Dans ce travail, nous avons étudié l'interaction entre une lumière contrôlée en polarisation et deux structures sub-longueurs d'onde gravées dans un film métallique opaque, en utilisant la méthode de la " matrice de Mueller ". Tout d'abord, nous avons montré qu'un réseau concentrique de fentes sub-longueurs d'onde percées à travers le film permet de filtrer et de convertir une polarisation incidente, ce qui génère une polarisation radiale. Nous avons aussi montré sa capacité à générer des faisceaux de Bessel non-diffractifs J0 ou J2 à travers de telles structures, et à contrôler leur hélicité en changeant la polarisation circulaire en préparation ou en analyse. Ensuite, nous avons montré la création d'une cible plasmonique ayant les propriétés d'une lame quart d'onde, en travaillant sur l'ellipticité des anneaux - pour générer une phase plasmonique - etdu trou central - pour compenser les forts effets de dichroïsme induits par l'absorption différentielle des plasmons de surface.

This PhD thesis aims to study financial processes which have semi-heavy-tailed marginal distributions and may exhibit memory. The traditional Black-Scholes model is expanded to incorporate memory via an integral operator, resulting in a class of market models which still preserve the completeness and arbitragefree conditions needed for replication of contingent claims. This approach is used to estimate the implied volatility of the resulting model. The first part of the thesis investigates the semi-heavy-tailed behaviour of financial processes. We treat these processes as continuous-time random walks characterised by a transition probability density governed by a fractional Riesz- Bessel equation. This equation extends the Feller fractional heat equation which generates a-stable processes. These latter processes have heavy tails, while those processes generated by the fractional Riesz-Bessel equation have semi-heavy tails, which are more suitable to model financial data. We propose a quasi-likelihood method to estimate the parameters of the fractional Riesz- Bessel equation based on the empirical characteristic function. The second part considers a dynamic model of complete financial markets in which the prices of European calls and puts are given by the Black-Scholes formula. The model has memory and can distinguish between historical volatility and implied volatility. A new method is then provided to estimate the implied volatility from the model. The third part of the thesis considers the problem of classification of financial markets using high-frequency data. The classification is based on the measure representation of high-frequency data, which is then modelled as a recurrent iterated function system. The new methodology developed is applied to some stock prices, stock indices, foreign exchange rates and other financial time series of some major markets. In particular, the models and techniques are used to analyse the SET index, the SET50 index and the MAI index of the Stock Exchange of Thailand.

Cette thèse est constituée de trois parties. Dans la première partie, on s’intéresse au problème de trace au bord d’une solution positive de l’équation (E1) - Δu + g(∇u) = 0 dans un domaine borné Ω. Si g(r) ≥ rq avec q > 1, on prouve que toute solution positive de (E1)admet une trace au bord considérée comme une mesure de Borel régulière. Si g(r) = rq avec1 < q < qc = N+1/N , on montre l’existence d’une solution positive dont la trace au bord est une mesure de Borel régulière. Si g(r) = rq avec qc ≤ q < 2, on établit une condition nécessaire de résolution en terme de capacité de Bessel C2-q/q ,q’ . On étudie aussi des ensembles éliminables au bord pour des solutions modérées et sigma-modérées. La deuxième partie est consacrée à étudier la limite, lorsque k → ∞, de solutions d’équation ∂tu - Δu + f(u) = 0 dans ℝN × (0,∞) avec donnée initiale kδ0. On prouve qu’il existe essentiellement trois types de comportement possible et démontre un résultat général d’existence de trace initiale et quelques résultats d’unicité et de non-unicité de solutions dont la donnée initiale n’est pas bornée. Dans la troisième partie, on considère l’équation ∂tu - Δu + f(u) = 0 dans ℝN × (0,∞) où p > 1. Si p > 2N/N+1, on fournit une condition suffisante portant sur f pour l’existence et l’unicité des solutions fondamentales et on étudie la limite lorsque k → ∞. On donne aussi de nouveaux résultats de non-unicité de solutions avec donnée initiale non bornée. Si p ≥ 2, on prouve que toute solution positive admet une trace initiale dans la classe des mesures de Borel régulières positives. Finalement on applique les résultats ci-dessus au cas f(u) = uα lnβ(u + 1) avec α,β > 0. / This thesis is divided into three parts. In the first part, we study the boundary trace of positive solutions of the equation (E1) - Δu + g(∇u) = 0 in a bounded domain . When g(r) ≥ rq with q > 1, we prove that any positive function of (E1) admits a boundary trace which is an outer regular Borel measure. When g(r) ≥ rq with 1 < q < qc = N+1/N, we prove the existence of a positive solution with a general outer regular Borel measure as boundary trace.When g(r) ≥ rq with qc ≤ q < 2, we establish a necessary condition for solvability in term of the Bessel capacity C2-q/q ,q’ . We also study boundary removable sets for moderate and sigma-moderate solutions. The second part is devoted to investigate the limit, when k → ∞, of the solutions of ∂tu - Δu + f(u) = 0 in ℝN × (0,∞) with initial data kδ0. We prove that there exist essentially three types of possible behaviour and provide a new and more general construction of the initial trace and some uniqueness and non-uniqueness results for solutions with unbounded initial data. In the third part, we consider the equation ∂tu - Δu + f(u) = 0 in ℝN × (0,∞) where p > 1. If p > 2N/N+1we provide a sufficient condition on f for existence and uniqueness of the fundamental solutions and we study their limit when k → ∞. We also give new results dealing with non uniqueness for the initial value problem with unbounded initial data. If p ≥ 2, we prove that any positive solution admits an initial trace in the class of positive Borel measures. Finally we apply the above results to the case f(u) = uα lnβ(u + 1) with α,β > 0.

Continuing advances in laser and photonic technology has seen the development of lasers with increasing power and increasingly short pulsewidths, which have become available over an increasing range of wavelengths. As the availability of laser sources grow, so do their applications. To make better use of this improving technology, understanding and controlling laser propagation in free space is critical, as is understanding the interaction between laser light and matter. The need to better control the light obtained from increasingly advanced laser sources leads to the emergence of beam engineering, the systematic understanding and control of light through refractive media and free space. Beam engineering enables control over the beam shape, energy and spectral composition during propagation, which can be achieved through a variety of means. In this dissertation, several methods of beam engineering are investigated. These methods enable improved control over the shape and propagation of laser light. Laser-matter interaction is also investigated, as it provides both a means to control the propagation of pulsed laser light through the atmosphere, and provides a means to generation remote sources of radiation.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Konzept der radial nicht-oszillierenden, zeitlich stabilen ultrakurzen Bessel ähnlichen Strahlen oder "Nadelstrahlen" ("needle beams"), die zu einer Klasse von optischen hochlokalisierten Wellenpaketen generalisiert werden. Hierbei wird die Theorie über das räumlich-zeitlichen Ausbreitungsverhaltens von nicht auseinanderdriftenden Nadelstrahlen mit Pulsdauern von kleiner als 10 fs näher diskutiert. Dies wird durch eine systematische Darstellung der Methoden zur Generierung und Detektierung von lokalisierten Wellen komplettiert, die ein optischen Drehmoment tragen. Für die Erzeugung von HLWs kommen räumliche Lichtmodulatoren zum Einsatz, die ein flexibles Zuschneiden von Wellenpaketen mit der Dauer weniger Zyklen des EM-Feldes erlauben. Es wird gezeigt, dass solche optischen Pulse sich über beträchtliche Entfernungen ausbreiten, ohne dass sich dabei signifikant der Strahldurchmesser vergrößert oder der Puls zeitlich verbreitert. In variabler Weise werden verschiedene geometrische (z.B. ringförmige) Lichtverteilungen erzeugt. Anwendungspotential findet sich insbesondere in den Techniken der räumlichen Pulsformung und Diagnostik. Als besonders wichtiger Ansatz ist der Zeit-Wellenfront-Sensor zu erwähnen, welcher die nichtlineare, mehrkanalige Autokorrelation, die Wellenfrontdetektion mittels nichtdiffraktiver Teilstrahlen nach dem Shack-Hartmann-Prinzip und eine adaptive Funktionalität miteinander vorteilhaft verbindet. Das enorme Potential solcher Ansätze wird durch die hohe Genauigkeit orts-, winkel- und zeitabhängiger Rekonstruktionen der Wellenpakete nachgewiesen. Darüber hinaus ermöglicht das räumliche Kodieren und anschließende Verfolgen der Teilstrahlen eine wesentliche Verbesserung der Identifikation relevanter Parameter von Verteilungsfunktionen. Schließlich werden erste Schritte zur experimentellen Generation von optischen "light bullets" mit ganzzahligen und fraktalen orbitalen Drehmomenten präsentiert. / This thesis deals with the concept of radially non-oscillating, temporally stable ultrashort-pulsed Bessel-like beams or "needle pulses", which are an example of a highly localized wave packet (HLW). HLWs are the closest approximation of linear-optical light bullets and provide specific benefits compared to conventional Gaussian-like light bullets. The spatio-temporally nonspreading propagation behavior of few-cycle needle beams of less than 10 fs duration will be theoretically discussed in detail. An overview of the generation and detection of localized waves carrying an orbital angular momentum is also given. High fidelity spatial light modulators are used for the generation of HLWs. The flexible tailoring of few-cycle wave packets at near-infrared wavelengths is reported. It is shown that such pulses propagate over a huge depth of focus, neither significantly changing their spot size or nor the pulse duration. Variable geometrical distributions like circular disks, rings, or bars of light are shaped and exploited as building blocks for structures of higher complexity. Another section of the thesis emphasizes the numerous potential applications of related techniques for an optimized two-dimensional spatial pulse shaping and diagnostics (reduce ambiguities) based on localized waves. As a particularly important example, time-wavefront sensing is used to combine nonlinear multichannel autocorrelation with Shack-Hartmann wavefront sensing by means of localized sub-beams and adaptive functionality. The capabilities of such devices are illustrated by the results of angular and temporal mapping of few-cycle wave packets. Moreover, spatial encoding and subsequent tracking of individual sub-beams, even at incident angles of up to 50°, enables to significantly improve the spot recognition. Finally, first steps towards the generation of optical light bullets carrying integer or non-integer orbital angular momenta are presented.

Cette thèse décrit les mesures magnétiques réalisées sur les quadripoles supraconducteurs équipant les spectromètres à haute résolution (HRS) de TJNAF, Hall A (USA), caractérisés par une résolution sigma p/p= 10 -4 pour p <4 GeV.c-1. Une méthode originale basée sur une sonde tournante multibobines a été développée. A partir d'une mesure de variation de flux dans les bobines tournantes et d'une modélisation précise des quadripoles, on détermine le champ magnétique en tout point. La procédure fait appel au formalisme du champ 3D, solution de l'équation de Laplace sous forme d'un développement en série de Fourier-Bessel. Le mémoire présente la méthode QMM, puis l'instrumentation qui consiste en deux sondes tournantes de longueur 1.6 m et 3.2 m, construites pour cartographier les 3 quadripoles Q1, Q2, Q3. Les données sont analysées en série de Fourier. La cartographie a eu lieu in situ sur le bras Electron en 1996. On présente un premier ensemble de résultats de type intégral, parmi lesquels les propriétés du cycle d'excitation des aimants (saturation, hystéresis). Un deuxième ensemble de résultats de type champ local mène à la fabrication des cartes de champ 3D. Après corrections appliquées aux données, la précision obtenue est de l'ordre de 5 Gauss sur chacune des trois composantes du champ local, soit 5.10-4 en relatif par rapport au champ central des quadripoles. On présente les premiers résultats sur l'optique magnétique des spectromètres, obtenus en utilisant les cartes de champ QMM et le logiciel SNAKE de suivi de trajectoires.

La focalisation du champ électromagnétique dans les zones de champ proche et lointain est un sujet de forte actualité pour l'imagerie médicale et la radiométrie des microondes jusqu'aux ondes millimétriques. Dans ce cadre, la théorie des ondes de fuite est un formalisme élégant qui permet de décrire d'une même façon les problèmes radiatifs en champ proche et en champ lointain des microondes aux fréquences optiques. Dans cette thèse, on utilise la polyvalence de la théorie des ondes de fuite pour développer des systèmes rayonnants complexes afin de contrôler les caractéristiques radiatives en champ lointain aux fréquences submillimétriques et pour focaliser la radiation électromagnétique en champ proche aux fréquences millimétriques. Ainsi, l'utilisation de matériaux uniques comme le graphène et les cristaux liquides ont été considérés pour la conception des antennes à ondes de fuite, en obtenant des résultats très intéressants en termes de reconfigurabilité, d'efficience et de directivité. Dans ce contexte, une analyse théorique originale a fourni de nouvelles formules pour l'évaluation des caractéristiques radiatives (c.à.d. la largeur de faisceau, le niveau des lobes secondaires, etc.) des antennes à ondes de fuite. En effet, la largeur du faisceau de ces antennes est, jusqu'à présent, estimée au moyen des formules proposées pour la première fois dans les années '60 par Prof. Arthur A. OLINER. Ces formules ne tiennent en compte ni de la longueur de l'antenne (sauf pour des cas très particuliers), ni du rayonnement longitudinal, elles ne permettent donc pas une évaluation rigoureuse.En complément à la reconfigurabilité en champ lointain, les ondes de fuite offrent aussi la possibilité de focaliser la radiation en champ proche. Dans ce cas, on voit que les ondes de fuite peuvent être utilisées d'une façon efficace pour générer des faisceaux non diffractifs de Bessel à travers des systèmes rayonnants à bande étroite aux ondes millimétriques. De plus, le caractère non diffractif des faisceaux de Bessel peut aussi être utilisé pour générer des impulsions très localisées (comme les solitons en optiques) à travers la superposition continue des faisceaux de Bessel sur une large bande de fréquence. Dans ce cadre, une nouvelle formulation a été développée afin de comprendre les limitations physiques et technologiques concernant la génération des impulsions non diffractives et non dispersives, c.à.d. les X-waves. Les résultats ont montré qu'un type de systèmes rayonnants à large bande, notamment les antennes RLSA (en anglais « Radial Line Slot Array »), semblent très favorables pour la génération des X-waves. / In recent years, microwave, millimeter-wave, and THz applications such as medical and security imaging, wireless power transfer, and near-field focusing, just to mention but a few, have gained much attention in the area of ICT due to their potentially high social impact. On one hand, the need of highly-directive THz sensors with tunable radiating features in the far-field region has recently boosted the research activity in the design of flexible, low-cost and low-profile devices. On the other hand, it is of paramount importance to focus energy in the near-field region, and thus the generation of limited-diffraction waves in the microwave and millimeter-wave regime is a topic of recent increasing interest. In this context, leaky-wave theory is an elegant and extremely useful formalism which allows for describing in a common fashion guiding and radiating phenomena in both the near field and the far field, spanning frequencies from microwaves to optics passing through THz. In this PhD thesis we aim to exploit the intrinsic versatility of the leakywave approach to design advanced radiating systems for controlling the far-field radiating features at THz frequencies and for focusing electromagnetic radiation in the near field at millimeter waves. Specifically, the use of relatively new materials such as graphene and liquid crystals has been considered for the design of leaky-wave based radiators, achieving very promising results in terms of reconfigurability, efficiency, and radiating capabilities. In this context, an original theoretical analysis has provided new general formulas for the evaluation of the radiating features (e.g., half-power beamwidth, sidelobe level, etc.) of leaky-wave antennas. Indeed, the current formulations are based on several simplifying hypotheses which do not allow for an accurate evaluation of the beamwidth in different situations. In addition to the intriguing reconfigurable capabilities offered by leaky waves in far-field applications, interesting focusing capabilities can be obtained in the near field. In particular, it is shown that leaky waves can profitably be used to generate limited-diffraction Bessel beams by means of narrow-band radiators in the microwave range. Also, the use of higherorder leaky-wave modes allows for achieving almost the same performance in the millimeter-wave range, where previous designs were subjected to severe fabrication issues. Even more interestingly, the limited-diffractive character of Bessel beams can also be used to generate limited-diffraction pulses as superpositions of monochromatic Bessel beams over a considerable fractional bandwidth. In this context, a novel theoretical framework has been developed to understand the practical limitations to efficiently generate limited-diffraction, limited-dispersion pulses, such as X-waves, in the microwave/millimeter-wave range. As a result of this investigation, a class of wideband radiators has been thoroughly analyzed, showing promising capabilities for the generation of both zeroth-order and higher-order Xwaves. The latter may pave the way for the first localized transmission of orbital angular momentum in the microwave range.

Broadband spectral content is required to support ultrashort pulses. However this broadband content is subject to dispersion and hence the pulse duration of corresponding ultrashort pulses may be stretched accordingly. I used a commercially-available adaptive ultrashort pulse shaper featuring multiphoton intrapulse interference phase scan technology to characterise and compensate for the dispersion of the optical system in situ and conducted experimental and theoretical studies in various inter-linked topics relating to the light-matter interaction. Firstly, I examined the role of broadband ultrashort pulses in novel light-matter interacting systems involving optically co-trapped particle systems in which inter-particle light scattering occurs between optically-bound particles. Secondly, I delivered dispersion-compensated broadband ultrashort pulses in a dispersive microscope system to investigate the role of pulse duration in a biological light-matter interaction involving laser-induced cell membrane permeabilisation through linear and nonlinear optical absorption. Finally, I examined some of the propagation characteristics of broadband ultrashort pulse propagation using a computer-controlled spatial light modulator. The propagation characteristics of ultrashort pulses is of paramount importance for defining the light-matter interaction in systems. The ability to control ultrashort pulse propagation by using adaptive dispersion compensation enables chirp-free ultrashort pulses to be used in experiments requiring the shortest possible pulses for a specified spectral bandwidth. Ultrashort pulsed beams may be configured to provide high peak intensities over long propagation lengths, for example, using novel beam shapes such as Bessel-type beams, which has applications in biological light-matter interactions including phototransfection based on laser-induced cell membrane permeabilisation. The need for precise positioning of the beam focus on the cell membrane becomes less strenuous by virtue of the spatial properties of the Bessel beam. Dispersion compensation can be used to control the temporal properties of ultrashort pulses thus permitting, for example, a high peak intensity to be maintained along the length of a Bessel beam, thereby reducing the pulse energy required to permeabilise the cell membrane and potentially reduce damage therein.

Ce document contient la synthèse des travaux de recherche effectués <br />entre 1996 et 2005, après la thèse de doctorat de l'auteur, et concerne l'étude fine de <br />certains processus stochastiques : mouvement brownien linéaire ou plan, processus de diffusion, <br />mouvement brownien fractionnaire, solutions d'équations différentielles stochastiques ou <br />d'équations aux dérivées partielles stochastiques.<br />La thèse d'habilitation s'articule en six chapitres correspondant aux thèmes <br />suivants : étude des intégrales par rapport aux temps locaux de certaines diffusions, <br />grandes déviations pour un processus obtenu par perturbation brownienne d'un système <br />dynamique dépourvu de la propriété d'unicité des solutions, calcul stochastique <br />pour le processus gaussien non-markovien non-semimartingale mouvement brownien fractionnaire, <br />étude des formules de type Itô et Tanaka pour l'équation de la chaleur stochastique, <br />étude de la durée de vie du mouvement brownien plan réfléchi dans un domaine à<br />frontière absorbante et enfin, estimation non-paramétrique et construction d'un <br />test d'adéquation à partir d'observations discrètes pour le coefficient de diffusion d'une <br />équation différentielle stochastique. <br />Les approches de tous ces thèmes sont probabilistes et basées sur l'analyse stochastique. <br />On utilise aussi des outils d'équations différentielles, d'équations aux dérivées partielles <br />et de l'analyse.

This Master`s thesis is focused on through acquaintance of principles of the function circuits with switched capaticors and posibility of their application mainly in frequency filters or signal generators. The origin of the switched capacitor circuits is mentioned at the beginning of the work. There are references to the first scientific work and scientists who have dealt with this issue. Maxwell`s idea: lossy element (resistor) replace with lossless element (switched capacitor) in electric circuit, is further described. In the next chapter of this work are listed types of switching capacitors and their use in simple RC filters and in structures of inverted or noninverted integrators and their application in more complex higher order filters. The advantages and disadvantages of SC circuits versus circuit composed of discrete components are shown. It is also listed a simple low-pass switched RC filter implemented with analogue multiplexer 4053. Using the LTC1043 integrated circuit, which structure and properties are described and analyzed in detail in the work, the 1st order aktive or pasive low and high pass filters were designed and subsequently simulated in the computer simulator OrCAD PSpice v.10. Another chapter deals with the integrated circuits higher order filters, structure and properties of the integrated filter LTC1060 are further analyzed here. Except this IC there are mentioned integrated filters commercially less available from the corporations Linear Technology and Maxim. The main objective of thesis was to propose and establish laboratory device and laboratory measurment focused on the switched capacitor circuits. The laboratory device has been designed with integrated circuits LTC1043 and LTC1060, which is demonstrated by using passive and active integrator, 2nd order band-pass and 4th order band-pass with Chebyshevovou approximation.