Retournement temporel et focalisation sublongueur

Transcription

1 Retounement tempoel et focalisation sublongueu d onde Laboatoie Ondes et Acoustique Pais

2 Focalisation : petite ouvetue Distance focale : F Onde plane D W F>>D Lentill e Hypothèse : Faible ouvetue Lageu tache focale : W =λf/d

3 Focalisation : gande ouvetue F Onde plane D W lentille D>>F W = λ/2 Limite de diffaction

4 Focalisation sub-longueu d onde? Micoscopie champ poche Supe-lentilles Matéiaux à indices de éfaction négatifs (matéiaux main gauche) Renvesement tempoel Souces etounées tempoellement : puits acoustique Renvesement su des antennes mico-stuctuées

5 Pincipe du etounement tempoel (1) Étape alle Émetteuécepteus Φ( s,t) Φ( s,t) est enegistée su une suface femée

6 Pincipe du etounement tempoel (2) Etape etou Émetteuécepteus Focalisation au point initial

7 Effet kaléidoscopique souce Émetteus-écepteus p i, ( t) Paois éfléchissante (, T t) p i Etape Alle Etape Retou

8 Dispositif expéimental C. Daege and M. Fink Ondes de flexion (A 0 mode) Galette Silicon wafe de silicium A 15cm B 1mm Aluminum Tip 1 Mhz tansduces

9 RT dans un milieu évebéant A B Fenête de etounement tempoel 20ms

10 Inteféomète mesue les déplacements nomaux A B t Flip

11 focalisation C. Daege and M. Fink, PRL, 1997

12 Théoie du RT RT,t G S S,-t t G s,t d 2 s Théoème de Geen RT,t G S, t G S,t Fonction de Geen avancée (anti-causale) Fonction de Geen etadée (causale) A une féquence RT,ω G* S,ω G S,ω

13 Limite de ésolution à une féquence RT,ω G* S,ω G S,ω Im { Gˆ ( R,ω) } Gˆ 0 adv ( R, ω) Convegente = exp J. de Rosny, M. Fink { j( kr ωt) } R Singulaité R=0 Inteféence des 2 sin R { kr} exp ( jωt) Sans singulaité Limite de diffaction (λ/2) Gˆ 0 et = Divegente exp { j( kr ωt) } R Singulaité R=0

14 Que devait-ête un «vai» RT Onde seulement convegente Gˆ 0 adv ( R, ω) exp { j( kr ωt) } R Avec une singulaité

15 Renvesement de la souce Teme de popagation ) ( ) ( ), ( t f t t c = δ φ Souce ponctuelle ) ( ) ( ), ( t f t t c = Φ δ Souce à 0 excitée pa f(-t) (souce RT) Onde convegente + Renvement du temps des Condition aux limites

16 Pincipe du puits acoustique En opposition de phase

17 Réalisation expéimentale de Rosny and M. Fink, PRL, 2002

18 Analyse en temes d ondes évanescentes Champs 3D Φ s ( ) = ik e A Souce initiale 0 Φ Φ TRC TRC ( ) = A ( ) + Φ TRS * Champ RT sin( k 2i ( ) = 0 Φ ) * S ( ) Φ TRS ( ) = A Souce TR * ik e 0 Φ Φ ik // // ( k 2 // ) = ( // ) e d // x // Tansfomée de Fouie su un plan abitaie Π Point focal z y Π Toutes les ondes évanescentes sont poduites pa la souce RT

19 Comment avoi une focalisation sublongueu d onde sans RT la souce?

20 Réto-convesion des ondes évanescentes Souce Diffuseu dans le champ poche RT en champ lointain Rétoconvesion Caminati et al., Phys. Rev. A 62, (2000) Récipocité des ondes évanescentes

21 Renvesement du temps des ondes électomagnétiques 2 éseaux de 8 antennes 2 éseaux de 8 antennes Chambe évebéantes EM d 1m 3

22 Renvesement du temps d ondes EM Mioi à envesement tempoel Réseau de 8 antennes monopolaies su plan de masse Bande passante emission/éception : 200MHz autou de 2.44GHz (λ = 12.3cm) 2 multiplexeus 8 voies G Leosey, J. de Rosny, A Touin, M Fink

23 Etape «Alle» Chambe évebéante MRT Impulsion de 10-ns Oscillo. numéique 20GEchan/s Bande : 6GHz

24 Etape «Retou» Chambe évebéante MRT? Géné. abitaie 2.45GHz±100MHz

25 Compession tempoelle 10ns Impulsion oiginale etouvée su l antenne initiale

26 Focalisation spatiale avec un éseau «classique» ~λ/2 G. Leosey et al., Phys. Rev. Lett., 92, p (2004). G. Leosey et al, Appl. Phys. Lett., 88, (2006).

27 Focalisation avec un éseau mico-stuctué Fils de cuive émaillés 2mm Diffuseus : fils de cuive émaillés diélectique Ame blindage Plan de Masse Distance inte-antenne : 4mm Antenne 3 Antenne 4 Reseau de 8 antennes

28 Disposition Mioi à RT Focalisation champ lointain λ/2 antennas 7λ/2 10 λ Chambe évebéante 7λ/30 Réseau sub-longueu d onde

29 Focalisation sub-longueu d onde Focalisation su : l antenne 3 l antenne 4 Résolution < λ/30 (4 mm) G. Leosey et al., Science, 315,1120 (2007).

30 Application aux télécoms G. Leosey et al., Science, 315,1120 (2007).

31 Conclusion Retounement tempoel de souces Anti-buit Violation de la causalité Difficulté de mise en oeuve Antennes mico-stuctuées Beaucoup plus facile à fabique Application aux télécoms Signal su buit? Capacité? Y a-t-il de meilleus géométies?

32 Meci! Pesonnes qui ont paticipé à ce tavail C. Daege G. Leosey J. de Rosny A. Touin M. Fink