Métamatériaux localement résonants : cristaux photoniques et phononiques sub-longueur d’onde

Résumé : Cette thèse traite du contrôle de la propagation des ondes, électromagnétiques et acoustiques, à l’échelle sub-longueur d’onde dans les métamatériaux localement résonants. Ces derniers sont des matériaux composites composés d’ensembles de résonateurs agencés sur des périodes très petites comparées aux longueurs d’ondes caractéristiques de résonance. Ils sont en général considérés comme des milieux homogènes aux propriétés effectives. Nous prouvons que, au-delà de ces approches communes d’homogénéisation, les propriétés de la plupart des métamatériaux peuvent être réinterprétées à lumière d’une approche microscopique. Celle-ci permet de mettre en évidence que la propagation des ondes dans ces métamatériaux résulte de phénomènes physiques analogues à ceux mis en jeu dans les cristaux photoniques/phononiques : des interférences et de la diffusion multiple. Nous prouvons alors que les concepts de manipulation des ondes développés dans les cristaux photoniques, sont transposables aux métamatériaux, bénéficiant alors des avantages de la structuration sub-longueur d’onde. Nous montrons que des modifications locales du milieu induisent la formation de cavité et guides d’ondes confinant et guidant le champ sur des dimensions arbitrairement plus petites que la longueur d’onde. Nous étudions la capacité de ces guides à manipuler le flux d’onde spatialement et temporellement. Nous soulignons enfin l’importance de la structure microscopique des métamatériaux, jusque-là toujours négligée. Nous prouvons qu’un métamatériau dit simplement négatif (avec une seule propriété effective négative) peut présenter un indice de réfraction négatif simplement en le structurant ingénieusement.
Type de document :
Thèse
Optique [physics.optics]. Université Paris 7, 2016. Français
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Contributeur : Nadège Kaina <>
Soumis le : vendredi 16 décembre 2016 - 14:31:15
Dernière modification le : vendredi 4 janvier 2019 - 17:33:27
Document(s) archivé(s) le : lundi 20 mars 2017 - 19:04:03

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Citation

Nadège Kaina. Métamatériaux localement résonants : cristaux photoniques et phononiques sub-longueur d’onde. Optique [physics.optics]. Université Paris 7, 2016. Français. 〈tel-01418210〉

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