Caractérisation et modélisation de structures photoniques multi-échelles dans les bio-organismes, une espèce caractéristique des Morphidés : Morpho rhetenor - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Characterization and modeling of multi-scaled photonic structures in bioorganisms, a species typical of Morphidae: Morpho rhetenor

Caractérisation et modélisation de structures photoniques multi-échelles dans les bio-organismes, une espèce caractéristique des Morphidés : Morpho rhetenor

Julie Boulenguez
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 863848

Résumé

Iridescent wings of Morpho rhetenor butterfly are covered with scales. These are deeply striated, like diffraction gratings. Every ridge is a stack of thin films of air and chitin. Bio-inspiration for new components motivates the study of the optical properties of this photonic structure. Its morphology was characterized at several size scales. The reflection spectra confirm interference. The diffraction by the ridges explains the spatial repartition of the reflected light. The optical properties of the scales were explored using microspectrophotometry and micropolarimetry. We simulated the electro-magnetic field in the photonic structure with a ”Rigorous Coupled-Wave Analysis” method. The introduction of disorder within the photonic structure and between the scales gives us a better understanding of measurement results. Simulations with the finite elements method and the first Born approximation show us how useful these tools can be.
Les ailes iridescentes du papillon Morpho rhetenor sont couvertes d'écailles profondément striées comme des réseaux de diffraction. Chaque strie est un empilement de couches minces d'air et de chitine. La recherche d'inspiration pour de nouveaux composants motive l'étude des propriétés optiques de cette structure photonique. Sa géométrie est caractérisée à différentes échelles. Les spectres de réflexion confirment les interférences. La diffraction par les stries explique la répartition spatiale de l'intensité réfléchie. Nous avons exploré les propriétés optiques des écailles en microspectrophotométrie et en micropolarimétrie. Nous simulons le champ électromagnétique dans la structure avec la méthode Rigorous Coupled-Wave Analysis. L'introduction de désordre dans la structure photonique et entre écailles permet de mieux comprendre les résultats des mesures. Des simulations avec la méthode des éléments finis et la première approximation de Born montrent l'intérêt de ces outils.
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Dates et versions

tel-00422928 , version 1 (08-10-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00422928 , version 1

Citer

Julie Boulenguez. Caractérisation et modélisation de structures photoniques multi-échelles dans les bio-organismes, une espèce caractéristique des Morphidés : Morpho rhetenor. Physique [physics]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00422928⟩
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