Etude et réalisation d’antennes à concentration de champ pour la génération et la détection locale de champs électromagnétiques

Styding and realization of concentrated antennas field for generating and detecting local electromagnetic

• Auteur / Autrice : Sofiane Ben Mbarek
• Direction : Bernard Cretin, Sébastien Euphrasie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance le 15/12/2011
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon)
• Jury : Président / Présidente : Skandar Basrour
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Euphrasie, Skandar Basrour, Laurent Chusseau, Didier Decoster, Pascal Vairac
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Chusseau, Didier Decoster

Mots clés

Mots clés contrôlés

Capteurs (technologie)

Microscopie en champ proche

Mots clés libres

Microscopie

Champ proche

Antenne

Bolomètre

Absorption

Microscopie THz

Microwave microscopie

Near-field

Antenna

THz microscopy

Bolometer

Absorption

Résumé

L’objectif de cette thèse est le développement des détecteurs pour la microscopie champproche électromagnétique pour deux domaines fréquentiels. Pour le domaine des microondesnous présentons des micro-antennes non conventionnelles basées sur un guidagecoplanaire et l’effet de pointe. Nous pr´esentons les différentes étapes de la conceptionet de la réalisation avec les techniques de micro-fabrication. L’évaluation de leur performancea été obtenue avec une confrontation des résultats de mesure et de cartographie surdes éléments passifs et ceux d’une modélisation d’intégration finie. Pour le domaine desTérahertz, nous avons réalisé des micro-bolométres à température ambiante. Dans le butd’améliorer l’absorption de ces d´etecteurs, leur conception a été basée sur l’étude théoriquede l’absorption d’une onde électromagnétique en incidence normale sur un empilement descouches métalliques et diélectrique. Deux versions ont été réalisées et caractérisées é l’aidedes sources électroniques qui peuvent atteindre 1, 1 THz en continue. Les performancesde ces d´etecteurs en termes de bruit, de sensibilit´e et de temps de r´eponse sont mises enexergue.

The objective of this thesis is the development of detectors for near-field microscopy fortwo electromagnetic frequency domains. For microwave domain we present unconventionalmicro-antennas based on coplanar line and point effect. We present the different stages ofthe design and implementation with micro-fabrication technique. The evaluation of theirperformance was obtained with a comparison of measurement results and mapping ofpassive elements and those of a model of finite integration. For the THz domain, we performedroom temperature micro-bolometers. In order to improve the absorption of thesedetectors, their design was based on the theoretical study of the absorption of an electromagneticwave normally incident on a stack of metal and dielectric layers. Two versionswere prepared and characterized using electronic sources that can reach continuous 1,1THz. The performance of these detectors in terms of noise, sensitivity and time responseare highlighted.