Chaque technologie d'optique intégrée a ses spécificités reconnues pour ses domaines d'application<br />tel que le LiNbO3 pour la réalisation de composants électro-optiques ou les semiconducteurs<br />III-V pour les sources optiques. L'intégration de plusieurs fonctions optiques et donc de matériaux<br />différents pose cependant des grosses difficultés. Les substrats actifs et passifs employés dans les<br />technologies d'échange d'ions sur verre sont par exemple incompatibles entre eux. L'IMEP a récemment<br />proposé une solution à ce problème, avec le concept de structure hybride, composée par<br />une couche active reportée sur un substrat passif avec un guide d'ondes. Si la structure hybride<br />représente une solution intéressante pour réaliser un guide amplificateur dans un substrat passif,<br />il faut cependant concevoir des fonctions passives d'interfaçage répondant aux contraintes de l'hybridation<br />de l'amplificateur. Ce travail de thèse est dédié à l'étude d'un duplexeur pompe/signal<br />travaillant sur la bande 980 nm/1550 nm, utilisant une jonction Y asymétrique possédant un bras<br />segmenté. Une étude détaillée de la jonction et des guides segmentés est tout d'abord présentée.<br />Le dimensionnement théorique de la jonction Y et de son optimisation expérimentale sont ensuite<br />reportés. Un dispositif présentant une isolation de (26 ± 1) dB avec des pertes par insertion de<br />(2,8 ± 0,1) dB à la longueur d'onde de pompe l = 980 nm a aussi été obtenu. Pour le signal,<br />l'isolation augmente de (9,7 ± 0,1) dB à la longueur d'onde l = 1500 nm jusqu'à (15 ± 0,1) dB à<br />! = 1600 nm et les pertes par insertion sont comprises entre (3,1 ± 0,1) dB et (3,5 ± 0,1) dB. Les<br />perspectives de ce travail sont d'une part l'amélioration des performances du duplexeur et d'autre<br />part la réalisation d'un amplificateur intégré monolithique comprenant une structure hybride.

Ce travail de thèse porte sur la mise en forme spatiale de faisceau laser à impulsions ultra-brèves pour l'optimisation des interactions laser-matière.<br />La première partie de ce mémoire expose la conception et la réalisation d'un système d'optique adaptative permettant la mise en forme spatiale de faisceau au point focal d'une lentille. Ce dispositif original est basé sur un modulateur de front d'onde à cristaux liquides, utilisé comme lame de phase programmable de haute résolution. Une correction fine des aberrations du faisceau est démontrée, de manière à obtenir une surface d'onde quasi-plane en temps réel, et donc un point focal limité par diffraction. Puis, par modulation contrôlée de la phase spatiale, une mise en forme programmable de tache focale est réalisée, suivant une forme de faisceau arbitraire définie par l'utilisateur. Une variété de motifs de grande qualité ont été obtenus au point focal d'une lentille sur des dimensions réduites (70 µm) : top-hat, carré, anneau, triangle, rectangle.<br />Dans la seconde partie, ce dispositif est mis à profit pour l'interaction laser-matière femtoseconde, où le matériau est modifié essentiellement dans la zone irradiée : micro-usinage en surface (métaux) et micro-structuration en volume (diélectriques transparents).<br />La mise en forme de faisceau rend accessible l'usinage direct de formes complexes, tandis que la correction de front d'onde permet la photoinscription contrôlée de guides d'ondes via la modification locale d'indice de réfraction. Un gain appréciable de qualité, de précision et de contrôle est démontré, permettant à la fois l'optimisation et l'extension des procédés applicatifs des lasers en régime femtoseconde.

Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 86-92.

Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. 46 f. ill. Bibliogr. f. 42-44.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Structure et dynamique des systèmes réactifs : Lille 1 : 2006. / N° d'ordre (Lille 1) : 3884. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. à la suite de chaque chapitre.

Optical biosensors are increasingly being considered for lab-on-a-chip applications due to their benefits such as small size, biocompatibility, passive behaviour and lack of the need for fluorescent labels. The light guiding mechanisms used by many of them result in poor overlap of the optical field with the target molecules, reducing the maximum sensitivity achievable. This thesis presents a new platform for optical biosensors, namely slotted photonic crystals, which engender higher sensitivities due to their ability to confine, spatially and temporally, the peak of optical mode within the analyte itself. Loss measurements showed values comparable to standard photonic crystals, confirming their ability to be used in real devices. A novel resonant coupler was designed, simulated, and experimentally tested, and was found to perform better than other solutions within the literature. Combining with cavities, microfluidics and biological functionalization allowed proof-of-principle demonstrations of protein binding to be carried out. High sensitivities were observed in smaller structures than most competing devices in the literature. Initial tests with cellular material for real applications was also performed, and shown to be of promise. In addition, groundwork to make an integrated device that includes the spectrometer function was also carried out showing that slotted photonic crystals themselves can be used for on-chip wavelength specific filtering and spectroscopy, whilst gas-free microvalves for automation were also developed. This body of work presents slotted photonic crystals as a realistic platform for complete on-chip biosensing; addressing key design, performance and application issues, whilst also opening up exciting new ideas for future study.

Both in the United States and abroad, newspapers tend to portray people with mental illness negatively, making them vulnerable to social rejection, discrimination, and forced treatment. This portrayal also makes them hesitant to seek treatment for fear of being stigmatized. To help determine how reporting on mental illness can be improved, I interviewed in this study 11 U.S.-based print journalists who had won awards for stories on mental illness about how they covered their stories. The interviews, which were semi-structured, were conducted between October 2010 and February 2011 and were analyzed using a grounded-theory approach. Eight themes were identified in the interview transcripts: determining story idea, evaluating newsworthiness, identifying and obtaining information from interview sources, identifying and obtaining information from non-interview sources, ensuring accuracy, building rapport with sources, writing the story, and factors facilitating reporting. Overall, respondents prepared their stories in accordance with journalistic conventions. What helped them produce quality stories was a mixture of the following organizational and personal factors: editorial support, considerable journalism experience, personal exposure to mental illness, and empathy. Also noteworthy were respondents' opinions on suggestions in reporting guides about imitation or copy-cat suicides, sensitive language, and positive mental illness news. Whereas some agreed that reporting suicide details could lead to imitation suicides, others disagreed, explaining, for example, that the details were important to the story. Similarly, respondents expressed diverse views about the importance of using sensitive language to describe individuals with mental illness. Finally, respondents indicated that instead of calling for positive stories on mental illness, media guidelines should encourage thoughtful and balanced reporting on various aspects of mental illness. In conclusion, the results suggest that it would be valuable to investigate in more detail how journalists' personal attitudes toward mental illness influence their reporting. Also, guidelines for mental-health reporting should be created with the collaboration of journalists and mental-health professionals. Further, there is a need to make journalists aware of the copy-cat suicide phenomenon. Finally, lessons gleaned from respondents' experiences in reporting their award-winning stories can be used to inform mental-health media guides.

Une compréhension fine des interactions de la lumière avec des matériaux structurés à l'échelle de la longueur d'onde est nécessaire pour parvenir à contrôler les photons (émission, propagation et détection) dans de petits volumes de l'ordre de quelques lambda cube. Les applications de ce contrôle couvrent des domaines très variés, allant des interconnexions optiques à la réalisation d'expériences d'électrodynamique quantique à l'état solide. Au cours de cette thèse, nous avons étudié les interactions de la lumière avec des structures à base de cristaux photoniques bidimensionnels gravés dans un empilement de couches minces, structures qui peuvent être utilisées aussi bien en optique guidée qu'en optique en espace libre. Pour cela, des outils de simulation numérique tridimensionnelle performants ont été développés. <br />Tout d'abord, nous avons réalisé une étude théorique et numérique de la propagation de la lumière dans des guides à cristaux photoniques. Nous nous sommes intéressés à un système modèle, le guide à une rangée manquante, ainsi qu'à trois quantités physiques essentielles, l'atténuation, la durée de vie et le coefficient de réflexion du mode fondamental.<br />Nous avons également étudié le confinement de la lumière dans des microcavités à cristaux photoniques. Nous avons en particulier montré que, même à l'échelle de la longueur d'onde, la physique du confinement est essentiellement gouvernée par des quantités classiques : les pertes radiatives à l'interface des miroirs et la vitesse de groupe du mode de Bloch guidé à l'intérieur de la cavité.<br />Finalement, nous avons étudié une application des cristaux photoniques à l'optique diffractive en espace libre. Leurs propriétés de dispersion structurale originales nous ont permis de concevoir des optiques diffractives qui restent efficaces sur une large bande spectrale.

Les connaissances décisionnelles sont un type particulier de connaissances dont le but est de décrire des processus de prise de décision. En cancérologie, ces connaissances sont généralement regroupées dans des guides de bonnes pratiques cliniques. Leur publication est assurée par des organismes médicaux suite à un processus d'édition collaboratif complexe. L'informatisation des guides a conduit à la volonté de formaliser l'ensemble des connaissances contenues de manière à pouvoir alimenter des systèmes d'aide à la décision. Ainsi, leur édition peut être vue comme une problématique d'acquisition des connaissances. Dans ce contexte, le but de cette thèse est de proposer des méthodes et des outils permettant de factoriser l'édition des guides et leur formalisation. Le premier apport de cette thèse est l'intégration des technologies du Web social et sémantique dans le processus d'édition. La création du wiki sémantique OncoLogiK a permis de mettre en œuvre cette proposition. Ainsi, un retour d'expérience et des méthodes sont présentés pour la migration depuis une solution Web statique. Le deuxième apport consiste à proposer une solution pour exploiter les connaissances décisionnelles présentes dans les guides. Ainsi, le framework KCATOS définit un langage d'arbres de décision simple pour lequel une traduction reposant sur les technologies du Web sémantique est développée. KCATOS propose en outre un éditeur d'arbres, permettant l'édition collaborative en ligne. Le troisième apport consiste à concilier dans un même système les approches pour la création des guides de bonnes pratiques informatisés : l'approche s'appuyant sur les connaissances symbolisée par KCATOS et l'approche documentaire d'OncoLogiK. Leur fonctionnement conjoint permet de proposer une solution bénéficiant des avantages des deux approches. De nombreuses perspectives sont exposées. La plupart d'entre elles visent à améliorer les services aux utilisateurs et l'expressivité de la base de connaissances. En prenant en compte le travail effectué et les perspectives, un modèle réaliste visant à faire du projet Kasimir un système d'aide à la décision complet est proposé.

Microelectromechanical resonators have found widespread applications in timing, sensing and spectral processing. One of the important performance metrics of MEMS resonators is the temperature sensitivity of their frequency. The main objective of this dissertation is the compensation and control of the temperature sensitivity of silicon resonators through engineering of device geometry and structural composition. This has been accomplished through formation of composite platforms or novel geometries based on dispersion characteristics of guided acoustic waves in single crystalline silicon (SCS) microstructures. Furthermore, another objective of this dissertation is to develop efficient longitudinal piezoelectric transduction for in-plane resonance modes of SCS resonators that have lithographically-defined frequencies, to reduce their motional resistance (Rm). A uniformly distributed matrix of silicon dioxide pillars is embedded inside the silicon substrate to form a homogenous composite silicon-oxide platform (SilOx) with nearly perfect temperature-compensated stiffness moduli. Temperature-stable micro-resonators implemented in SilOx platform operating in any desired in- and out-of-plane resonance modes show full compensation of linear temperature coefficient of frequency (TCF). Overall frequency drifts as small as 80 ppm has been achieved over the industrial temperature range (-40°C to 80°C) showing a 40x improvement compared to uncompensated native silicon resonators. A 27 MHz temperature-compensated MEMS oscillator implemented using SilOx resonator demonstrated sub-ppm instability over the industrial temperature range. Besides this, a new formulation of different resonance modes of SCS resonators based on their constituent acoustic waves is presented in this dissertation. This enables engineering of the acoustic resonator to provide several resonance modes with mechanical energy trapped in central part of the resonator, thus obviating narrow tethers traditionally used for anchoring the cavity to the substrate. This facilitates simultaneous piezoelectric-transduction of multiple modes with different TCFs through independent electrical ports, which can realize highly accurate self-temperature sensing of the device using a beat frequency (fb) generated from linear combination of different modes. Piezoelectrically-transduced multi-port silicon resonators implemented using this technique provide highly temperature-sensitive fb with a large TCF of ~8500 ppm/°C showing 100x improvement compared to other Quartz/MEMS counterparts, suggesting these devices as highly sensitive temperature sensors for environmental sensing and temperature-compensated/oven-controlled crystal oscillator (TCXO/OCXO) applications. Another part of this dissertation introduces a novel longitudinal piezoelectric transduction technique developed for implementation of low Rm silicon resonators operating in lithographically defined in-plane modes. Aluminum nitride films deposited on the sidewalls of thick silicon microstructures provides efficient electromechanical transduction required to achieve low Rm. 100 MHz SCS bulk acoustic resonators implemented using this transduction technique demonstrates Rm of 33Ω showing a 100x improvement compared to electrostatically transduced counterparts. Low-loss narrow-band filters with tunable bandwidth and frequency have been implemented by electrical coupling of these devices, showing their potential for realization of truly reconfigurable and programmable filter arrays required for software-defined radios.