Metamaterials for harmonic and biharmonic cloaking and superlensing

par Mohamed Farhat

Thèse de doctorat en Optique, photonique et traitement d'image

Sous la direction de Stefan Enoch et de Sébastien Guenneau.

Soutenue en 2009

à Aix-Marseille 3 .


  • Résumé

    Dans le premier volet de cette thèse, on s'intéresse d'abord à la réfraction négative par des cristaux phononiques qui consistent en des tiges carrées qui se touchent presque. Ceci nous permet d'estimer analytiquement les courbes de dispersion en utilisant l'analyse asymptotique. Ensuite, on propose une structure réaliste pour une cape d'invisibilité pour les vagues. Ce métamatériau permet de guider les ondes de surface rayonnes par une source acoustique autour de la structure à rendre invisible. Des preuves numériques et expérimentales de ce mécanisme sont fournies dans ce document. Dans le second volet, on analyse les bases théoriques du cloaking élastique des ondes de flexion dans des plaques minces. On montre en particulier l'invariance des équations gouvernant la dynamique de ce type d'ondes sous des transformations géométriques. Enfin, on propose une structure en oignon (empilement de différentes couches concentriques isotropes où on fait varier le module d'Young et la densité) qui fonctionne sur une large gamme de fréquences.


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    In the first part, we start by investigating lensing effects for doubly periodic phononic crystals (PC) made of close-to-touching square rods. We can hence approximate this system by one-dimensional vibrating strings in order to obtain analytically the dispersion curves of the structure. We give then the first practical realization of a cylindrical cloak for linear surface liquid waves. This structured metamaterial bends surface waves radiated by a closely located acoustic source over a finite interval of Hertz frequencies (as demonstrated by numerical simulations and experimental results). In the second part, we give the theoretical basis of cloaking for bending waves governed by the biharmonic equation. In particular we show how this fourth order equation transforms under geometrical transformations and we give the newly obtained equation inside the coat. We propose in addition a realistic model of the cloak by using a radially symmetric multi-layered coat. We finally provide a simplified design consisting of 10 layers using only 6 different materials overall which is proven to work in a large interval of frequencies.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (237 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 235-236

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 200071406
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