La thématique de ce travail sont les guides d'onde à la limite de diffraction à fort contrast d'indice entre le cœur et la gaine, afin de réduire la taille du cœur (qq. µm) tout en gardant le confinement du mode, jusqu'à la limite fondamentale où les effets nonlinéaires (NL) sont maximisés.Déjà proposées en pratique, les fibres microstructurées (MOF) étirées et les barreaux de silice sont courts (~ cm), cassants, difficiles à fabriquer et à manipuler et n'ont pas la possibilité de faire un réseau (essentiel pour les futures circuits de la nano-photonique intégrée).<br /> Nous avons proposé d'utiliser les canaux trifoliés de la gaine d'une MOF, où chaque ensemble de trois trous d'air adjacents forme un possible guide d'onde. En utilisant la microscopie optique en champ proche, nous avons démontré que ces canaux sont des guides d'onde à une longueur d'onde adéquate (λ=0,67µm), ayant des pertes à l'état de l'art.<br /> Après une étape intermédiaire où nous avons étudié le couplage par onde évanescente dans une MOF asymétrique à deux cœurs, nous avons conçu une fibre MOF multi-cœur de canaux trifoliés identiques, guidant à 1,55 µm.<br /> Nous avons démontré le guidage dans tous les canaux, avec des pertes à l'état de l'art ( 0,01 dB/mm/canal). Puis, nous avons démontré que les guides sont couplés entre eux, par l'obtention des cartes de sortie étendues sur toute la structure, après des injections ponctuelles. Puis, en calculant et comparant les écarts types des images de sortie CCD et de cartographie d'injection 2D, avec ceux des cartes des supermodes théoriques et de simulation de propagation, nous avons prouvé la forte efficacité du couplage entre tous les guides du réseau.

Le nitrure de silicium est un matériau très utilisé en microélectronique et en optique intégrée du à l'excellente homogénéité et reproductibilité de son épaisseur et de son indice de réfraction. De plus, l'indice de réfraction élevé du nitrure de silicium est particulièrement intéressant pour les applications en biophotonique. En effet, ces dernières années les biocapteurs à champ évanescent ont démontré une augmentation de la sensibilité avec l'utilisation de guides d'onde plans à haut indice de réfraction. La sensibilité pourrait être encore améliorée en intégrant sur un même substrat l'ensemble des composants passifs et actifs (Lab-on-a-chip) qui composent le biocapteur à champ évanescent. L'intégration des différents composants optiques passe par la fabrication d'un guide d'onde plan dans le visible qui soit réalisé avec des procédés à basse température, faible épaisseur, faible perte et haut indice de réfraction. Même si les couches d'oxyde métallique (TiO[indice inférieur 2], Ta[indice inférieur 2]O[indice inférieur 5] par exemple), généralement utilisées pour ce type d'application, permettent d'obtenir de bonnes propriétés optiques, elles ne permettent pas d'atteindre la qualité des couches en nitrure de silicium notamment en termes de rugosité de surface pour de faibles épaisseurs. Dans le cadre de ces travaux de doctorat, les paramètres du guide d'onde sont optimisés pour une application utilisant des fluorophores à points quantiques émettant à 650 nm et excités avec une source laser à 532 nm. Une épaisseur de 80 nm est déterminée comme optimale pour l'excitation, la collection de la fluorescence et le couplage fibre-guide.Le développement d'un guide d'onde capable d'atteindre cette épaisseur et conservant des bonnes propriétés optiques est nécessaire. À notre connaissance aucun travail n'a été réalisé pour optimiser les pertes dans le visible des guides de nitrure de silicium, en fonction des paramètres du procédé PECVD. Dans ce travail de thèse, des guides d'onde sont fabriqués pour la première fois en utilisant le nitrure déposé par LF-PECVD (basse fréquence), et leurs performances sont comparées aux guides déposés par HF-PECVD (haute fréquence). Nous démontrons, en variant le débit des précurseurs, que l'absorption et les pertes en propagation des couches de nitrure sont plus faibles lorsque les dépôts sont faits par la technique LF-PECVD par rapport à la technique HF-PECVD. Cette différence s'explique probablement par le fait que le bombardement ionique, beaucoup plus important à basse fréquence qu'à haute fréquence, réduit la présence d'amas de silicium dans la couche, responsables de l'absorption dans le visible en plus de densifier les couches par enlèvement de l'hydrogène qui s'incorpore durant la déposition PECVD. Nous démontrons également que pour la technique LF-PECVD, les propriétés optiques des couches sont améliorées en utilisant une basse puissance pour la source r-f du plasma. En effet à haute puissance, le bombardement, très énergétique crée des défauts dans la couche et favorise la rupture des liaisons N-H plutôt que des liaisons Si-H. Finalement des guides d'onde plans de nitrure de silicium, avec une épaisseur de 80 nm et un indice de réfraction de 2, sont fabriqués et caractérisés. Des pertes de 0.1 dB/cm à 633 nm et 1.05 dB/cm à 532 nm sont obtenues et comparées avec les performances des autres matériaux.

Le présent mémoire de recherche-création se divise en deux parties. La partie « création » contient trois épisodes extraits d’une série télévisée originale s’intitulant Chroni[c]ques, laquelle raconte l’histoire de Tommy, un jeune revendeur de drogue bien intentionné. La seconde partie, réflexive, porte sur l’art de la scénarisation tel que présenté dans quatre guides sur l’écriture sérielle, le but étant de déterminer si les prescriptions qu’on y trouve en vue de la rédaction d’un scénario s’avèrent favorables à la créativité ou si, au contraire, elles tendent plutôt à en restreindre le déploiement. Pour ce faire, quatre ouvrages sont explorés : The TV Writer’s Workbook d’Ellen Sandler, Writing The TV Drama Series de Pamela Douglas, Inside The Room de Linda Venis et The TV Showrunner’s Roadmap de Neil Landau. Ainsi, le premier chapitre de la partie essai présente les prescriptions offertes par les guides à l’étude, et ce, en fonction de cinq axes propres à la scénarisation pour la télévision : le format, l’intrigue, les personnages, les dialogues et la médiation qui s’opèrent entre un scénario brut et ses conditions de réalisation finales. Le deuxième chapitre de cette partie consiste en une analyse de cas : celle d’une série télévisée qui semble de prime abord contrevenir aux prescriptions relevées précédemment, soit Weeds, création de Jenji Kohan diffusée sur les ondes de Showtime aux États-Unis. Il s’agit ici de vérifier dans quelle mesure cette série répond ou non aux prescriptions des guides décortiqués plus tôt. Finalement, au troisième chapitre, un bref retour est effectué sur les défis rencontrés au cours de l’écriture de Chroni[c]ques, principalement en ce qui concerne le respect, ou non, des prescriptions relevées et analysées au préalable.

Recent experiments with optical fibers have reached a remarkable development for optical communication spectroscopy as well as a medical technology. Hollow optical fibers are required for optical communications. The measurement of the transmission of light through fibers can provide information about the fiber quality and about the far-field energy which radiates from the fiber end. We used five flexible hollow fused quartz fibers to study laser beam propagation down the fiber axis. Five different refractive index fluids were prepared and inserted into the fiber core to measure the transmitted intensity as a function of core property. The plots of the normalized, relative transmitted intensity measured as a function of the beam insertion point show the dependence of the transmitted intensity as a function of fiber diameter and refractive index fluid.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

This thesis describes a detailed investigation into the process of laser-wakefield acceleration (LWFA) for the generation of high-energy electron beams using the hydrogen-filled capillary discharge waveguide. In only the second experiment to be performed using the newly commissioned Astra-Gemini laser at the Rutherford Appleton Laboratory, electron beams were accelerated to energies greater than 0.5 GeV by laser pulses of energy 2.5J and peak power of 30T\~T. The injec- tion and acceleration of electron beams was seen to depend on the state of the plasma channel for axial electron densities less than 2.5 x 1018 cm -3. With the aid of simulations performed using the code WAKE it was found that the plasma channel allows the laser pulse to maintain its self-focussed spot size along the length of the capillary even below the critical power for self-guiding. It was found that the threshold laser energy required for the production of elec- tron beams was reduced by the use of an aperture placed early in the laser system. This was attributed to the increased energy contained in the central part of the focal spot of the laser. A short paper on this work was published in Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams and a longer paper was published in the New Journal of Physics. Transverse interferometry was used to measure the electron density of the plasma channel used in the Astra-Gemini experiments. An imaging system was devised which used cylindrical optics to increase the field of view of the capillary longitudinally, whilst maintaining the trans- verse resolution. The measured properties were consistent with previous measurements made by Gonsalves et al. [J]. The observed longitudinal variations in the plasma channel parameters were not found to be significant enough to affect the injection process.

Hui Yat Wai. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 1993. / Includes bibliographical references (leaves 106-108). / Acknowledgments / Abstract / Chapter 1. --- Introduction --- p.1 / Chapter 2. --- Theory / Chapter 2.1 --- Optical Waveguide --- p.4 / Chapter 2.1.1 --- Optical Waveguide Classification / Chapter 2.1.2 --- Theoretical Analysis of 2-dimensional Step Index Waveguides / Chapter 2.2 --- Optical Waveguides Measurement --- p.18 / Chapter 2.2.1 --- Refractive Index Measurement / Chapter 2.2.2 --- Loss Measurement / Chapter 2.3 --- Ion Implantation and Annealing --- p.36 / Chapter 2.4 --- Refractive Index Change --- p.40 / Chapter 3. --- Equipments and Their Experimental Setup / Chapter 3.1 --- Light Source-Laser Diode --- p.42 / Chapter 3.2 --- Ellipsometry Measurement System --- p.45 / Chapter 3.2.1 --- Ellipsometry Measurement System and its Existing Problems / Chapter 3.2.2 --- Improvement of the Original System / Chapter 3.2.3 --- System Calibration / Chapter 3.3 --- Reflectance Measurement System --- p.51 / Chapter 3.3.1 --- System Design and Setup / Chapter 3.3.2 --- System Calibration / Chapter 3.4 --- End-Coupling Measurement System --- p.56 / Chapter 3.4.1 --- System Setup / Chapter 3.4.2 --- System Calibration / Chapter 4. --- Experiment / Chapter 4.1 --- Samples Preparation --- p.77 / Chapter 4.2 --- Refractive Index Measurement by Ellipsometer --- p.80 / Chapter 4.3 --- Refractive Index Measurement by Reflectance --- p.84 / Chapter 4.4 --- Waveguide Measurement --- p.88 / Chapter 4.4.1 --- Fiber-Waveguide Coupling / Chapter 4.4.2 --- Lens-Waveguide Coupling / Chapter 5. --- Results and Discussion / Chapter 5.1 --- Refractive Index Change and Waveguide Formation --- p.94 / Chapter 5.2 --- Mechanism of Refractive Index Change --- p.100 / Chapter 6. --- Conclusion --- p.103 / Chapter 7. --- Improvement and Extension --- p.105 / Reference --- p.106 / Appendices / Chapter A. --- Thick.m --- p.VI / Chapter B. --- Distrib.m --- p.IX

by Choi Kup Sze. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 1994. / Includes bibliographical references. / Acknowledgement / Abstract / Chapter 1. --- Introduction --- p.1-1 / Chapter 1.1 --- Introduction --- p.1-1 / Chapter 1.2 --- References --- p.1-6 / Chapter 2. --- Theory of Optical Waveguides --- p.2-1 / Chapter 2.1 --- Theory of Planar Slab Waveguides --- p.2-2 / Chapter 2.2 --- Theory of Channel Dielectric Waveguides --- p.2-13 / Chapter 2.2.1 --- Marcatili's Method --- p.2-13 / Chapter 2.2.2 --- Effective Index Method --- p.2-20 / Chapter 2.3 --- References --- p.2-24 / Chapter 3. --- A Numerical Method for Optical Waveguides --- p.3-1 / Chapter 3.1 --- Introduction --- p.3-1 / Chapter 3.2 --- two-dimensional Fourier Series Expansion Method --- p.3-2 / Chapter 3.3 --- References --- p.3-13 / Chapter 4. --- Theory of Directional Couplers --- p.4-1 / Chapter 4.1 --- Dual-Channel Coupler --- p.4-1 / Chapter 4.2 --- Multi-channel Directional Coupler --- p.4-8 / Chapter 4.3 --- References --- p.4-9 / Chapter 5. --- Waveguide Formation by Ion Implantation --- p.5-1 / Chapter 5.1 --- Introduction --- p.5-1 / Chapter 5.2 --- Physics of Ion Implantation --- p.5-3 / Chapter 5.3 --- Lattice Damage and Annealing --- p.5-5 / Chapter 5.3.1 --- Lattice Damage --- p.5-5 / Chapter 5.3.2 --- Annealing --- p.5-6 / Chapter 5.4 --- Index Change due to Implantation --- p.5-8 / Chapter 5.5 --- Waveguide Processing Techniques --- p.5-10 / Chapter 5.5.1 --- Photolithography --- p.5-10 / Chapter 5.5.2 --- Processing Techniques --- p.5-11 / Chapter 5.6 --- References --- p.5-13 / Chapter 6. --- Optical Loss in Waveguides --- p.6-1 / Chapter 6.1 --- Loss Mechanisms in Optical Waveguides --- p.6-1 / Chapter 6.2 --- Principle of Propagation Loss Measurement --- p.6-4 / Chapter 6.2.1 --- Cut-back Method --- p.6-5 / Chapter 6.2.2 --- Scattering Light Method --- p.6-7 / Chapter 6.2.3 --- Fabry-Perot Interference Technique --- p.6-9 / Chapter 6.3 --- References --- p.6-16 / Chapter 7. --- Fabrication and Measurement of Optical Waveguides --- p.7-1 / Chapter 7.1 --- Fabrication of Optical Waveguides --- p.7-1 / Chapter 7.1.1 --- Fabrication of waveguides in GaAs by MeV oxygen ion implantation --- p.7-1 / Chapter 7.1.2 --- Waveguide End Facet Preparation --- p.7-4 / Chapter 7.2 --- Measurement of Optical Waveguides --- p.7-7 / Chapter 7.2.1 --- Laser Sources --- p.7-7 / Chapter 7.2.2 --- Guided Wave Excitation --- p.7-10 / Chapter 7.2.3 --- Intensity Profile Measurement --- p.7-17 / Chapter 7.2.4 --- Coupling Coefficient Measurement --- p.7-20 / Chapter 7.2.5 --- Propagation Loss Measurement --- p.7-25 / Chapter 7.3 --- References --- p.7-34 / Chapter 8. --- Results and Discussions --- p.8-1 / Chapter 8.1 --- Near Field Pattern Measurement --- p.8-1 / Chapter 8.2 --- Discussion on the Index Change of the Implanted GaAs --- p.8-5 / Chapter 8.3 --- Propagation Loss Measurement --- p.8-8 / Chapter 8.4 --- Observation of Optical Coupling in Directional Coupler --- p.8-14 / Chapter 8.5 --- References --- p.8-19 / Chapter 9. --- Conclusion --- p.9-1 / Chapter 10. --- Improvement and Extension --- p.10-1 / Appendix 1 Evaluation of the product〈n2 φuvφu'v'〉 --- p.A1-1 / Appendix 2 Transmission of Lossy Fabry-Perot Cavity --- p.A2-1 / Appendix 3 Effective Index versus Index Difference --- p.A3-1 / Appendix 4 Effect of Temperature on the Transmission of a Fabry-Perot Cavity --- p.A4-1 / Appendix 5 Evaluation of An from the Near Field Pattern --- p.A5-1

Wong, Chi Yan. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2013. / Includes bibliographical references (leaves 134-149). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstract also in Chinese.

Animals have evolved diverse strategies to control solar and thermal radiations so that they can better adapt to their natural habitats. Structured materials utilized by these animals to control electromagnetic waves often surpass analogous man-made optical materials in both sophistication and efficiency. Understanding the physical mechanism behind these structured materials of nature inspires one to create novel materials and technologies. Our optical and thermodynamic measurements of insects (Saharan silver ants and cocoons of the Madagascar comet moth) living in harsh thermal environments showed their unique ability to simultaneously enhance solar reflectivity and thermal emissivity, and to maintain a cool body temperature. Saharan silver ants, Cataglyphis bombycina, forage on the desert surface during the middle of the day. The ants’ conspicuous silvery glance is caused by a coating of hairs with unique triangular cross-sections. The hair coating enhances not only the reflectivity of the ant’s body surface in the visible and near-infrared range of the spectrum, where solar radiation culminates, but also the emissivity of the ant in the mid-infrared. The latter effect enables the animals to efficiently dissipate heat back to the surroundings via blackbody radiation under full daylight conditions. The fibers produced by the wild comet moth, Argema mittrei, are populated with a high density of air voids that have a random distribution in the fiber cross-section but are invariant along the fiber. These filamentary air voids strongly back-scatter light in the solar spectrum, which, in combination with the fibers’ intrinsic high emissivity in the mid-infrared, enables the cocoon to function as an efficient radiative-cooling device, preventing the pupa inside from overheating. The reduced dimensionality of the random voids leads to strong optical scattering in the transverse direction of the cocoon fibers. This enables tightly confined optical modes to propagate along the fibers via transverse Anderson localization. We made the first observation of transverse Anderson localization in a natural fiber and further demonstrated light focusing and image transport in the fibers. This discovery opens up the possibility to use wild silk fibers as a biocompatible and bioresorbable material for transporting optical signals and images. Drawing inspirations from these discoveries, we designed and developed high-throughput fabrication processes to create coatings and fibers with passive radiative-cooling properties. The radiative-cooling coatings consist of various nanoparticles imbedded within a silicone thin film. The sizes and materials of the nanoparticles were chosen to provide simultaneously high solar reflectivity and thermal emissivity. The coating has been implemented in two site studies on real roofs and has demonstrated reduced roof temperature by up to 30oC in the summer and associated reduction of electricity usage by up to 30%. We also made biomimetic fibers from regenerated silk fibroin and a thermoplastic using wet spinning. Spectroscopic measurements showed that these man-made fibers exhibit exceptional optical properties for radiative-cooling applications.