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Le but de cette étude est d'obtenir de nouveaux matériaux polymères photostucturables pour l'enregistrement holographique. La première partie de ce travail a été consacrée à la synthèse radicalaire de copolymères carbazoliques à base d'unités carbazolylméthacylates espacées par des groupements octylméthacrylates, puis à leur purification et enfin à leur caractérisation. Une analyse approfondie de leur comportement photochimique a été menée à des longueurs d'onde d'irradiation supérieures à 300 nm représentatives du vieillissement naturel. Une étude des mécanismes photochimiques mis en jeu sous irradiation laser à 405 nm (longueur d'onde utilisée pour l'enregistrement holographique) a ensuite été réalisée avec des copolymères dopés avec de l'iodoforme. Enfin, la faisabilité des enregistrements holographiques a pu être démontrée sous irradiation laser à 480 et 532 nm en dopant les copolymères avec de la trinitrofluorénone

Tomographic electron holography combines tomography, the reconstruction of three-dimensionally resolved data from multiple measurements with different specimen orientations, with electron holography, an interferometrical method for measuring the complex wave function inside a transmission electron microscope (TEM). Due to multiple scattering and free wave propagation conventional, ray projection based, tomography does perform badly when approaching atomic resolution. This is remedied by incorporating propagation effects into the projection while maintaining linearity in the object potential. Using the Rytov approach an approximation is derived, where the logarithm of the complex wave is linear in the potential. The ray projection becomes a convolution with a Fresnel propagation kernel, which is considerably more computationally expensive. A framework for such calculations has been implemented in Python. So has a multislice electron scattering algorithm, optimised for large fields of view and high numbers of atoms for simulations of scattering at nanoparticles. The Rytov approximation gives a remarkable increase in resolution and signal quality over the conventional approach in the tested system of a tungsten disulfide nanotube. The response to noise seems to be similar as in conventional tomography, so rather benign. This comes at the downside of much longer calculation time per iteration. / Tomographische Elektronenholographie kombiniert Tomographie, die Rekonstruktion dreidimensional aufgelößter Daten aus einem Satz von mehreren Messungen bei verschiedenen Objektorientierungen, mit Elektronenholographie, eine interferrometrische Messung der komplexen Elektronenwelle im Transmissionselektronenmikroskop (TEM). Wegen Mehrfachstreuung und Propagationseffekten erzeugt konventionelle, auf einer Strahlprojektion basierende, Tomography ernste Probleme bei Hochauflösung hin zu atomarer Auflösung. Diese sollen durch ein Modell, welches Fresnel-Propagation beinhaltet, aber weiterhin linear im Potential des Objektes ist, vermindert werden. Mit dem Rytov-Ansatz wird eine Näherung abgeleitet, wobei der Logarithmus der komplexen Welle linear im Potential ist. Die Strahlen-Projektion ist dann eine Faltung mit dem Fresnel-Propagations-Faltungskernel welche rechentechnisch wesentlich aufwendiger ist. Ein Programm-Paket für solche Rechnungen wurde in Python implementiert. Weiterhin wurde ein Multislice Algorithmus für große Gesichtsfelder und Objekte mit vielen Atomen wie Nanopartikel optimiert. Die Rytov-Näherung verbessert sowohl die Auflösung als auch die Signalqualität immens gegenüber konventioneller Tomographie, zumindest in dem getesteten System eines Wolframdisulfid-Nanoröhrchens. Das Rauschverhalten scheint ähnlich der konventionallen Tomographie zu sein, also eher gutmütig. Im Gegenzug braucht die Tomographie basierend auf der Rytov-Näherung wesentlich mehr Rechenzeit pro Iteration.

Au cours des vingt dernières années, les facettes céramiques sont devenues une solution esthétique très répandue en raison de leur conception de préparation peu invasive, de leurs propriétés biocompatibles, de leur similitude avec la couleur naturelle des dents, ainsi que de leur translucidité et de leur résistance mécanique aux forces occlusales et à l’usure [1]. La définition des facettes dentaires est celle de « coquilles » très minces, faites sur mesure de matériaux de la couleur de la dent, conçues pour recouvrir la face avant ou la face supérieure des dents afin d' en améliorer l'esthétique et/ou corriger des problèmes occlusaux. Elles sont collées aux dents et pourront en modifier la couleur la forme, et le volume [2].Elles trouvent ainsi de multiples indications à différents endroits sur les arcades dentaires sur les faces vestibulaires des dents antérieures ou plus récemment pour restaurer les surfaces occlusales corriger une occlusion déficiente [3, 4].Ces restaurations modernes se sont développées avec l'arrivée de nouveaux matériaux de reconstructions et de collages, ainsi que de nouveaux modes de conception et fabrication répondant à des exigences de simplicité, de rapidité et de précision.Pour préparer la dent à recevoir une facette, l'oscillation d’inserts ultrasonores a été proposée pour améliorer la finition des lignes marginales et optimiser l’état de surface [5].Pour leur fabrication, outre les méthodes prothétiques classiques, la CFAO (conception assistée par ordinateur - fabrication assistée par ordinateur) au développement exponentiel [6, 7 permet de réaliser une prothèse restauratrice en une seule visite en clinique avec la précision que permettent l’optique (empreintes) et la robotique (fabrication de la facette) ;[8-14]. D’autre part l’apparition de nouvelles céramiques a permis d'améliorer leur esthétique et d'augmenter leur durabilité, qu'elle soit antérieure ou occlusale.Notre première étude portait sur de nouveaux outils permettant d'optimiser la procédure de préparation des facettes. L'utilisation ou non d‘inserts oscillants sur la qualité de l'état de surface de la dent traitées pour une telle préparation. Cette question importante et récurrente, [15] pose le problème de la qualité de l'état de surface destiné à recevoir par collage une pellicule de céramique de faible épaisseur. La pérennité de ce type de prothèse dépend essentiellement du collage avec les tissus dentinaires préparés [16, 17]. La littérature, atteste d’une meilleure qualité de collage entre des surfaces dentaires rugueuses et les matériaux de restauration [18-22]. Toutefois, une question se pose concernant la qualité de cette rugosité lorsque / The first chapter of the thesis relieved the dentists from thinking a lot about the produced roughness regardless to the preparation tool. The roughness is a critical factor to the stability, to the retention, and eventually to the success of the ceramic veneers especially for the esthetic anterior veneers. This will speed up the procedure of achieving a fast treatment for the patients with the CAD-CAM systems. For the upcoming steps, an investigation is recommended to estimate the amount of the inquired roughness to achieve the minimum necessary adhesion value for the retention of the ceramic veneers, and vice versa, another investigation to evaluate the capability of the preparation tools in transferring the same roughness from the preparation tool grains to the target surface (dentin or enamel).152The second study had filled the gap of how to evaluate the IOS systems regardless to the recent common criteria, and the thesis created a novel measure (noise) to be used. The study asks the dentists to pay attention to other criteria to consider when buying an IOS system regardless to the criteria that already exists and had been directed by the producing companies. The thesis states that the noise increases when the direction of the IOS is changed. More attention should be paid at the transitional lines between the scanned surfaces while designing the digital model. An enhancement is demanded to compensate for (or if possible, to eliminate) this noise.

Les propriétés intrinsèques des fibres amplificatrices telles que leur robustesse, leur efficacité, leur qualité de faisceau ou encore leur compacité ou leur bonne gestion thermique, en font un candidat idéal pour le développement de sources lasers de haute puissance, capables de rivaliser aujourd’hui avec les lasers solides. Les applications de ces sources avec de fortes puissances sont nombreuses : l’industrie (usinage, marquage), la défense (télémétrie, imagerie), la physique des particules. Dans ce dernier cas, des sources ultra-brèves et ultra-intenses permettent d’envisager de nouvelles applications telles que la proton-thérapie ou bien le remplacement des synchrotrons actuels par des architectures moins encombrantes et ayant un rendement plus important. Ce travail de thèse s’est déroulé dans le contexte du projet ICAN qui vise à étudier l’architecture de ces nouvelles sources.La combinaison cohérente de plusieurs amplificateurs fibrés en parallèle permet d’augmenter la puissance de ces sources. Pour atteindre les énergies visées dans le projet ICAN, la combinaison cohérente de 10 000 fibres doit être envisagée. L’objectif de cette thèse est de développer des techniques de contrôle de la phase compatibles avec un très grand nombre de fibres, pour leur application aux lasers ultra-intenses nécessaires à la physique des particules.Deux architectures de combinaison cohérente basées sur une mesure de phase interférométrique ont été réalisées dans cette thèse. La première, basé sur l’holographie numérique, permet un contrôle de la phase sans aucun calcul, collectif tant au niveau de la mesure que de la correction. La seconde architecture possède un contrôle actif de phase basé sur un algorithme de traitement d’images et elle a une bande passante compatible avec le spectre de bruit des amplificateurs. La combinaison cohérente de 16 fibres à 1kHz avec une erreur résiduelle de phase de λ/60mrs a été démontrée. La compatibilité de ces deux architectures avec 10 000 fibres a été étudiée et nous avons apporté quelques éléments pour la combinaison cohérente d’un très grand nombre de fibres. / The intrinsic properties of optical fibers like robustness, efficiency, beam quality, compactness and good thermal management can now compete with solid state lasers to develop high power laser sources. The applications of such sources include industry (machining, marking), defense (telemetry, lidar), and fundamental research. In this case, high intensity lasers are compulsory to produce the next generation of particles accelerators more efficient and more compact, both for fundamental research and its direct applications such as proton therapy. This work was done in the context of the ICAN project, which studies the feasibility of such sources.To overcome the limitations in terms of power of a single amplified fiber, an idea is to use several fiber lasers and to combine them coherently. To reach the ultra-high peak power and high average power requirements for these applications, the coherent beam combining of 10,000 fiber amplifiers has to be envisaged. The goal of the work is to develop a scheme of phase control scalable to a high number of combined fibers.Two schemes based on an interferometric phase measurement are realized in this work. The fist scheme, based on digital holography, permits a collective phase measurement and correction without calculation. The second scheme is based on an active phase control with individual phase modulators. This control requires an image processing algorithm and has a bandwidth compatible with the phase spectral noise of the amplifiers. The coherent combining of 16 fibers at 1kHz with a residual phase shift error of λ/60rms is achieved in this case. We use this second scheme to evaluate its scalability. We show that the coherent combining of 10,000 fibers using off-the-shelf components is already possible.

Dans ce travail, plusieurs méthodes opto-électrochimiques ont été développées et appliquées à l’étude de systèmes chimiques à l’échelle de l’objet individuel. Du coté optique,l’holographie et la spectroscopie visible ont été associées à la super localisation pour pousser l’applicabilité de ces techniques au-delà de la limité imposée par la diffraction.Des techniques nanoélectrochimiques, comme les impacts stochastiques et l’utilisation de nanoelectrodes, complètent cette étude en renseignant sur la réactivité et sur les étapes de transfert d’électrons. Ces études couplées caractérisent ainsi les phénomènes chimiques de façon bien plus complète. Il est montré que cette caractérisation à la fois chimique et optique est en fait essentielle pour pouvoir comprendre le fonctionnement des systèmes nano chimiques in loco.En démarrant par des réactions modèle, comme l’oxydation de l’argent, la complexité des systèmes étudiés est progressivement augmentée, éclairant des phénomènes de transport,d’agrégation, ainsi que des transformation redox et de catalyse sur des matériaux complexes et mal définis tel que les oxydes de métaux de transition (cobalt) / A number of coupled optical and electrochemical single particle techniques are employed for investigating a variety of chemical systems at the level of individual objects.On the optical side, holography and visible spectroscopy are imbued with superlocalization principles pushing the applicability of these techniques down to sub-diffraction levels. Nanoelectrochemical techniques such as stochastic impacts and nanoelectrodes are used to complement this information, providing a much more complete characterization of the phenomena.It is shown that this dual optical and electrochemical single particle characterizationis actually crucial to understand complex nano chemical systems in loco. Starting frommodel reactions, such as Ag oxidation, the complexity of the studied phenomena and systems is progressively increased, as light is shed on transport phenomena, aggregation,as well as redox transformations and catalysis on complicated materials such as ill-defined transition metal (cobalt) oxides

Les lasers à rétroaction répartie (DFB) permettent de générer des impulsions à spectre très étroit, et sont des sources lasers compactes et accordables en fréquence pour des applications en optique intégrée. Au cours de cette thèse, un laser DFB dynamique a été obtenu pour la première fois dans une configuration de pompage en réflexion. Un DFB accordable à bande photonique interdite, créé par la superposition de deux faisceaux de pompe, a été réalisé dans un matériau laser dopé par des colorants, indiquant l'existence d'une modulation photoinduite de l'indice de réfraction. <br />La modulation de la polarisation, réalisée par l'ajustement de l'état de polarisation des deux faisceaux de pompe, est une technique très efficace afin d'obtenir le feedback pour l'oscillation du laser DFB dans la configuration du pompage en réflexion. Une structure photonique DFB accordable et chirale a été observée avec certains choix de polarisation des faisceaux de pompe, ce qui peut être identifié comme un laser DFB dynamique, chiral, à bande photonique interdite dépendante de la polarisation. Une émission laser à polarisation circulaire a été ainsi obtenue.

L'utilisation des techniques holographiques pour le traitement optique de l'information est souvent limitée par les performances insuffisantes des dispositifs existants (efficacité de diffraction trop faible, sélectivité restreinte, ou forte diaphonie). L'holographie intracavité peut améliorer ces propriétés de façon considérable.<br />Ce travail a pour objectif l'étude théorique et expérimentale des propriétés diffractives d'un réseau d'indice inséré dans un résonateur de Fabry-Perot, appelé réseau d'indice intracavité. Cette approche fondamentale d'un nouveau concept a conduit à l'élaboration d'un modèle analytique. La diffraction sur un réseau d'indice intracavité épais est ainsi décrite et comparée à celle sur un réseau de Bragg hors cavité. Nous étudions en particulier la diffraction d'une onde de lecture en résonance simultanée avec la cavité de Fabry-Perot et avec le réseau de Bragg. La supériorité du dispositif intracavité en termes d'efficacité de diffraction, de sélectivité angulaire et de rapport signal sur bruit est démontrée. Il apparaît que la configuration la plus favorable est celle d'un résonateur asymétrique, dont le miroir arrière est parfaitement réfléchissant.<br />Compte tenu des résultats théoriques prometteurs, un dispositif expérimental a été conçu, afin de prouver la faisabilité du concept et de valider le modèle analytique. Le milieu non-linéaire support du réseau est un liquide, de sorte que son épaisseur peut être ajustée pour faire coïncider les résonances de Bragg et de Fabry-Perot. Le réseau est inscrit optiquement, par absorption de la figure d'interférence de deux impulsions d'écriture et diffracte le faisceau de lecture continu au voisinage de la résonance de Bragg. Le signal diffracté est analysé pour remonter aux propriétés du réseau. La comparaison avec le réseau de Bragg hors cavité montre l'amélioration significative apportée par le résonateur. Ces résultats expérimentaux sont en très bon accord avec les calculs numériques issus du modèle analytique.<br />Enfin, nous revenons sur le critère de distinction entre réseaux minces (en régime de Raman-Nath) et réseaux épais (régime de Bragg) dans le cas de réseaux intracavité. Nous établissons que le seuil en épaisseur au delà duquel un réseau est épais est nettement abaissé lorsqu'on l'insère en cavité de Fabry-Perot. Le domaine d'application du modèle que nous avons établi est donc très vaste.

Au vu de leur sensibilité importante, les monocristaux de CdTe et de ZnTe photoréfractifs possèdent un avenir certain en tant que supports d'enregistrement holographique en temps réel. Si le premier matériau travaille dans le proche infrarouge (1,06-1,55 mm), le second est mieux adapté aux caméras CCD et aux diodes lasers (850 nm). Dans ce travail, les grandes étapes du développement d'un cristal de CdTe sont abordées : croissance, caractérisations, mise en forme. Le matériau est réalisé par la méthode de Bridgman-Stockbarger verticale et est optimisé en vue d'applications clairement définies. Plusieurs paramètres de croissance sont modifiés. Plus particulièrement, durant celle-ci, l'effet d'un champ magnétique axial à l'ampoule est testé. L'étude des propriétés électriques est effectuée en corrélant des expériences de résonance paramagnétique électronique et de photocourant modulé. La densité d'états est sondée par la première méthode tandis que la seconde attribue une signature structurale aux niveaux énergétiques. L'antisite de tellure ainsi qu'un deuxième centre profond sont mis en évidence. Les procédés de découpe et de polissage ainsi que le problème de claquage électrique à haut champ sont étudiés par polarimétrie. Le développement de la technique expérimentale permet de sonder la biréfringence induite aussi bien par les contraintes que par le champ électrique local. Les travaux concernant le ZnTe se sont concentrés sur sa croissance et son dopage. La cristallogénèse en phase liquide dite THM est optimisée. Deux codopages permettant de rendre le matériau résistif et photoréfractif ont été définis et validés par des caractérisations appropriées.

Cette these est consacree a l'etude des theories de supercordes dans les espaces-temps courbes. Nous etudions en particulier l'espace des modules des solutions de NS5-branes et de cordes fondamentales, a l'aide des techniques de deformations marginales de theories conformes. Parmi les exemples etudies se trouvent les espaces-temps anti-de Sitter a trois ou deux dimensions, differentes limites de decouplage de la theorie des petites cordes et l'univers de Goedel. Nous etudions egalement les fonctions de partitions de ces theories conformes, ainsi que les D-branes de certaines d'entre elles. Les applications holographiques potentielles de ces theories sont soulignees.