Jury :

Rapporteurs :
Radu Ranta, MCF HDR, CRAN-Univ. Lorraine
Sylvain Saïghi, Professeur des Universités, IMS-Univ. Bordeaux

Examinateurs :
Blaise Yvert, Directeur de recherche Inserm, GIN-Univ. Grenoble-Alpes – en visioconférence
Virginie Hoël, Professeure des Universités, IEMN-Univ. Lille
Réjean Fontaine, Professeur, Université de Sherbrooke (Canada) – en visioconférence 

Encadrants côté français :
Directeur : Pierre Yger, Chargé de recherche HDR Inserm (LilNCog, Lille)
Co-directeur : Yannick Coffinier, Directeur de recherche CNRS (IEMN)

Encadrants côté Canadien (Université de Sherbrooke, LN2) :
Directeur de thèse : Sean Wood, Professeur, Université de Sherbrooke (Canada) – en visioconférence
Co-directeur : Fabien Alibart, Chargé de recherche HDR CNRS, LN2, Université de Sherbrooke – en visioconférence

Résumé :

Les communications aux fréquences terahertz sont étudiées dans un contexte de transmissions en espace libre. L’objectif de la thèse est de proposer une étude comparative de différentes topologies d’électrodes supérieures appliquées aux photodiodes UTC ainsi qu’un module d’intégration de ces composants. Ces composants permettent de réaliser des liens de communications sans fils aux fréquences terahertz. Ce travail présente une étude théorique, numérique et expérimentale des photodiodes UTC réalisées. Une électrode supérieure dédiée avec différents motifs a été développée afin de limiter la dépendance à la polarisation optique de la structure et d’en augmenter la fiabilité dans un contexte de transmission de données vidéos aux fréquences terahertz. Un module d’intégration dédié, en guide WR-3, pour ces photodiodes, est étudié numériquement sous le logiciel CST ainsi qu’un package sur antenne et des lignes de transmission au récepteur. Enfin, les liens terahertz réalisés ont permis d’atteindre des distances jusqu’à 800 mètres en situation de transmission vidéo 4K en espace libre.

Abstract :

The terahertz frequency communications are studied in a context of free space transmissions. The objective of this thesis is to propose a comparative study of different topologies of top electrode applied to UTC photodiode and a module for packaging this type of components. Those components permit to produce wireless communications links at terahertz frequencies. This work presents a theoretical, numerical and experimental study of UTC photodiodes. The use of a dedicated top contact and the study of different patterns are developed in order to limit the optical polarization dependence of this structure, in order to increase the reliability in a context of data video transmission at terahertz frequencies. A dedicated WR-3 packaging module for these photodiodes is studied numerically under CST software and package on antennas and lines of transmission are studied in receiver. Finally, the terahertz links permits to reach 800 meters for a wireless transmission of 4K video.