Imagerie de phase térahertz d'un modulateur à cristaux liquides à grande ouverture avec électrode interdigitée en ITO

Le Bourlout, Audrey (2024). Imagerie de phase térahertz d'un modulateur à cristaux liquides à grande ouverture avec électrode interdigitée en ITO. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Nous avons développé avec succès et caractérisé de manière approfondie un dispositif à cristaux liquides (LC) actif à grande ouverture, spécialement conçu pour fonctionner dans la gamme de fréquences des térahertz (THz). Ce dispositif innovant se compose d'une couche de cristaux liquides nématiques prise en sandwich entre des plaques de verre avec des électrodes interdigitées. Si les cristaux liquides sont largement reconnus comme des modulateurs de phase efficaces dans les spectres visible et infrarouge, leur application dans la gamme des THz est limitée et expérimentale. Grâce à une expérimentation méticuleuse utilisant un système de spectroscopie THz dans le domaine temporel (THz-TDS), nous avons systématiquement évalué les capacités de modulation de phase de notre dispositif à cristaux liquides sur un large spectre de fréquences. Cette évaluation a permis non seulement de valider les performances du dispositif, mais aussi de mettre en évidence son uniformité spatiale, ce qui est crucial pour les applications nécessitant un contrôle précis de la phase sur une grande surface. Plus précisément, nos mesures ont démontré des effets de modulation de phase cohérents sur l'ensemble des 25 mm de diamètre du dispositif à cristaux liquides, affirmant son potentiel pour des applications pratiques dans la manipulation des ondes THz. En outre, en tirant parti de la capacité d'imagerie THz à large bande de notre installation, nous avons réalisé une cartographie spatiale complète pour évaluer l'uniformité de la modulation de phase à travers la grande ouverture. Cette capacité est essentielle pour déployer les dispositifs LC en tant que plaques de phase rentables dans les systèmes à ondes THz, où la modulation de phase uniforme est essentielle pour obtenir les résultats souhaités dans les technologies d'imagerie et de communication. En résumé, cette étude marque une avancée significative dans le développement de dispositifs LC adaptés aux fréquences THz, en donnant un aperçu de leurs caractéristiques opérationnelles et en ouvrant la voie à leur intégration dans les technologies THz de la prochaine génération. Nos résultats soulignent le potentiel des solutions à base de LC pour améliorer la fonctionnalité et l'accessibilité des systèmes de traitement des ondes THz, promettant des applications plus larges dans des domaines tels que la spectroscopie, l'imagerie et les télécommunications.

Titre traduit

Terahertz phase imaging of large-aperture liquid crystal modulator with ITO interdigitated electrode

Résumé traduit

We have successfully developed and thoroughly characterized a large-aperture active liquid crystal (LC) device, specially designed to operate in the terahertz (THz) frequency range. This innovative device consists of a layer of nematic liquid crystals sandwiched between glass plates with interdigitated electrodes. While liquid crystals are widely recognized as effective phase modulators in the visible and infrared spectra, their application in the THz range is limited and experimental. Thanks to meticulous experimentation using a THz time-domain spectroscopy system (THz-TDS), we have systematically evaluated the phase modulation capabilities of our liquid crystal device over a wide frequency spectrum. This evaluation not only validated the device's performance, but also highlighted its spatial uniformity, which is crucial for applications requiring precise phase control over a large area. More specifically, our measurements demonstrated consistent phase modulation effects across the entire 25 mm diameter of the liquid crystal device, affirming its potential for practical applications in THz wave manipulation. In addition, taking advantage of our facility's broadband THz imaging capability, we performed comprehensive spatial mapping to assess phase modulation uniformity across the large aperture. This capability is essential for deploying LC devices as cost-effective phase plates in THz-wave systems, where uniform phase modulation is key to achieving desired results in imaging and communication technologies. In summary, this study marks a significant advance in the development of LC devices suitable for THz frequencies, providing insight into their operational characteristics and paving the way for their integration into next-generation THz technologies. Our results highlight the potential of LC-based solutions to improve the functionality and affordability of THz wave processing systems, promising wider applications in fields such as spectroscopy, imaging and telecommunications.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire par article présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie des technologies de la santé". Comprend des références bibliographiques (pages 70-78).
Mots-clés libres:	térahertz, cristal liquide, spectroscopie temporelle térahertz, plaque de phase
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Blanchard, François
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	30 avr. 2025 14:10
Dernière modification:	30 avr. 2025 14:10
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3584

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