Conception de réseaux blazés nanostructurés pour les futurs spectro-imageurs en astronomie

Design of nanostructured blazed gratings for efficient spectro-imagers in astronomy

• Auteur / Autrice : Simon Ans
• Direction : Frédéric Zamkotsian, Guillaume Demesy
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : PHYSIQUE & SCIENCES DE LA MATIERE - Spécialité : OPTIQUE, PHOTONIQUE ET TRAITEMENT D'IMAGE
• Date : Inscription en doctorat le 15/11/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille

Mots clés

Mots clés libres

Electromagnétisme

Onde plane

Métasurfaces

Efficacité de difffraction

Méthode des éléments finis

Equations de Helmhotz

Electromagnetism

Plane wave

Meta-surfaces

Diffraction efficiency

Finite Elements Method

Helmholtz equations

Résumé

La spectro-imagerie est un outil fondamental de l'observation de la Terre et de l'Univers. Elle repose sur une instrumentation optique de très haute technologie. Le projet de cette thèse est de modéliser mathématiquement une structure sub-longueur d'onde, faisant office de disperseur de lumière. Cette structure permet en effet de s'affranchir de certaines contraintes de fabrication tout en proposant une efficacité de réflection plus régulière sur la bande de longueurs d'onde 400-1500 nm. Le disperseur ainsi conçu possède également plus de degrés de liberté et peut par conséquent être optimisé. Les buts de cette thèse sont donc la modélisation 3D, l'optimisation de structure du disperseur ainsi que la vérification des résultats en laboratoire.

Spectro-imaging is a fundamental tool for Earth and Universe Observation. It relies on a state-of-the-art optical instrumentation. This PhD project aims to mathematically and numerically model a sub-wavelength structure for the light disperser of the spectrometer. Indeed, this kind of device enables to avoid the constraints of more classical structures and can be more efficient on a broad wavelength range (400-1500nm). As it has more degrees of freedom, the sub-wavelength device can be optimized. The aims of this thesis are therefore a 3D optimization and modelling of the light disperser as well as the verification of the results in a laboratory.