Capteurs environnementaux à base de dispositifs photonique pour la surveillance de la qualite de l’air dans l’automobile

Cette thèse explore les dispositifs de circuits photoniques intégrés (PIC) basés sur une plateforme en nitrure de silicium (SiN), en mettant l'accent sur leur potentiel pour la détection de particules dans l'air, un élément clé des capteurs de l'indice de qualité de l'air (AQI). La haute sensibilité volumique des résonateurs à anneaux (MRR) dans ces dispositifs permet la détection de faibles concentrations de particules, tandis que les forces optiques permettent le piégeage spécifique à la taille des particules. Pour relever les défis liés au piégeage de particules diélectriques de moins de 100 nm, cette recherche explore diverses structures photoniques, y compris des guides d'onde diélectriques, des résonateurs en mode d'ordre supérieur (HOM) et des guides d'onde plasmoniques hybrides. cette étude comprend leur conception, leur fabrication et leur compatibilité avec des plateformes industrielles telles que DAPHNE de STMicroelectronics. L'analyse des forces optiques, réalisée à l'aide de méthodes telles que le tenseur de contrainte de Maxwell (MST) et l'approximation de dipôle discret (DDA), fournit un cadre rigoureux pour optimiser la conception et évaluer différentes structures. Les résultats soulignent le potentiel des guides d'ondes HOM et des guides d'ondes plasmoniques hybrides pour le piégeage optique avancé et la détection de l'IQA, ouvrant ainsi la voie à des approches innovantes pour les applications de surveillance de l'environnement.