Modulation rapide de l’émission infrarouge de métasurfaces incandescentes
Auteur / Autrice : | Léo Wojszvzyk |
Direction : | Jean-Jacques Greffet |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 06/12/2019 |
Etablissement(s) : | Université Paris-Saclay (ComUE) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Ondes et matière (Orsay, Essonne ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | établissement opérateur d'inscription : Institut d'optique Graduate school (Palaiseau, Essonne ; 1920-....) |
Laboratoire : Laboratoire Charles Fabry / Nanophotonique | |
Jury : | Président / Présidente : Béatrice Dagens |
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Jacques Greffet, Béatrice Dagens, Xavier Letartre, Karl Joulain, Thierry Taliercio | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Xavier Letartre, Karl Joulain |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Dans le moyen infrarouge, il n’existe pas à l’heure actuelle de source bon marché, compacte et modulable rapidement en amplitude. L’émission thermique est souvent écartée à cause des propriétés du rayonnement de corps noir : il est large spectralement, isotrope, non polarisé et la fréquence de modulation en intensité est limitée à quelques hertz par l’inertie thermique des émetteurs.Cependant, aucune limite fondamentale n’impose ces inconvénients. L’objectif de cette thèse est de concevoir, fabriquer et caractériser des sources infrarouges incandescentes, de spectre et polarisation contrôlés, modulables au-delà du mégahertz. Les dispositifs que nous présentons reposent sur la modulation rapide de la température d’un émetteur de faible épaisseur, posé sur un substrat qui demeure froid : en effet, la conduction permet de le refroidir en un temps qui dépend quadratiquement de l’épaisseur.Dans un premier temps, nous présentons une source émettant en bande II (3 – 5 microns) fondée sur le principe de l’écran de Salisbury ; sa réponse en fréquence est caractérisée jusqu’à la dizaine de mégahertz.Puis nous modifions cette structure pour utiliser un réseau métallique sub-longueur d’onde et faisons ainsi la démonstration d’une source en bande II modulable et polarisée linéairement.Enfin, nous proposons plusieurs dispositifs pouvant rayonner avec une polarisation circulaire ainsi qu’une source en bande III (8 – 12 microns) constituée d’une métasurface de nano-émetteurs chauds couplés à des nano-antennes froides.