Jacques Matanga soutiendra sa thèse intitulée « Étude et réalisation d’un détecteur (filtre) multispectral par dispersion non destructive spectrale à travers des filmes à nanostructure. »le 13 juin à 14h (heure du Cameroun) à Douala, amphi 1100 de l’école nationale supérieure polytechnique de Douala (ENSPD). 

Résumé : Le développement des techniques d’imageries multispectral, d’holographie et de lithographie permet d’exploiter les propriétés des réseaux diffractant dans une grande variété de composants photoniques. Ils sont incorporés dans des diodes laser comme réflecteurs de Bragg distribués, dans différentes fonctions d’optique intégrée pour le multiplexage en longueur d’onde ou les interconnexions optiques, ou inscrits au sein même des fibres, conduisant à une grande variété de capteurs pour la détection d’éléments chimiques, la mesure des températures, des pressions, des accélérations d’acquisition et ou de restitution d’images multispectrales etc… [Lee et al. 2007] [Pagnoux et al. 2005]. Parmi ces dispositifs, les réseaux résonnants suscitent un très vif intérêt car ils permettent d’obtenir des filtres ultra-sélectifs à partir d’une structure relativement simple. Cette structure est constituée par un guide diélectrique sur lequel est gravé un réseau sub-longueur d’onde de faible profondeur et ou épaisseur. Hors résonance, la structure réfléchit et transmet la lumière selon les propriétés de réflectivité et transmission très proches de celles du dioptre constitué par l’empilement de couches diélectriques. Ce travail présente les études expérimentales et théoriques menées pour surmonter les verrous technologiques inhérents à la réalisation de filtres optiques multispectraux à couches minces L’objet de cette thèse est d’étudier et concevoir à partir de films minces nanométriques des filtres optiques ultra-sélectifs, en exploitant une structure de réseau résonnant conçue par dépôt de multicouches de nanofilms de métamatériaux pour surpasser les performances des filtres actuels, en particulier dans le domaine de leurs caractéristiques spectrales et de leur sensibilité à la polarisation. Un enjeu de l’étude est de développer le procédé de fabrication associé, de dégager les limitations technologiques imposées par l’état de l’art, de proposer un procédé reproductible et si possible compatible avec un développement technologique collectif et à faible coût. Le second en jeux était d’utiliser les échantillons issus de la fabrication des réseaux de diffraction pour l’associer à un capteur fabriqué à base de transistor tri-CCD au laboratoire ImVIA, afin de concevoir un dispositif d’acquisition pointu en imagerie multispectral et de vision. L’analyse des performances expérimentales, confrontées aux prévisions théoriques et aux limitations technologiques, doit conduire à une estimation réaliste des potentialités des filtres proposés. Pour se faire nous avons commencé notre étude par une revue de littérature sur l’ensemble des éléments clés du sujet, la Nanotechnologie, la nanoscience ces avantages ces inconvénients, ces possibilités. Une revue de la littérature sur l’imagerie multispectrale et ces ascendants. Ensuite nous avons présente les différentes méthodes de fabrication des nanostructures à couches minces, des nanostructures multicouches, et nous avons fait un choix de fabrication selon les moyens disponibles au laboratoire ICB. Cette démarche nous a conduit à la caractérisation par microscopie électronique des échantillons obtenus par Lithographie. Enfin une étude théorique a été faite, celle-ci permettant par simulation sur Matlab, et Python de vérifier les résultats obtenue (propriétés de résonance des réseaux de diffraction) par observations microscopique Une étude poussée de ces propriétés a été faite, et les paramètres de réalisation et des nanostructures ont été définie. De nouveaux échantillons réalisés et observé nous permit de conclure que le choix de des méthodes est la bonne eu égard aux réseaux spectraux obtenus par simulation de transmission et de réflexion. Ces filtres sont particulièrement avantageux pour un fonctionnement en réflexion, car la réalisation nécessite un faible nombre de couches pour assurer la transmission large bande hors résonance. Du point de vue de l’utilisateur, ils sont complémentaires des filtres Fabry-Perot, utilisés essentiellement en transmission, le fonctionnement en réflexion sous incidence oblique permettant un montage simplifié sans lame séparatrice. Cependant, l’utilisation pratique de ces filtres est limitée par une très forte sélectivité angulaire, d’autant plus contraignante pour les filtres ultra-sélectifs car la divergence du faisceau est plus grande que la tolérance angulaire du filtre, cette limitation devenant plus importante sous incidence oblique. La sensibilité de la réponse du filtre à la polarisation constitue une autre limitation. Mais la confirmation de ces résultats probant et remplis d’espoir par observation visionique n’a pas été possible du fait du manque de matériel adapté à la caractérisation expérimental spectral de nanostructures réalisées. Mots clés : nanostructures, Nanoscience, Nanotechnologie, films à couches minces, réseaux de diffraction, filtre optique, imagerie multispectrale. Lithographie, photonique, réseau de filtres optiques.