Ce travail s'inscrit dans le cadre d'un projet commun soutenu par la DGA (procédure RAPID), le projet Récepteur Optique Hyperfréquences LArge Bande ou ROHYLAB, dont VectraWave fait parti. Ce travail de thèse s'inscrit dans le domaine de la radio-sur-fibre en particulier au niveau de la réception. Nous nous inscrivons dans le contexte des photorécepteurs faible bruit, le but étant d'optimiser l'interface optique-électrique de ceux-ci tout en garantissant une grande dynamique. Après avoir présenté les avantages de la radio-sur-fibre à savoir : hauts débits, robustesse et encombrements, nous présentons les photorécepteurs et les différents paramètres qui les caractérisent. Cette étape nous permet de les comparer entre eux en les regroupant en fonction des techniques de conception utilisées dans la littérature. Cette étape nous permet d'identifier la technique de conception à utiliser. Nous choisissons de concevoir photorécepteur bande étroite dont on viendra élargir la bande. Nous définissons ensuite les paramètres nécessaires à la comparaison des technologies entre elles afin de justifier le choix de la technologie de transistor à utiliser. Nous étudions le photorécepteur en tant que système afin de mettre en évidence l'importance des paramètres présentés précédemment sur les performances de celui-ci. De cette analyse nous proposons une méthode de conception bande étroite liant l'ensemble des grandeurs. Nous montrons aussi comment estimer les performances limites en fonction de la technologie utilisée pour la photodiode et celle de l'amplificateur. Aussi nous montrons l'expression de cercles à densité équivalente de courant de bruit constants et de cercles à transimpédance constants. A partir de la modélisation théorique du photorécepteur et l'expression théorique des grandeurs caractéristiques, nous proposons la mise en œuvre et l'utilisation des outils présentés au chapitre précédent avec un logiciel de conception assisté par ordinateur. Nous montrons la modélisation de composants opto-microondes dans un environnement de simulation électrique. A l'aide de ces outils nous concevons trois photorécepteurs faible bruit et à grande dynamique dans la bande 2,9 GHz - 3,4 GHz. Les objectifs fixés sont : 300 de transimpédance, 5 pA/pHz. Ces circuits ont été simulés sous l'environnement électrique ADS mais aussi sous l'environnement électromagnétique MOMEMTUM. Les trois circuits présentent des performances records en bruit à de 3 GHz vis à vis de l'état de l'art. La réalisation du deuxième circuit conçu permet la caractérisation des photorécepteurs dans la bande 2,9 GHz - 3,4 GHz. Nous validons ainsi la démarche et proposons un circuit compétitif vis-à-vis de l'état de l'art. Dans une dernière section de cette thèse, nous illustrons le fait que cette méthode peut être exploitée sur d'autres technologies. Nous mettons en avant aussi le fait que l'on peut envisager la conception de photorécepteurs autour de 20 GHz. Nous envisageons aussi l'utilisation d'une inductance active pour réaliser des photorécepteurs accordables en fréquence pour des fréquences basses / This work is based on a common project support by the DGA, the project ROHYLAB for “wide band opto-microwave receiver” with Vectrawave . This work aim to optimized the optic-electric interface of a receiver in the radio-over-fiber field to design a low noise and high dynamic receiver. After an overview of radio-over-fiber's avantages such as: high data rates, security and security, we presented different photoreceiver and the figure of merit used to caracterized them. This step allow a comparison of the photoreceiver classified by the design topologies used in order to choose which design methodology we will used in this work. In an other hand, the same analysis is done for the transistor technologies. We presented a study of photoreceiver as a system in order to highlight the impact of main caracteritics on its performances. From this analysis allow to show a narrow band design method which link the caracteristics of the photodiode to the transistor's caracteristics. We also present some design tools such as circles of constant equivalent noise current density and circles of constant transimpedance. From the photoreceiver's theoritical model and the expressions of the main caracteristics, we implement the deisgn tools presented in ADS. In this section we also present the opto-microwave components models. Using this tools, we design three photoreceiver with low noise and high dynamics. This photoreceiver's aims to reach 300 Ohms of transimpedance and 5pA/Hz of noise. This circuits are implemented in ADS's eletrical fields and also in MOMENTUM's fields. All of this circuits appears as a competitive one in terms of noise at 3GHz .From the photoreceiver's design, we realized some cicuirts which permit photoreceiver's caracterization in 2.9 GHz - 3.4 GHz bandwidth. This measurements validate our approach and confirm a competitive circuit in term of noise compare to litterature. In a final sectin of this work, we illustrate an extension of this approach on other technologies. We also highlight a design of a photoreceiver at 20 GHz. In the end, we suggest the using of an active inductor to realize switchable frequency photoreceiver in low frequency

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La mélatonine, hormone "donneuse de temps de l’organisme", en plus de sa synthèse principale dans la glande pinéale est produite dans la rétine où sa régulation et ses fonctions restent partiellement connues chez les mammifères. Le but de mon projet a été de caractériser l’expression temporelle et spatiale de la mélatonine et d’examiner son rôle potentiel dans la physiopathologie rétinienne. Une première partie a révélé au moins deux sites de production de la mélatonine dans la rétine : une synthèse nocturne de l'hormone dans les photorécepteurs de type cône ainsi qu'une production diurne dans les cellules ganglionnaires. Nos résultats ont démontré que la mélatonine peut agir par l'intermédiaire de son récepteur nommé MT1, localisés dans chacune des trois couches rétiniennes. Une seconde partie a mis en évidence que la mélatonine augmente la survie des photorécepteurs chez les rongeurs âgés en modulant l'activation de la voie de survie cellulaire via ses récepteurs MT1 et MT2. / Melatonin, a major hormonal "Zeitgeber" in the body, is produced in the pineal gland as well as the retina. In mammals its regulation and functions in this tissue are only partially understood. The aim of my project was to characterize the temporal and spatial expressions of melatonin as well as its potential roles in retinal physiopathology. In the first part, we identified the timing and sites of melatonin production. Notably, nocturnal synthesis occurs in the cones while diurnal production is seen in the ganglion cells. Our work also establishes that melatonin can act via its MT1-type receptors localized in the three retinal nuclear layers. The second axis demonstrated that melatonin increases photoreceptors viability via its receptors during the course of aging by modulating activation of an intracellular survival pathway.

1/ Évaluation de l'activité anti-proliférative de la canthin-6-oneLa canthin-6-one est un alcaloïde d'origine végétale dont les propriétés antipyrétique et antiparasitaire sont utilisées en médecine traditionnelle. Une meilleure connaissance de ses propriétés anti-prolifératives et de son mode d'action sont nécessaires. Nous avons observé une inhibition complète de la prolifération de lignées cancéreuses en présence de canthin-6-one ayant pour origine une accumulation des cellules dans la phase G2/M du cycle cellulaire. La conservation phylogénétique des mécanismes du cycle cellulaire nous a permis d'utiliser la levure Saccharomyces cerevisiae pour rechercher des gènes cibles de la canthin-6-one. Nous avons identifié deux gènes de résistance correspondants à une pompe d'efflux et à une enzyme impliquée dans le contrôle qualité de la réplication à la transition G2-M.2/ Rôle de la signalisation calcique dans la différenciation des photorécepteursUne meilleure connaissance des mécanismes de différenciation des photorécepteurs est importante pour la lutte contre les dégénérescences rétiniennes. Un délai d'une semaine, entre la détermination des précurseurs de photorécepteurs et l'activation transcriptionnelle de gènes de fonction, suggère l'attente d'un signal important pour cette étape de la différenciation. Par une approche pharmacologique in vitro, nous avons pu montrer que l'activation du gène de la rhodopsine dépend d'une voie de signalisation impliquant un canal activé en hyperpolarisation (HCN), des canaux calciques de type T ou R et de l'activité de la kinase calmoduline-dépendante. Le profil d'expression du canal HCN1 dans la rétine embryonnaire suggère qu'il pourrait jouer un rôle limitant dans ce mécanisme. / 1/ Evaluation of canthin-6-one anti-proliferative properties Canthin-6-one is an alkaloid molecule produced by tropical plants used in traditional medicine for its antipyretic and antiparasitic properties. Evidence-based medicine requires better knowledge of canthin-6-one's anti-proliferative effects and mode of action. In the presence of canthin-6-one, we demonstrated a complete growth inhibition of human cancer cells due to the accumulation of cells in the G2/M phases of the cell cycle. Cell cycle pathways being evolutionarily conserved in eukaryotes, we used the yeast Saccharomyces cerevisiae as a model system to further analyze the mode of action of canthin-6-one. A yeast genomic library was screened for suppressors of canthin-6-one toxicity and two resistance genes were identified. One encodes a transporter, probably involved in canthin-6-one efflux. The other one encodes an enzyme involved in DNA quality control.2/ Role of calcium signaling in photoreceptor differentiationThe design of new treatments for retinal degenerations should benefit from better knowledge of photoreceptor differentiation. During retinal differentiation in chicken embryos there is a long time lag between commitment to the photoreceptor fate and transcriptional activation of rhodopsin gene, suggesting committed precursors are in a standby state waiting for a signal to activate opsin gene expression. We demonstrate by a pharmacological approach in vitro that rhodopsin gene activation depends on a signaling pathway involving hyperpolarisation-activated channels (HCN), T- or R-type calcium channels and calmodulin-dependent protein kinase. The expression profile of HCN1 in the embryonic retina suggests it may be a limiting factor for rhodopsin gene activation.

Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre des télécommunications optiques à haut-débit sur courtes distances. L'ère numérique dans laquelle nous vivons pousse les architectures actuelles à évoluer aussi rapidement que le besoin en débit. Les réseaux d'accès et data-centers doivent d'ores et déjà évoluer, notamment au niveau des composants et sous-systèmes chargés de détecter les signaux optiques après leur transmission : les photorécepteurs. La montée en débit à 40 Gb/s et au-delà est limitée par l'architecture actuelle des photorécepteurs dont l'interfaçage entre ses deux fonctions primaires (photodétection[PD]/amplification[TIA]) limite la bande passante. Les solutions présentées, visant à limiter la parallélisation multi-longueurs d'onde des composants et ainsi les coût de déploiement, proposent d'augmenter la rapidité des modules photorécepteurs en optimisant leur architecture. Deux axes d'optimisation sont alors proposés au niveau du photorécepteur : Une approche co-packaging ayant pour objectif de considérer les deux fonctions clés du photorécepteur comme des boîtes noires auxquelles il convient d'ajouter un circuit externe permettant d'augmenter la bande passante, et une approche co-design visant à concevoir un nouveau circuit amplificateur transimpédance (TIA) intégrant directement une fonction de pré-égalisation adaptée à la photodiode permettant de repousser la fréquence de coupure du récepteur. / This thesis falls within the scope of high-speed short-reach optical communication where the growing need in data transfer forces the current architectures to evolve as quickly. Acces network and data-center components and subsystems must follow this growth, especially on the photoreceiver side. 40 Gb{s and beyond high-speed communications are limited by the current photoreceiver architecture, which, due to the integration of both of its main functions (photodetection[PD]/amplification[TIA]), limits the maximum achievable bandwitdh. In order to reduce the amount of components and price caused by multi-architectures, photoreceivers bandwidth must be increased. Two solutions are proposed so that the photoreceiver performances can be optimized : A co-packaging approach in which both main functions of the photoreceiver are considered as black boxes to which must be added an external circuit allowing to increase the bandwidth, and a co-design approach in which a new transimpedance amplifier (TIA) is designed, integrating a pre-equalizing function based on the photodiode characteristics, allowing an enhancement of the photoreceiver bandwitdh.