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Theses

Nouveaux concepts de nano-filtres infrarouges à l'échelle du pixel

Léopold Macé 1
1 LAAS-PHOTO - Équipe Photonique
LAAS - Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes
Résumé : Dans le domaine du proche infrarouge et du moyen infrarouge (3-10 µm), les besoins évoluent vers une plus grande complexité des fonctions optiques et un niveau d'intégration plus élevé des systèmes. Ceci est particulièrement vrai dans un contexte spatial ou aéronautique visant à l'observation de la terre, où l'on cherche simultanément à accroître le nombre de bandes spectrales acquises et à miniaturiser les systèmes d'observation. Cela se traduit notamment par une pixellisation des filtres afin que ceux-ci soient intégrés dans une matrice réalisant plusieurs fonctions optiques. Or, les méthodes traditionnelles de fabrication de filtres optiques utilisant des empilements de couches minces n'ont pas démontré leur capacité à répondre au besoin de pixellisation dans l'infrarouge. C'est pourquoi il est nécessaire d'étudier de nouveaux concepts de filtrages issus du domaine de la photonique permettant de s'affranchir de ces limitations. Les "zero-contrast gratings" (ZCG),qui constituent une sous-catégorie des réseaux résonnants, ont démontré leur capacité à réaliser des filtres en transmission accordables de grande efficacité dans le proche-infrarouge, tout en ayant une structure très simple. Néanmoins, leur faible bande passante et leur tolérance angulaire réduite en limitent la pertinence pour des applications pixellisées dans le moyen-infrarouge. Nous présentons dans cette thèse diverses structures basées sur ce même concept de ZCG. D'une part nous introduisons des filtres 1D doublement corrugués de bande passante variant entre 1 et 200 nm, dont les tailles de pixels accessibles sont de l'ordre de 100 µm, accordables sur une bande de 200 nm. D'autre part, nous avons développé un nouveau concept de filtre, dit "ZCG TE/TM" dont le fonctionnement permet de dépasser une limitation très restrictive des ZCGs conventionnels pour le choix des matériaux. La fabricabilité de ces dispositifs a été démontrée lors d'opérations technologiques menées en salle blanche. Un premier démonstrateur de filtre 1D doublement corrugué été caractérisé optiquement.
Document type :
Theses
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01947238
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Tuesday, October 15, 2019 - 10:52:22 AM
Last modification on : Friday, January 10, 2020 - 9:10:14 PM

File

2018TOU30184a.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01947238, version 2

Citation

Léopold Macé. Nouveaux concepts de nano-filtres infrarouges à l'échelle du pixel. Optique [physics.optics]. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2018. Français. ⟨NNT : 2018TOU30184⟩. ⟨tel-01947238v2⟩

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