chapitre01

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche
Scientifique
Université Mentouri de Constantine
Faculté des Sciences de l’Ingénieur
Département d’électronique
Master1 optique
Représentée par Encadré par
BENTALEB BESMA Mme. LABBANI AMEL
SMATI AMINA

Remerciements
Ce travail a été effectué à la Faculté des Sciences de l’ingénieur de l’université Mentouri de
Constantine, au sein du laboratoire Hyperfréquences et Semi-conducteurs (L.H.S), département
d’électronique.
Je tiens à remercier tout d’abord Madame LABBANI AMEL, pour m’avoir accueillie dans le
laboratoire de L.H.S et assurer l’encadrement de ce travail.
Je remercie très sincèrement: Madame REBIAI Professeur à l’Université de Constantine.
Je tiens à remercier tout particulièrement mes parents. Merci du fond du cœur pour votre
confiance, votre soutien, votre amour, et surtout votre patience.

Sommaire
Introduction générale………………………………………………………………...1
Chapitre 1 : Généralité sur les cristaux photonique
1. les cristaux photoniques…………………………………….…………………………..2
1.1. Introduction…………………………………………………………………..2
1.2. Analogie électron-photon……………………………………………………..3
2. Les différents types de cristaux photoniques…………………………………………..3
2.1. Cristal photonique à une dimension (miroir de Bragg)……………………….4
2.1.1. Réseau de Bragg ……………………………………………………….4
2.2. Cristaux photoniques bidimensionnels………………………………………...5
2.2.1. Polarisations TE et TM ………………………………………………...6
2.2.2. Différentes familles de cristaux photoniques bidimensionnels………….7
 Le réseau carré………………………………………………………..7
 Le réseau triangulaire ………………………………………………..7
 Le réseau hexagonal…………………………...................................8
2.3. Cristaux photoniques tridimensionnels………………………………………...8
3. Les défauts………………………………………………………………………………9
3.1. Défauts ponctuels « cavités »………………………………………………….9
3.2. Défauts étendus « guides d’onde »…………………………………………...10
4. Conclusion………………………………………………………………………………11
Chapitre2 : le simulateur Rsoft
2.1. introduction……………………………………………………………………………12
2.2.simulateur Rsoft………………………………………………………………………12

 BandSOLVE………………………………………………………….13
 FullWAVE……………………………………………………………13
2.3. différents types de réseaux……………………………………………………………..14
Chapitre3 : Modélisation de structures BIP à base de nanoparticule PbSe
1.Modélisation de structures BIP à base de nanoparticule PbSe…………………………...15
1.1. Structure hexagonale 2D……………………………………………………………….15
1.2. Structure hexagonale 2D avec défaut………………………………………………….16
1.3. conclusion……………………………………………………………………………...19
Conclusion générale……………………………………………………………………...…20
Référence…………………………………………………………………………………..21

Introduction générale
L'idée originale développée par Yablonovitch [1] et S.Jhon [2] en 1987, Le premier cristal
photonique a été réalisé en 1991.Les cristaux photoniques sont des structures dont l'indice de
réfraction varie périodiquement à l'échelle de la longueur d'onde dans une ou plusieurs direction.
Ces nouveaux matériaux peuvent interdire la propagation de la lumière dans certaines directions et
pour des énergies comprises dans ce que l’on appelle une bande interdite photonique.
Les cristaux photoniques sont considérés comme des milieux hétérogènes et ils sont généralement
étudiés à l’aide de leurs diagrammes de bandes. Les plus intéressants présentent des bandes
interdites complètes ou les ondes électromagnétique ne peuvent se propager quelque soit la
polarisation.
Les applications des cristaux photoniques sont très vastes, réalisations des guides d’ondes, des
filtres et des microrésonateurs.
Les cristaux photoniques sont classés en trois types selon leur dimensionnalité: 1D ,2D ,3D, la
forme la plus simple est une structure périodique à une seule dimension « miroir de Bragg », ce type
de structure est composé d’un empilement alternés de couches de matériaux diélectrique de haut et
bas indice optique.
Ce manuscrit comprend trois chapitres :
Dans le premier chapitre, nous rappelons le concept de base des matériaux à bande interdites
photoniques et les différents types de BIP qui peuvent en résulter. Nous nous abordé les différentes
applications qui peuvent en découler de ces matériaux.
Dans le deuxième chapitre nous consacrons à la présentation des logiciels Bandsolve et le Fullwave
et leurs applications aux matériaux à bande interdites photoniques. En utilisant ces logiciels, on peut
choisir n’importe qu’elle structure et n’importe quelle type de réseaux.
On a consacré le troisième chapitre à l’étude de quelque propriété optique d’un miroir de Bragg à
base de nanoparticules PbSe dans une matrice d’air. La création de défaut dans la périodicité de la
structure étudiée, crée un niveau d’énergie permis dans la bande interdite. Ce niveau permis peut
représenter une source ponctuelle émettrice de la lumière.
Ce travail se termine par une conclusion générale.