Le grand intérêt des fréquences THz (0.1-10 THz) pour l’imagerie, la spectroscopie et les communications sans fils a conduit à un important développement de dispositifs pour la génération et la détection d’ondes THz. Les photodiodes à transport unipolaire font partie des principales sources grâce à leur comportement large bande (0-3 THz), leur fonctionnement à température ambiante, leur longueur d’opération à 1.55 µm et leur taille compacte. Le plus grand inconvénient est la leur faible puissance RF générée à haute fréquence (ordre du µW à 1 THz). Une technique pour l’augmenter consiste à utiliser des puissances optiques en entrée plus élevées. Par contre, cette solution peut conduire à leur destruction due à l’échauffement, surtout en cas d’absorption non voulue.Dans la première partie de la thèse un contact électrique basé sur un réseau sub-longueur d’onde a été développé pour réduire ce problème. Cette solution donne des bonnes propriétés électriques, optiques et thermiques avec un procédé plus simple en termes de fabrication et caractérisation par rapport aux travaux précédents.Un deuxième inconvénient est relié à leur caractère non-linéaire qui conduit à un bruit à basse fréquence à cause du large spectre des sources optiques. Ce problème est critique dans le cas de mesures à haute fréquence avec des détecteurs incohérentes car les puissances RF sont très faibles.Dans la deuxième partie de la thèse un filtre passe-haut avec une haute transparence et large bande a été développé sur un diélectrique avec faible pertes aux fréquences THz. Le procédé développé peut être utilisé pour des dispositifs en espace libre grâce aux propriétés optique du diélectrique. / The increasing interest in the THz region (0.1-10 THz) for applications like imaging, spectroscopy and wireless communications is leading to a strong development of devices for the generation and detection of THz waves. Uni-travelling carrier photodiodes (UTC-PDs) are one of the main sources due to their broadband behavior (0-3 THz), room temperature operation, driving wavelength of 1.55 µm and compactness. Their main drawback comes from the low output RF powers at high frequencies (order of µW at 1 THz). A technique to increase their RF powers consists in using higher optical driving powers. However, this solution may lead to their failure because of heating, especially in case of unwanted absorption.In the first part of the thesis an electrical contact based on sub-wavelength apertures has been developed to reduce this issue. This solution has been shown valuable under multiple aspects. It provides good electrical, optical and thermal properties, while leading to an easier process in terms of fabrication and characterization with respect to previous works.A second drawback of UTC-PDs is due to their non-linear behavior which leads to a noise at low frequency because of the broad spectrum of the driving optical signals. This issue is critical for measurements at high frequencies with incoherent detectors due to the low RF powers to be detected.In the second part of the thesis a high-transparency broadband high-pass mesh filter has been developed on a novel low-loss dielectric material to filter-out this noise. The developed process can be exploited in other free-space devices like metamaterials due to the remarkable properties of this dielectric at THz frequencies.

Cette thèse se concentre sur l’étude du bruit et des interférences présentant un comportement impulsif, un attribut que l’on peut retrouver dans de nombreux contextes comme les communications sans fil. Cette interférence est caractérisée par la présence d’amplitudes élevées pendant des durées courtes. En fait, ces caractéristiques indésirables conduisent à des queues de distributions plus lourdes qui peuvent être modélisées par la distribution α-stable. En particulier, nous étudions le comportement impulsif qui se produit dans les réseaux de communication à grande échelle qui forme la base de notre modèle d’interférence dynamique. Plus précisément, une telle interférence peut se rencontrer dans des réseaux hétérogènes avec des paquets courts à transmettre, comme dans l’Internet des objets, lorsque l’ensemble des interférents actifs varie rapidement. La première partie de ce travail est d’étudier la capacité des canaux de bruit α-stable, qui n’est pas bien comprise actuellement, sauf dans le cas du bruit de Cauchy (α = 1) avec une contrainte logarithmique et du bruit gaussien (α = 2) avec une contrainte de puissance. Nous calculons des bornes inférieures et supérieures pour la capacité avec une contrainte de moment de la valeur absolue (amplitude). Nous considérons les canaux à bruit symétrique additif α-stable avec α ∈ ]1, 2]. Nous utilisons ensuite un algorithme inspiré du Blahut-Arimoto afin de comparer les bornes proposées, ce qui permet en particulier d’évaluer l’effet des paramètres de bruit sur les bornes. Nous étendons ensuite le travail à la capacité de canaux à bruit additif complexe, isotrope α-stable et l’impact de nos limites dans des contextes pratiques. / This thesis focuses on the study of noise and interference exhibiting an impulsive behavior, an attribute that can be found in many contexts such as wireless communications. This interference is characterized by the presence of high amplitudes during short durations. In fact, these undesirable features lead to heavier tails in the distributions and can be modeled by the α-stable distribution. In particular, we study the impulsive behavior that occurs in large-scale communication networks that forms the basis for our model of dynamic interference. More precisely, such interference can be encountered in heterogeneous networks with short packets to be transmitted, as in the Internet of Things, when the set of active interferers varies rapidly. The first part of this work is to study the capacity of α-stable additive noise channels, which is not well understood at present, except in the case of Cauchy noise (α = 1) with a logarithmic constraint and Gaussian noise (α = 2) with a power constraint. We derive lower and upper bounds for the capacity with an absolute moment (amplitude) constraint. We consider additive symmetric α-stable noise channels with α ∈ ]1, 2]. We then use an algorithm inspired by the Blahut-Arimoto algorithm in order to compare our bounds with a numerical approximation, which provides insight into the effect of noise parameters on the bounds. In particular, we find that our lower bound is in good agreement with the numerical approximation for α close to 2. We then extend the work to the capacity of the additive complex isotropic α-stable noise channel and we also analyze the impact of our bounds in practical contexts.

Thèse de doctorat--Signal et images--Paris--ENST, 2005. / Bibliogr. p. 175-180. Résumé en français et en anglais.

Thèse doctorat : Acoustique : Villeurbanne, INSA : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 184-194.

Thèse doctorat : Génie Mécanique : Villeurbanne, INSA : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 171-175.

Thèse doctorat : Acoustique : Ecully, Ecole centrale de Lyon : 2008. / 136 références.

Thèse doctorat : Acoustique : Ecully, Ecole centrale de Lyon : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. 136 références.

Thèses (Ph.D.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1999. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thèses (M.Sc.A.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1997. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Th. doct.--Signal et image--Paris--ENST, 1992. / Bibliogr. p. 211-223. Résumés en français et en anglais.