Combined Fictitious Sources - Scattering Matrix method

Combined Fictitious Sources - Scattering Matrix metho

Total absorption of light by lamellar metallic gratings

International audienceLamellar gratings illuminated in conical (off-plane) mounting can achieve with suitable optogeometrical parameters (grating profile, angle of incidence and wavelength) a total absorption of light for any polarization provided there is only the zeroth propagating order. A detailed analysis shows that electromagnetic resonances are involved and their nature strongly depends on the polarization. When the incident electric field is parallel to the cross-section of the grating, the resonance is provoked by the excitation of surface plasmons. For the orthogonal polarization, total absorption occurs for deep gratings only, when the grooves behave like resonant optical cavities. It is possible to reduce the optimal grating height by filling the grooves with a high refractive index material

Contribution à l'étude de la diffraction des ondes électromagnétiques par des réseaux. Réflexions sur les méthodes existantes et sur leur extension aux milieux anisotropes

Diffraction by gratings. Improvements of the differential method. Development of a new method (synthesis method, or fictitious sources method). Anisotropic materials: propagation and GREEN functions, stack of layers, gratings by the differential method and the integral method.Calderon projectors.Il s'agit essentiellement d'une étude théorique et numérique de la diffraction d'une onde électromagnétique plane par des réseaux. Pour des matériaux isotropes, nous suggérons une amélioration de la "méthode différentielle", et nous présentons une "méthode de synthèse" dont l'idée est de représenter le champ diffracté par le champ émis par un ensemble de sources fictives convenablement choisies et situées au voisinage du profil du réseau. La "méthode de YASUURA", basée sur la décomposition du champ diffracté en ondes planes, se trouve être un cas particulier de cette méthode. Nous poursuivons par une étude de la propagation dans des milieux présentant une anisotropie diélectrique, en évoquant notamment les problèmes liés à la recherche des solutions élémentaires de l'équation de propagation (fonctions de GREEN). Cette étude est mise à profit pour traiter ensuite : des empilements de couches anisotropes, des réseaux anisotropes par la "méthode différentielle", puis des réseaux anisotropes de permittivité diagonale au moyen d'une "méthode intégrale". Un effort a été fait pour formuler les différentes méthodes utilisées de façon similaire : il s'agit de caractériser les champs diffractés par leur appartenance à des espaces adéquats. Ces espaces sont, selon les méthodes, décrits par des bases, des familles totales, ou bien à l'aide d'opérateurs ( "projecteurs de CALDERON")

Modélisation de forces optiques

Ce travail porte sur la modélisation théorique des forces optiques, c'est à dire sur la quantité de mouvement transmise à la matière par la lumière lors de l'interaction lumière-matière. La matière est supposée homogène. La première partie est consacrée aux deux principales approximations faites par le passé pour le calcul des forces optiques : l'approximation dipolaire et l'approximation géométrique, et les compare au calcul exact, que nous avons développé. Cette formulation totalement inédite nous permet de traiter un grand nombre de faisceaux incidents. La seconde partie traite des forces induites, c'est à dire des forces apparaissant dans le cas de multi-diffusions. Notre calcul exact nous permet ainsi d'évaluer les forces de binding entre les objets. La troisième partie propose de traiter les sphères enrobées, ouvrant ainsi la voie au traitement d'objet biologiques tels les cellules. Enfin, la dernière partie est consacrée à l'étude de pincettes optiques ; le faisceau incident y est reconstruit grâce a l'approximation de Davis.AIX-MARSEILLE3-BU Sc.St Jérô (130552102) / SudocSudocFranceF

Propriétés effectives d'un cristal photonique. Extensions de la méthode des sources fictives. Application à l'étude du guidage de modes quasi-TEM uniformes

Le premier volet de ce document est dédié à l'obtention des grandeurs effectives d'un cristal photonique monodimensionnel. La méthode employée consiste à calquer les propriétés en dispersion et en réflexion d'un cristal sur celles d'un milieu homogène anisotrope. Cette nouvelle approche permet d'atteindre les permittivité et perméabilité effectives du cristal sous la forme d'un couple de tenseurs. Leur expression indique un critère nécessaire pour réaliser l'adaptation d'impédance entre un cristal et le milieu ambiant. Celui-ci est alors étendu puis applique aux cristaux bidimensionnels. Le second volet est l'étude du guidage de modes quasi-TEM uniformes dans un guide métallique au moyen de parois structurées. Les structures sont des surfaces hard analysées grâce à la méthode modale tandis que les guides d'ondes associés le sont par une extension de la méthode des sources fictives. Cartes de champs et relations de dispersion révèlent le comportement des surfaces et guides envisagés.AIX-MARSEILLE3-BU Sc.St Jérô (130552102) / SudocSudocFranceF

Etude théorique et numérique de la diffraction des réseaux bipérodiques en électromagnétisme (application aux cristaux photoniques et aux antennes directives compactes)

Nous présentons une étude théorique et numérique tridimensionnelle de la diffraction par des réseaux bipériodiques de tiges métalliques. Nous utilisons une méthode intégrale basée sur le formalisme de Harrington. Le développement d'une fonction de Green bipériodique rapide nous permet de réduire le nombre d'inconnues à la première cellule élémentaire. Nous simulons alors des structures constituées d'une source entourée d'un cristal photonique métallique surmontant un plan de masse. Le champ émis par la source est décomposé en paquet d'ondes planes par FFT, chaque onde plane donnant naissance à un problème de type réseau. Ces structures permettent de réaliser des antennes directives compactes en télécommunication micro-ondes. Deux solutions sont étudiées : l'une consiste en une cavité résonnante Fabry-Pérot, l'autre utilise les propriétés ultraréfractives des cristaux photoniques en bord de bande interdite (métamatériau). Les résultats obtenus sont confirmés expérimentalement.AIX-MARSEILLE3-BU Sc.St Jérô (130552102) / SudocSudocFranceF