Etude, modélisation et réalisation de composants diffractants: Contribution à l'étude de matériaux accordables et application à l'enregistrement holographique de filtres résonants. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

Study, modelling and realization of diffractive components: Contribution to the study of tunable materials and applications to holographic recordings of resonant optical filters.

Etude, modélisation et réalisation de composants diffractants: Contribution à l'étude de matériaux accordables et application à l'enregistrement holographique de filtres résonants.

Résumé

This thesis is in keeping with the research activities of the optics department of the ENST Bretagne concerning
optical information processing functions. This work is based on the study of 1D or 2D diffraction
gratings realized holographically in order to obtain functions such as Bragg gratings or resonant optical
filters. Suitable simulation tools are developed to determine the theoretical response of these structures:
the rigorous coupled-wave theory and the differential method, which take the vector nature of light into
account. Two holographic materials used for recording volume holograms are studied: Dupont photopolymers
for which a diffusion model is established and H-PDLCs (Holographic Polymer Dispersed Liquid
Crystals) which can be used to realize electrically switchable Bragg gratings. These studies concerning
modelling and recording materials allow us to validate the principle of two resonant optical filters. The
first filter is a 2D photonic crystal made of two orthogonal periodic structures. The filtering operation
is due to the enhancement of the diffraction by the structure when the incident light is at the photonic
band-edge. The second resonant filter is tunable and uses surface plasmon resonance phenomena occurring
for metallic surface relief gratings, the tunability being provided by the PDLC material.
Cette thèse s'inscrit dans les activités de recherche du département d'optique de l'ENST Bretagne concernant
les fonctions destinées au traitement optique de l'information. Ce travail est basé sur l'étude de
réseaux de diffraction 1D ou 2D réalisés par technique holographique et permettant d'obtenir des fonctionnalit
és de type réseau de Bragg ou des filtres en longueur d'onde basés sur des effets de résonance. Des
outils de simulation permettant de calculer la réponse de ces réseaux de diffraction ont été développés.
Les méthodes adaptées qui ont été retenues sont la théorie rigoureuse des ondes couplées et la théorie
différentielle qui prennent en compte la nature vectorielle de la lumière. Ce travail s'est ensuite poursuivi
par l'étude de deux matériaux d'enregistrements holographiques permettant la réalisation d'hologrammes
en volume. Le premier est le photopolymère Dupont pour lequel un modèle de formation d'hologrammes
a été établi. Nous nous sommes également intéressés au matériau composite polymère cristal liquide (HPDLC)
permettant de réaliser des hologrammes reconfigurables par application d'un champ électrique.
Ces études de modélisation et sur les matériaux d'enregistrement ont permis de valider le principe de
deux filtres en longueur d'onde originaux. Le premier est un cristal photonique 2D constitué de deux
structures périodiques orthogonales. L'opération de filtrage est due à une exaltation de la diffraction de
la structure lorsque nous sommes placés au bord de sa bande interdite photonique. Le second filtre est
accordable et utilise le phénomène de résonance de plasmon de surface survenant pour les réseaux de
diffraction métalliques ainsi que le matériau PDLC comme élément ajustable.
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Dates et versions

tel-00092017 , version 1 (07-09-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00092017 , version 1

Citer

Sébastien Massenot. Etude, modélisation et réalisation de composants diffractants: Contribution à l'étude de matériaux accordables et application à l'enregistrement holographique de filtres résonants.. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - ENSTB, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00092017⟩

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