittage à haute température. Le processus de piégeage est une complexation en surface du plomb suivie d'un échange équipolaire entre Ca2+ et Pb2+ par un mécanisme de dissolution – précipitation. L'évolution des paramètres physiques lors de la calcination des particules entre 400 et 1200°C a été aussi étudiée. La modélisation paramétrique des données de surface spécifique a permis de montrer que les mécanismes de transport de matière à l'origine du frittage dépendent de la température. Pour les calcinations de l'HA dopée en plomb à des températures supérieurs) 800°C, le taux de lixiviation du plomb est considérablement réduit. Un modèle thermique tenant compte des évolutions physiques a été développé
Hydroxylapatites (HA) with different porosities, specific surface areas and molar Ca/P ratios were used to remove lead from effluent. The process developed leads to chemical and thermal stabilization of lead. The steps of the process are liquid – solid reaction between HA and lead (adsorption) followed by a solid – gas process (sintering). Adsorption kinetics show that the lead removal mechanism can be described as a lead surface complexation followed by equimolar ion exchange between Ca2+ and Pb2+ (dissolution – precipitation mechanism). The texture and structure of the Has during calcination between 400 and 1200°C were investigated. The modeling of experiment datas of specific surface area held to show taht transport mechanism controlling the sintering are function of calcination temperature. For calcination of lead spiked HA particles over 800°C, leaching of lead is significantly reduced. A head transfer model taking into account physical properties evolution was also developed.
Mot(s) clés libre(s) : CHIMIE, FRITTAGE, FRITTAGE THERMIQUE, HYDROXYAPATITE, ADSORPTION, PLOMB, METAL LOURD, LIXIVIATION
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Perret Damiens. Approche expérimentale et étude théorique des mécanismes de dissipation de l'énergie vibratoire : application aux résonateurs acoustiques à haut facteur de qualité. 2003 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
Résumé
Les objectifs de ce travail de thèse sont, au niveau expérimental, d'élaborer et de caractériser les propriétés vibratoires de matériaux potentiellement intéressants pour la réalisation de résonateurs acoustiques à haut facteur de qualité. D'un point de vue théorique, le but est d'identifier et d'évaluer les mécanismes de dissipation de l'énergie vibratoire dans le domaine des fréquences proches du kHz qui nous intéresse. D'un point de vue expérimental, un dispositif de caractérisation vibratoire a été développé ; il repose sur la détection des modes propres de vibration et la détermination des facteurs de qualité des échantillons mesurés. Le procédé de sustentation sur film de gaz a permis d'élaborer des échantillons en verre de silice de différentes qualités. Nous avons montré que l'amortissement intrinsèque des silices synthétiques est environ un ordre de grandeur inférieur à celui des silices naturelles, dans le domaine des fréquences proches de 10 kHz. Une procédure de traitement de surface post-élaboration par attaque chimique a été développée, elle permet d'augmenter de façon importante les facteurs de qualité des échantillons en verre de silice. Les valeurs maximales atteintes pour le facteur de qualité sont de l'ordre de 107 pour les silices synthétiques. Afin de comprendre l'origine de ces différents niveaux d'amortissement observés, une série de caractérisations chimiques, optiques et acoustiques a été réalisée. Au niveau théorique, nous avons étudié les processus de dissipation rencontrés dans les matériaux, qui sont à l'origine de l'amortissement intrinsèque. Parmi les mécanismes identifiés dans la littérature, nous avons mis en évidence un important critère de sélection des matériaux résonnants : les pertes générées par thermoélasticité. En ce qui concerne les processus de dissipation ayant peu été étudiés dans la littérature, nous avons développé différents modèles théoriques. Les résultats de ces modèles montrent l'importance des contraintes internes dans l'amortissement intrinsèque. Par contre, la présence d'impuretés à l'état de traces ne semble pas avoir d'influence, au premier ordre, sur la valeur du facteur de qualité.Enfin, les propriétés vibratoires de deux autres familles de matériaux, identifiées comme potentiellement intéressantes, ont également été étudiées. Des échantillons en saphir monocristallin élaborés par la technique du préformage local, et des échantillons en verre métallique Pd-Ni-Cu-P obtenus par fusion en creuset froid et coulée en lingotière, présentent des facteurs de qualité inférieurs à ceux des échantillons en verre de silice.
The objectives of the present work are, from the experimental aspect, the elaboration and the characterization of the vibratory properties of materials, for mechanical resonators with high quality factor (Q) applications. From a theoretical point of view, the aim is the identification and the evaluation of the vibratory energy damping mechanisms in the 10 kHz frequencies range. From the experimental aspect, we developed a vibratory characterisation device which allows detection of the resonant modes and the measurement of Q. In order to understand the origin of the different damping levels observed, a set of chemical, optical and acoustical characterisations was carried out. From a theoretical point of view, we investigated the dissipation sources leading to internal damping in materials. We also developed theoretical models to evaluate the dissipation mechanisms that have not been clearly identified before.
Mot(s) clés libre(s) : GENIE MECANIQUE, MECANIQUE APPLIQUEE, ACOUSTIQUE APPLIQUEE, ENERGIE VIBRATOIRE, RESONATEUR ACOUSTIQUE, DISSIPATION VIBRATION, FROTTEMENT INTERNE, FACTEUR DE QUALITE, VERRE DE SILICE, AMORTISSEMENT INTRINSEQUE, SAPHIR MONOCRISTALLIN, VERRE METALLIQUE
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Radtke Guillaume. Approche expérimentale et simulation des structures fines en spectroscopie de pertes d'énergie des électrons : application au cas des A1xGa1-xN. 2003 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
La spectroscopie de pertes d'énergie des électrons (EELS) est un outil puissant permettant l'étude de la structure électronique des matériaux. Nous présentons une étude générale des structures fines observées près des seuils d'ionisation (ELNES) dans les composés AlxGa1-xN (0<x<1) à la fois expérimentale et théorique, au moyen de calculs ab initio. Deux paramètres essentiels influençant les structures fines observées dans les matériaux massifs ont été étudiés : l'effet de la symétrie cristalline dans l'AlN cubique (zinc-blende) et hexagonal (wurtzite) d'une part, celui de la composition chimique dans les alliages ternaires AlGaN d'autre part. Ces résultats ont été étendus à l'étude de signatures chimiques observables aux interfaces dans des puits quantiques AlN/GaN. Deux techniques permettant d'obtenir une résolution spatiale de quelques angströms, l'imagerie filtrée et la technique de spectres-ligne, ont notamment été utilisées pour suivre l'évolution du seuil N-K.
Mot(s) clés libre(s) : MATERIAU, ALLIAGE ALUMINIUM GALLIUM, NITRURE, STRUCTURE ELETRONIQUE, STRUCTURE FINE, MICROSTRUCTURE, SPECTROSCOPIE PERTE ENERGIE ELECTRON, EELS, SIMULATION, IMAGERIE FILTREE
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Radtke Guillaume. Approche expérimentale et simulation des structures fines en spectroscopie de pertes d'énergie des électrons : application au cas des AlxGa1-xN. 2003 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
Résumé
La spectroscopie de pertes d'énergie des électrons (EELS) est un outil puissant permettant l'étude de la structure électronique des matériaux. Nous présentons une étude générale des structures fines observées près des seuils d'ionisation (ELNES) dans les composés AlxGa1-xN (0<x<1) à la fois expérimentale et théorique, au moyen de calculs ab initio. Deux paramètres essentiels influençant les structures fines observées dans les matériaux massifs ont été étudiés : l'effet de la symétrie cristalline dans l'AlN cubique (zinc-blende) et hexagonal (wurtzite) d'une part, celui de la composition chimique dans les alliages ternaires AlGaN d'autre part. Ces résultats ont été étendus à l'étude de signatures chimiques observables aux interfaces dans des puits quantiques AlN/GaN. Deux techniques permettant d'obtenir une résolution spatiale de quelques angströms, l'imagerie filtrée et la technique de spectres-ligne, ont notamment été utilisées pour suivre l'évolution du seuil N-K.
Mot(s) clés libre(s) : MATERIAU, ALLIAGE ALUMINIUM GALLIUM, NITRURE, STRUCTURE ELECTRONIQUE, STRUCTURE FINE, MICROSTRUCTURE, SPECTROSCOPIE PERTE ENERGIE ELECTRON, EELS, SIMULATION, IMAGERIE FILTREE
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Mendibide Christophe. Caractérisation de revêtements PVD nanostructurés à base de nitrures de métaux de transition pour application mécanique : aspects chimiques, mécaniques et tribologiques. 2003 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Une nouvelle génération de revêtements à structure nanométrique a été déposée par pulvérisation cathodique magnétron et par évaporation à arc sur un acier à outil de type M2, puis le comportement des pièces vis à vis de l'usure et de la corrosion (sèche et humide) a été évalué. Ces dépôts sont composés soit d'une structure multicouche TiN/CrN, caractérisée par une épaisseur de quelques nanomètres des strates (2D), soit d'une dispersion de nano-grains de TiN dans une matrice de nitrure de Bore amorphe (3D). L'ensemble des investigations entreprises démontrent la suprématie des revêtements 2D comparativement aux dépôts monocouches TiN ou CrN. L'amélioration des propriétés tribologiques par l'emploi d'une structure stratifiée est manifeste et expliquée par une répartition favorable des contraintes au sein des couches, gênant la propagation des fissures engendrées lors du frottement. Du point de vue des propriétés réfractaires, la très bonne résistance à l'oxydation a été attribuée à la présence de CrN, chromine formeur, au sein du dépôt. La couche d'oxyde de chrome dense qui se forme réduit considérablement la cinétique d'oxydation et augmente ainsi la durabilité des pièces revêtues. Enfin, les essais de corrosion aqueuse ont montré la nécessité de contrôler la nature de la dernière couche déposée, en contact avec le milieu agressif environnant. Pour le système TiN/CrN, une couche externe en nitrure de chrome est requise pour obtenir les meilleures propriétés. Ce résultat expérimental original est sous-tendu par le caractère passivable de CrN qui conduit à la formation d'un oxyde semiconducteur de type-p et ainsi à une modification des propriétés électroniques superficielles du revêtement 2D, ralentissant le processus de corrosion. Dans les conditions expérimentales sévères choisies, les dépôts nanocomposites TiBN, en dépit d'une dureté très élevée, n'améliorent pas les propriétés physico-chimiques ou tribologiques, comparativement à TiN monocouche.
New nanostructured coatings were deposited by magnetron sputtering as well as cathodic arc evaporation on M2 tool steel and their ability to protect this substrate against corrosion and wear has been evaluated. These deposits are either TiN/CrN multilayer coatings with nano-scaled successive layers (2D), or nanocomposite deposits formed by the dispersion of TiN nano-crystallites into an amorphous BN matrix (3D). The experiments show the efficiency of using 2D coatings compared to monolayered TiN and CrN ones. From a tribological point of view, a great increase of the wear resistance is observed, which is modelled on the basis of a different residual stress repartition in the stratified structure. From a refractory properties point of view, the better oxidation resistance is explained by the formation of Cr2O3, reducing drastically the oxidation kinetic. Concerning the aqueous corrosion, it has been underlined the importance of depositing an outer CrN layer on the coating surface, which optimises the corrosion protection, through the formation of a passive oxide film of p-type semiconducting properties, lowering the corrosion rate. In the chosen severe experimental conditions, no significant differences between TiN and the nanocomposite TiBN coating has been evidenced.
Mot(s) clés libre(s) : TRAITEMENT MATERIAU, ACIER, REVETEMENT PVD, NITRURE DE TITANE, NITRURE DE CHROME, REVETEMENT A STRUCTURE NANOMETRIQUE, PULVERISATION CATHODIQUE MAGNETRON, EVAPORATION A ARC, STRUCTURE STRATIFIEE, PROPRIETE MECANIQUE, RESISTANCE USURE, RESISTANCE CORROSION, PROPRIETE TRIBOLOGIQUE, PROPRIETE REFRACTAIRE, NANOCOMPOSITE, APPLICATION, OUTIL DE COUPE
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Mendibide Christophe. Caractérisation de revêtements PVD nanostructurés à base de nitrures de métaux de transition pour application mécanique : aspects chimiques, mécaniques et tribologiques. 2003 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Une nouvelle génération de revêtements à structure nanométrique a été déposée par pulvérisation cathodique magnétron et par évaporation à arc sur un acier à outil de type M2, puis le comportement des pièces vis à vis de l’usure et de la corrosion (sèche et humide) a été évalué. Ces dépôts sont composés soit d’une structure multicouche TiN/CrN, caractérisée par une épaisseur de quelques nanomètres des strates (2D), soit d’une dispersion de nano-grains de TiN dans une matrice de nitrure de Bore amorphe (3D). L’ensemble des investigations entreprises démontrent la suprématie des revêtements 2D comparativement aux dépôts monocouches TiN ou CrN. L’amélioration des propriétés tribologiques par l’emploi d’une structure stratifiée est manifeste et expliquée par une répartition favorable des contraintes au sein des couches, gênant la propagation des fissures engendrées lors du frottement. Du point de vue des propriétés réfractaires, la très bonne résistance à l’oxydation a été attribuée à la présence de CrN, chromine formeur, au sein du dépôt. La couche d’oxyde de chrome dense qui se forme réduit considérablement la cinétique d’oxydation et augmente ainsi la durabilité des pièces revêtues. Enfin, les essais de corrosion aqueuse ont montré la nécessité de contrôler la nature de la dernière couche déposée, en contact avec le milieu agressif environnant. Pour le système TiN/CrN, une couche externe en nitrure de chrome est requise pour obtenir les meilleures propriétés. Ce résultat expérimental original est sous-tendu par le caractère passivable de CrN qui conduit à la formation d’un oxyde semiconducteur de type-p et ainsi à une modification des propriétés électroniques superficielles du revêtement 2D, ralentissant le processus de corrosion. Dans les conditions expérimentales sévères choisies, les dépôts nanocomposites TiBN, en dépit d’une dureté très élevée, n’améliorent pas les propriétés physico-chimiques ou tribologiques, comparativement à TiN monocouche.
New nanostructured coatings were deposited by magnetron sputtering as well as cathodic arc evaporation on M2 tool steel and their ability to protect this substrate against corrosion and wear has been evaluated. These deposits are either TiN/CrN multilayer coatings with nano-scaled successive layers (2D), or nanocomposite deposits formed by the dispersion of TiN nano-crystallites into an amorphous BN matrix (3D). The experiments show the efficiency of using 2D coatings compared to monolayered TiN and CrN ones. From a tribological point of view, a great increase of the wear resistance is observed, which is modelled on the basis of a different residual stress repartition in the stratified structure. From a refractory properties point of view, the better oxidation resistance is explained by the formation of Cr2O3, reducing drastically the oxidation kinetic. Concerning the aqueous corrosion, it has been underlined the importance of depositing an outer CrN layer on the coating surface, which optimises the corrosion protection, through the formation of a passive oxide film of p-type semiconducting properties, lowering the corrosion rate. In the chosen severe experimental conditions, no significant differences between TiN and the nanocomposite TiBN coating has been
Mot(s) clés libre(s) : TRAITEMENT MATERIAU, ACIER, REVETEMENT PVD, NITRURE DE TITANE, NITRURE DE CHROME, REVETEMENT A STRUCTURE NANOMETRIQUE, PULVERISATION CATHODIQUE MAGNETRON, EVAPORATION A ARC, STRUCTURE STRATIFIEE, PROPRIETE MECANIQUE, PROPRIETE TRIBOLOGIQUE, PROPRIETE REFRACTAIRE, RESISTANCE USURE, RESISTANCE CORROSION, NANOCOMPOSITE, APPLICATION, OUTIL DE COUPE
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Bonnassie Alexandra. Caractérisation géométrique locale d'images microtomographiques 3D de structures osseuses : application à l'analyse de l'os trabéculaire fémoral. 2003 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
L'ostéoporose est une maladie de l'os se traduisant par une perte de masse osseuse et une modification de la micro-architecture de l'os. Grâce à sa haute résolution spatiale, la microtomographie par rayonnement synchrotron fournit des images de référence pour étudier cette structure généralement modélisée par des géométries de type plaque ou tube. Dans ce travail, nous présentons une nouvelle méthode d'analyse des images microtomographiques 3D permettant (1) de classifier les structures selon leur type et (2) d'étudier la morphomètrie des différents types. Cette méthode repose sur une analyse topologique du voisinage des points de l'axe médian. Après validation sur fantômes, la méthode a été exploitée pour l'analyse de structures trabéculaires fémorales de souris et de patients ostéoporotiques et arthrosiques. Cette méthode, qui permet de quantifier séparément l'épaisseur des plaques et des tubes, fournit des paramètres complémentaires aux méthodes de quantification classiques.
Osteoporosis is a bone fragility disease resulting in bone loss and modification of micro architecture. Because of its high spatial resolution, synchrotron radiation microtomography provides reference images to study this Bone structure usually modeled by plate-like and rod-like geometries. In this work, we present a new 3D image method allowing (1) to classify the structures according their type and (2) to study the morphometry of the different shapes. This method is based on a topological analysis of the medial axis points. After validation on phantoms, the method was exploited for the analysis of mice femoral trabecular structures and of osteoporotics and arthrosics patients. This method, which permits to quantify separately the thickness of plates and rods, provides additional quantification to those conventionally used.
Mot(s) clés libre(s) : TRAITEMENT SIGNAL, TRAITEMENT IMAGE, IMAGERIE MEDICALE, MICROTOMOGRAPHIE, RAYONNEMENT SYNCHROTRON, MICROARCHITECTURE OSSEUSE, MORPHOMETRIE, SQUELETTISATION, IMAGE TRIDIMENSIONNELLE, ANALYSE TOPOGRAPHIQUE, DISTANCE DISCRETE
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Martin Matthieu. Caractérisation par microscopie en champ proche optique de composants de l'optique intégrée. 2003 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
Résumé
Sujet de recherche en pleine expansion, les composants de l'optique intégrée souffraient jusqu'à ces dernières années du manque d'une technique de caractérisation complète et non-destructive. Ce travail de thèse a pour principal but de démontrer l'intérêt que présente la microscopie en champ proche otpique pour la caractérisation de ces composants fonctionnant dans le domaine des longueurs d'ondes des télécommunications [1.2-1.6 m]. Nous commencerons par de brefs rappels sur la théorie de l'électromagnétisme nécessaires à la compréhension des études menées en champ proche optique ainsi que par l'exposé des concepts de base de la microscopie en champ proche optique. Notre travail se focalisera ensuite sur la description de notre appareillage de champ proche et notamment sur les modifications que nous lui avons apporté en vue de son utilisation spécifique, dans le domaine des longueurs d'ondes des télécommunications, pour la caractérisation de composants de l'optique intégrée. Nous présenterons ensuite nos études menées sur des composants basés sur le principe des interférences multimodes (MMI), fabriqués par échange d'ions sur verre et conçus pour la recombinaison de faisceaux issus de télescopes astronomiques. Nous montrerons alors que la microscopie en champ proche optique permet une caractérisation précise de ce types de composants et un retour fin sur les paramètres physiques déterminant le comportement de ces structures (contraste d'indice, excitation modale, paramètres géométriques...). Nous présenterons en perspectives, les premières mesures effectuées sur des composants nano-photoniques où nous avons mis en évidence la présence d'une onde de bloch se propageant au sein d'un guide à base de cristaux photoniques.
The increasing complexity and decreasing sizes of today's integrated optics devices raises the need for a characterization technique that gives a real insight of the intrinsic behavior of those devices. This work aims to demonstrate the extreme valuableness of scanning near-field optical microscopy (SNOM) for the characterization of integrated optics devices working in the range of telecommunication wavelength [1.2-1.6 µm]. A brief overview of the electromagnetism theoretical background needed for a good understanding of near-field optical studies is given and the basic concepts of near-field scanning optical microscopy are described. Our work then focuses on the description of our technical implementation of a near-field optical experiment specifically applied to the study of photonic devices in the telecommunication wavelength range. Near-field optical studies of multimode interference (MMI) based devices, made by ion exchange on glass substrate and designed for astronomical telescope recombination, are then performed. The resulting electromagnetic field maps are deeply analyzed and compared to Beam Propagation Method (BPM) type simulation. We then show that SNOM allows us to accurately determine the physical parameters influencing the devices behavior (index contrast, mode excitation, geometrical parameters…). We also present as perspectives to this work some primal measurements on very low size photonic devices revealing resolution better than l/10 and identifying Bloch waves inside a photonic crystal based waveguide.
Mot(s) clés libre(s) : IMAGERIE, MICROSCOPIE, MICROSCOPIE CHAMP PROCHE, NANOMICROSCOPIE, MICROSCOPIE OPTIQUE, OPTIQUE INTEGREE, COMPOSANT OPTIQUE, OPTIQUE DE CHAMP PROCHE, INTERFERENCES MULTIMODES, MMI, GUIDES ONDES, OPTIQUE INTEGREE SUR VERRE, METHODE DES FAISCEAUX PROPAGES, BPM
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Martin Matthieu. Caractérisation par microscopie en champ proche optique de composants de l'optique intégrée. 2003 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
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Sujet de recherche en pleine expansion, les composants de l’optique intégrée souffraient jusqu’à ces dernières années du manque d’une technique de caractérisation complète et non-destructive. Ce travail de thèse a pour principal but de démontrer l’extrême intérêt que présente la microscopie en champ proche optique pour la caractérisation de ces composants fonctionnant dans le domaine des longueurs d’ondes des télécommunications [1.2 - 1.6 µm]. Nous commençons par de brefs rappels sur la théorie de l’électromagnétisme nécessaires à la compréhension des études menées en champ proche optique ainsi que par l’exposé des concepts de base de la microscopie en champ proche optique. Notre travail se focalise ensuite sur la description de notre appareillage de champ proche et notamment sur les modifications que nous lui avons apportées en vue de son utilisation spécifique pour la caractérisation de composants de l’optique intégrée. Nous présentons ensuite nos études menées sur des composants basés sur le principe des interférences multimodes (MMI), fabriqués par échange d’ions sur verre et conçus pour la recombinaison de faisceaux issus de télescopes astronomiques. Nous montrerons alors que la microscopie en champ proche optique permet une caractérisation précise de ce type de composants et un retour fin sur les paramètres physiques déterminant le comportement de ces structures (contraste d’indice, excitation modale, paramètres géométriques…). Nous présentons en perspectives, les premières mesures effectuées sur des composants nano-photoniques où nous avons mis en évidence la présence d’une onde de Bloch se propageant au sein d’un guide à base de cristaux photoniques.
The increasing complexity and decreasing sizes of today’s integrated optics devices raises the need for a characterization technique that gives a real insight of the intrinsic behavior of those devices. This work aims to demonstrate the extreme valuableness of scanning near-field optical microscopy (SNOM) for the characterization of integrated optics devices working in the range of telecommunication wavelength [1.2-1.6 µm]. A brief overview of the electromagnetism theoretical background needed for a good understanding of near-field optical studies is given and the basic concepts of near-field scanning optical microscopy are described. Our work then focuses on the description of our technical implementation of a near-field optical experiment specifically applied to the study of photonic devices in the telecommunication wavelength range. Near-field optical studies of multimode interference (MMI) based devices, made by ion exchange on glass substrate and designed for astronomical telescope recombination, are then performed. The resulting electromagnetic field maps are deeply analyzed and compared to Beam Propagation Method (BPM) type simulation. We then show that SNOM allows us to accurately determine the physical parameters influencing the devices behavior (index contrast, mode excitation, geometrical parameters…). We also present as perspectives to this work some primal measurements on very low size photonic devices revealing resolution better than l/10 and identifying Bloch waves inside a photonic crystal based waveguide.
Mot(s) clés libre(s) : IMAGERIE, MICROSCOPIE, MICROSCOPIE CHAMP PROCHE, NANOMICROSCOPIE, MICROSCOPIE OPTIQUE, OPTIQUE INTEGREE, COMPOSANT OPTIQUE, OPTIQUE DE CHAMP PROCHE, INTERFERENCES MULTIMODES, MMI, GUIDE ONDES, OPTIQUE INTEGREE SUR VERRE, BPM, METHODE DES FAISCEAUX PROPAGES
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