Yuxin LIU
Soutenance de thèse
12/07/2019
Amphithéâtre IEMN
Résumé :
Le contrôle de la propagation des ondes élastiques repose principalement sur la conception de milieu artificiel à base de matériaux structurés pour obtenir une ingénierie avancée de la dispersion de la propagation. Au cours de la thèse, la dispersion du mode guidé de polarisation transverse horizontale (mode de Love) dans la structure multi-couche SiO2/Quartz ( Coupe ST-90°) a été numériquement investiguée et les applications qui en découlent explorées. Il a été étudié les propriétés des cristaux phononiques à base de trous micro-usinés dans la couche de SiO2, et également les mécanismes d’interaction de ce mode avec des plots déposés à la surface de cette couche guidante. Dans le cas des cristaux phononiques à base de trous nous avons montré qu’il est possible d’ouvrir des bandes interdites, cette propriété a été exploitée pour le design d’un résonateur cavité. Les performances des modes de ce résonateur sont étudiées en fonction des paramètres géométriques caractérisant le cristal phononique. Il est également proposé d’étudier l’interaction des modes du résonateur cavité avec les modes de résonances de plots déposés à la surface de la cavité. Les paramètres géométriques des plots sont choisis de manière à faire coïncider les modes de résonances des plots et de la cavité. Cela a pour effet un meilleur confinement des modes et donc une amélioration drastique du facteur de qualité des différents modes. On s’est intéressé aussi à l’interaction entre le mode Love et des méta-surfaces à base de plots déposés à la surface de SiO2. Les couplages entre des plots de géométries identiques ou différentes ont donné lieu aux phénomènes divers comme analogue acoustique de Autler-Townes Splitting (ATS), résonance Fabry-Perot, modes de cavité, transparence induite acoustiquement (AIT) et résonance Fano. Les résultats présentés dans cette étude pourraient être utilisés pour des applications acoustiques potentielles telles que le traitement du signal, le contrôle des ondes, les méta-matériaux et les biocapteurs.
Abstract :
The control of the propagation of elastic waves relies mainly on the design of artificial medium based on structured materials to obtain an advanced engineering of the dispersion of the propagation. During the thesis, the dispersion of the shear horizontal polarised guided mode (Love mode) in the multilayer SiO2 / Quartz structure (90ST-cut) was numerically investigated and the resulting applications were explored. The properties of phononic crystals based on micro-machined holes in the SiO2 layer, as well as the interaction mechanisms of this mode with pillars deposited on the surface of this guiding layer, have been studied. In the case of hole-based phononic crystals we have shown that it is possible to open band gaps, this property has been exploited for the design of a cavity resonator. The performances of the modes of this resonator are studied according to the geometrical parameters characterizing the phononic crystal. It is also proposed to study the interaction of the modes of the cavity resonator with the resonance modes of pillars deposited on the surface of the cavity. The geometric parameters of the pillars are chosen so as to match the resonance modes of the pillars and the cavity. This has the effect of a better confinement of the modes and thus a drastic improvement of the quality factor of the different modes. We also investigated the interaction between the Love mode and meta-surfaces based on pillars deposited on the surface of SiO2. The couplings between pillars of identical or different geometries gave rise to various phenomena like acoustic analogue of Autler-Townes Splitting (ATS), Fabry-Perot resonance, cavity modes, acoustically induced transparency (AIT) and Fano resonance. The results presented in this study could be used for potential acoustic applications such as signal processing, wave control, meta-materials and biosensors.
JURY :
– Abdelkrim TALBI, Centrale Lille, Directeur de thèse
– Philippe PERNOD, Centrale Lille, CoDirecteur de thèse
– Olivier BOU MATAR, Centrale Lille, CoDirecteur de thèse
– Corinne DEJOUS, Université Bordeaux I, Rapporteur
– Bernard BONELLO, CNRS, Rapporteur
– El Houssaine EL BOUDOUTI, Université Mohammed I, Examinateur
– Virginie BLONDEAU-PATISSIER, Université de Franche-Comté, Examinateur
– Bahram DJAFARI-ROUHANI, Université de Lille, Examinateur
