Modelling of quasi-optical systems and original components for THz signal measurement
Modélisation de systèmes quasi-optiques et de composants originaux pour la mesure de signaux THz
Résumé
Terahertz (THz) radiation is gaining increasing attention due to its ability to penetrate various non-conductive materials such as plastics, ceramics, and textiles. It is used in numerous applications, including telecommunications, non-destructive material testing, security, and biomedical technologies, all of which requiring quasi-optical systems to manipulate these waves.
In this context, simulating complex quasi-optical systems is essential for designing more efficient devices. This thesis examines the use of asymptotic methods, such as the decomposition of an electromagnetic field into Gaussian beams (GB), to model the interaction of THz waves with quasi-optical components. After presenting the formalism of Gaussian beams, the developed simulator is used to model free-space material characterisation setups in the W and J bands, followed by the modeling of a focusing device for THz imaging.
Le rayonnement térahertz (THz) suscite un intérêt croissant grâce à sa capacité à pénétrer divers matériaux non conducteurs, tels que les plastiques, les céramiques et les textiles. Il est utilisé dans de nombreuses applications, allant des télécommunications au contrôle non destructif des matériaux en passant par la sécurité et les technologies biomédicales, et nécessitant des systèmes quasi-optiques pour manipuler ces ondes.
Dans ce contexte, la simulation de systèmes quasi-optiques complexes est essentielle pour concevoir des dispositifs plus performants. Cette thèse examine l'utilisation de méthodes asymptotiques, en particulier la décomposition d'un champ électromagnétique en faisceaux gaussiens (FG), pour modéliser l'interaction des ondes THz avec des composants quasi-optiques. Après avoir présenté le formalisme des faisceaux gaussiens, le simulateur développé est utilisé pour modéliser des bancs de caractérisation de matériaux en espace libre dans les bandes W et J, puis un dispositif focalisant employé pour l'imagerie THz.
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