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Soutenance de Thèse

Mardi 26 novembre 2013 à 14h30,
Salle des séminaires, Bât. A

Orateur : Nicolas BOUDOU (Equipe HELFA)
"Spectrométrie de Fourier intégrée pour l’astronomie millimétrique"

Au cours des dernières décennies, l’observation du ciel dans les longueurs d’onde millimétriques a permis de faire grandement progresser notre compréhension de l’univers, notamment à travers l’étude du fond diffus cosmologique. Pour répondre aux besoins actuels des astronomes, nous proposons un instrument intégré permettant de réaliser des mesures spectrales large-bande dans le domaine millimétrique. Celui–ci se base sur le concept de SWIFTS (Stationary-Wave Integrated Fourier-Transform Spectrometer : spectromètre de Fourier intégré à onde stationnaire), un instrument déjà opérationnel aux longueurs d’onde visibles et infra-rouge. Notre dispositif « SWIFTS millimétrique » utilise des détecteurs à inductance cinétique (KID pour Kinetic Inductance Detectors) comme détecteurs de lumière.

Différents aspects de la conception du SWIFTS millimétrique sont abordés dans la présentation. Le dimensionnement des éléments clés du dispositif est réalisé à l’aide de simulations électromagnétiques. Nous proposons aussi un procédé de fabrication en technologie silicium permettant le dépôt d’antennes sur membrane de nitrure de silicium (SiN). Les premières caractérisations permettent de confirmer un fonctionnement adapté des détecteurs en configuration SWIFTS et démontre l’existence d’un couplage entre l’antenne et un des détecteurs aux longueurs d’onde millimétriques ce qui ouvre la voie à un futur démonstrateur.

Parallèlement, la technologie développée pour le SWIFTS millimétrique a rendu possible la fabrication de KID sur membrane. L’intérêt est ici d’évaluer la membrane comme un moyen de réduire l’interaction entre les rayons cosmiques et le détecteur dans la perspective d’une utilisation des KID dans l’espace. Des mesures comparatives effectuées sur KID déposés sur membrane et sur substrat démontrent des taux d’évènements identiques dans les deux cas. La membrane est donc inefficace pour l’application envisagée. Le temps de relaxation présente en revanche une dépendance avec la présence du substrat.

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