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Electromagnetic modeling using modal method and wavelet expansion
No full textLa scattéromètrie requiert le calcul de la réponse optique de structures périodiques. Parmi les méthodes numériques de calcul électromagnétique de la diffraction par des réseaux, la méthode la plus couramment utilisée est la Méthode Modale de Fourier (FMM). Celle cis'avère peu efficace pour la caractérisation de structures très isolées ou très denses et peut même ne pas marcher du tout. L'objectif de cette thèse est de dépasser les limitations de la FMM. Nous restons dans le cadre des méthodes modales mais nous explorons de nouvelles voies en utilisant des bases de développement différentes qui ne présentent pas les inconvénients des bases de Fourier. Tout d'abord, nous avons introduit les fonctions B-spline qui sont le premier pas vers l'analyse multi-résolution avec les ondelettes splines. Nous avons formulé le problème de la diffraction par un réseau 1D comme un problème aux valeurs propres que nous avons résolu numériquement à l'aide de la méthode de Galerkin. Nous avons étudié en détail l'importance de la discrétisation par rapport aux discontinuités de la fonction permittivité. Ensuite, nous avons introduit les ondelettes et l'analyse à plusieurs niveaux de détails pour le problème de diffraction. La thèse contient une palette variée d'exemples numériques concernant des réseaux diélectriques et métalliques. Nous avons comparé soigneusement la convergence de nos méthodes avec celle d?autres méthodes, notamment avec la FMM. Nous avons montré que l'analyse multirésolution permet de traiter des cas pour lesquels la FMM échoue.The scatterometry requires calculating the optical response of periodic structures. Among the numerical methods for calculating electromagnetic diffraction by gratings, the most commonly used is the Fourier Modal Method (FMM). This seems to be ineffective for characterizing structures very isolated or very dense and can even fail. The objective of this thesis is to overcome the limitations of the FMM. We remain within the framework of modal methods but we are exploring new ways of using different bases of development that do not have the drawbacks of Fourier bases. First, we introduced the B-spline functions which are the first step towards multi-resolution analysis with wavelet splines. We formulated the problem of diffraction by a 1D grating as an eigenvalue problem that we solved numerically using the Galerkin method. We studied in detail the importance of the discretization compared to the discontinuities of permittivity function. Then we introduced the wavelet analysis at multiple levels of detail for the diffraction problem. The thesis contains a diversity of numerical examples concerning dielectric and metal gratings. We have carefully compared the convergence of our methods with that of other methods, especially with the FMM. We showed that multiresolution analysis can deal with cases where the FMM fails
3D electromagnetic jet : detection, imaging and non-destructive testing in opaque structures
No full textDepuis 2004, il a été montré qu'une sphère diélectrique de quelques longueurs d'onde pouvait concentrer une onde électromagnétique en champ proche en un faisceau ayant une largeur à mi-hauteur d'une demi-longueur d'onde, de forte intensité et très faiblement divergent sur quelques longueurs d'onde de propagation. En dépassant la limite de diffraction, ce phénomène nommé dans la littérature « jet photonique » offre une multitude d'applications (gravure, stockage, détection, imagerie, ...).Nos travaux sont focalisés sur une utilisation des jets photoniques en détection et imagerie à travers des surfaces opaques dans le domaine des micro-ondes. Ce doctorat est articulé en deux phases majeures dont la première est associée à la modélisation (2D et 3D) de structures guidées dont l'une des extrémités est profilée. Cette particularité lui confère l'aptitude à générer des jets photoniques. Le premier objectif de cette étude numérique est d'obtenir es meilleures caractéristiques du jet. Pour ce faire, nous avons couplé les méthodes modales développées (FMM, PMM et Méthode C) avec des méthodes d'optimisation (Levenberg marquardt, recuit simulé, algo-génétique).En ce qui concerne la seconde phase, elle débute par approfondissement d'un prototype 2D caractérisé par une phase d'excitation en espace libre. Ce prototype permet entre autres de confirmer l'intérêt des jets photoniques pour la détection sub-longueur d'onde (des objets métalliques 50 fois inférieurs à la longueur d'onde). L'approfondissement numérique et expérimental de cette structure a permis de réaliser un prototype 3D entièrement guidé. Ainsi, en réduisant les pertes par rayonnement inhérentes à l'excitation en espace libre, le prototype 3D permet d’étendre l’intérêt des jets pour la détection aux milieux non métalliques.Intuitively, when the light interacts with a dielectric whose size is equal to a few wavelengths, a diffusion phenomenon is observable. But in 2004, a near-field focusing, weakly divergent with the full-width at half-maximum (FWHM) that could be smaller than the wavelength is observed. So, this high-intensity beam can overtake the classical diffraction limit. This finding of considerable scientific importance has been successfully used for several applications (etching, detection, imaging, data-storage devices, ). Currently, the generation of photonic jets is mainly carried out with a free space excitation. However, some works use surface plasmon polaritons to excite a micro-scaled dielectric of different shapes . Photonic jets can also be produced using waveguide structures. We propose to study waveguide ended by a shape with a fast modal method(FMM, PMM and C-Méthode) . Our goal is to find a new shape of the tip that could achieve better focusing performance. We show the advantages of using a multi-rectangular sections tip. Under the same conditions as the single section, a three rectangular sections tip can improve energy concentration and reduce the FWHM at the same time.The second part of our thesis, we propose to study horn antenna loaded by a dielectric and ended by a cylindrical shape. A 3D prototype (Ka band) is produced and used to view a permittivity contrast between two dielectrics.
Single mode approach with versatile surface wave phase correction for the extraordinary optical transmission comprehension of 1D period nano-slits arrays
No full textInternational audienceA simple semi-analytical model for the comprehension of the extraordinary optical transmission of a 1D array of periodic subwavelength slit is proposed. In this single mode model, the mono layer of the perforated metal film is considered as a homogeneous medium. Therefore, the electromagnetic response of this structure to a plane wave excitation is equivalent to that of a slab with homogeneous equivalent permittivity. A versatile phase correction is added to this model in order to handle the contribution of surface waves in the EOT phenomenon. The proposed model leads to a cavity-like dispersion relation that allows accurate prediction of the resonance frequencies of the 1D structure
Brevet 2025
No full textUn procédé optimise topologiquement une structure comportant P sous-structures séparées entre elles par S espaces et comprenant chacune au moins une couche d’un matériau, afin que cette structure présente une réponse choisie à une excitation électromagnétique choisie. Ce procédé comprend une étape d’optimisation (110-230) dans laquelle on calcule une figure de mérite représentative d’une sensibilité de la réponse choisie à des variations de première séquence de premières variables de conception et deuxième séquence de deuxièmes variables de conception des espaces et sous-structures, puis on calcule un gradient de la figure de mérite, puis on modifie des premières ou deuxièmes variables de conception de l’une au moins des premières et deuxièmes séquences en fonction de ce gradient afin d’améliorer la figure de mérite, et l’on réitère l’étape d’optimisation tant que la figure de mérite ne représente pas un objectif fixé et/ou est inférieure à une valeur choisie. Figure à publier avec l’abrégé : Fig.
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Topology optimization of photonics devices: fluctuation-trend analysis concept; random initial conditions with Gaussian and Durden–Vesecky power density bandlimited spectra
No full textInternational audienc
Understanding the plane wave excitation of the metal-insulator-metal gap plasmon mode of a nanoribbons periodic array: role of insulator-metal-insulator lattice mode
No full textInternational audienc
Metasurface homogenization based on contravariant tensor averaging in smooth field approximation
No full textInternational audienc
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