Thèse Année : 2025

Infrared meta-optics based with nano-antennas

Méta-optiques infrarouge à base de nano-antennes

Cécile Le Gall
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1502836
  • IdRef : 283036931

Résumé

Metasurfaces, and in particular metaoptics, are nanostructured surfaces that can control the wavefront and therefore carry complex optical functions. They represent an opportunity to design compact systems with innovative properties. In the infrared in particular, meta-optics offer a way of imagining new functions that exploit the broadband capabilities of operational systems. They extend the range of materials and optical indices available in this wavelength band. My thesis focuses on the study of these meta-optics. More specifically, considering that phase was a key element in the design of new meta-optics, I sought to measure the phase of nano-antennas experimentally and directly. Observing that there were sometimes significant discrepancies between simulated structures and structures actually fabricated, I developed a robust interferometric method for measuring the phase of fabricated nano-antennas, which I tested on gold nano-antennas, within MIM (Metal-Isolating-Metal) antennas. In this manuscript, I also present the development and proof-of-concept of a metasurface operating in the mid-infrared and which aims to distinguish points of different temperatures.
Les métasurfaces et en particulier les méta-optiques sont des surfaces nano-structurées permettant de contrôler le front d'onde et donc de porter des fonctions optiques complexes. Elles représentent une opportunité de concevoir des systèmes compacts induisant des propriétés innovantes. En particulier, dans l'Infrarouge, les méta-optiques offrent un moyen d'imaginer de nouvelles fonctions exploitant la large bande des systèmes opérationnel. Elles élargissent la gamme des matériaux et indices optiques disponibles dans cette bande de longueurs d'onde. Ma thèse porte sur l'étude de ces méta-optiques. Plus précisément, considérant que la phase était un élément-clef dans la conception de nouvelles méta-optiques, j'ai cherché à mesurer expérimentalement et directement la phase de nano-antennes. Constatant que les structures simulées et les structures réellement fabriquées présentaient des écarts parfois significatifs, j'ai développé une méthode interférométrique robuste pour mesurer la phase de nano-antennes fabriquées, que j'ai testée sur des nano-antennes d'or, au sein d'antennes MIM (Métal-Isolant-Métal). Dans ce manuscrit, je présente aussi le développement et la preuve de concept d'une métasurface fonctionnant dans le moyen Infrarouge et qui a pour objectif de distinguer des points de différentes températures.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04931769 , version 1 (06-02-2025)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04931769 , version 1

Citer

Cécile Le Gall. Méta-optiques infrarouge à base de nano-antennes. Optique [physics.optics]. Université Paris-Saclay, 2025. Français. ⟨NNT : 2025UPASP003⟩. ⟨tel-04931769⟩
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