Développement de détecteurs MKIDs (Microwave Kinetic Inductance Detectors) fonctionnant dans l'infrarouge proche et le visible pour l'astronomie.

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Submitted on 26 Jun 2020

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Développement de détecteurs MKIDs (Microwave

Kinetic Inductance Detectors) fonctionnant dans

l’infrarouge proche et le visible pour l’astronomie.

Samir Beldi

To cite this version:

Samir Beldi. Développement de détecteurs MKIDs (Microwave Kinetic Inductance Detectors) fonc-tionnant dans l’infrarouge proche et le visible pour l’astronomie.. Astrophysique [astro-ph]. Université Paris sciences et lettres, 2019. Français. �NNT : 2019PSLEO008�. �tel-02881998�

Préparée au GEPI à l'Observatoire de Paris

Développement de détecteurs MKIDs (Microwave Kinetic

Inductance Detectors) fonctionnant dans

l'infrarouge-proche et le visible pour l'astronomie

Soutenue par

Samir BELDI

Le 08 octobre 2019

Ecole doctorale n° 127

Astronomie et Astrophysique

d’Île-de-France

Spécialité

Instrumentation pour

l'Astronomie

Composition du jury :

Antonella BARUCCI Présidente

Astronome, LESIA

Frédérique, GADOT

Professeur, Université Paris Nanterre Rapporteur

François, PAJOT

Directeur de recherche, IRAP Toulouse Rapporteur

Andrea, CATALANO

Chargé de recherche, LPSC Grenoble Examinateur

Faouzi, BOUSSAHA

Ingénieur de recherche, GEPI Co-directeur Piercarlo, BONIFACIO

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✶✹ ❈❍❆P■❚❘❊ ✶✳ ■◆❚❘❖❉❯❈❚■❖◆ ➚ ▲❆ ❙❯P❘❆❈❖◆❉❯❈❚■❱■❚➱ ❋✐❣✉r❡ ✶✳✸✳✶✿ ❈♦♥❞✉❝t✐✈✐tés tr❛❝é❡s ❡♥ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ ❧❛ t❡♠♣ér❛t✉r❡ ♣♦✉r ❧✬❛❧✉♠✐♥✐✉♠ à 1.5 GHz ❡♥ ✉t✐❧✐s❛♥t ❧❡s éq✉❛t✐♦♥s ❞❡ ▼❛tt✐s✲❇❛r❞❡❡♥✳ ▲❛ ❝♦♥❞✉❝t✐✈✐té ♥♦r♠❛❧❡ ✭σ1✮ ❞✉❡ à nn❞✐♠✐♥✉❡ r❛♣✐❞❡♠❡♥t à ♠❡s✉r❡ q✉❡ ❚ s✬é❧♦✐❣♥❡ ❞❡ ❧❛ Tc✳ ◗✉❛♥t à σ2✱ ❡❧❧❡ ❛✉❣♠❡♥t❡ ❡t s❛ ♣♦♣✉❧❛t✐♦♥ ❡st ♠❛❥♦r✐t❛✐r❡ ❞ès s♦♥ ❛♣♣❛r✐t✐♦♥✳ ❚②♣✐q✉❡♠❡♥t τ ❡st ❞❡ ❧✬♦r❞r❡ ❞❡ 10−14_{s ❡t q✉❡✱ ♣♦✉r ❧❡s ❢réq✉❡♥❝❡s ♠✐❝r♦✲♦♥❞❡s✱ ♥♦✉s} ❛✈♦♥s ✿ ω2_τ2 _{≪ 1✳ P❛r ❝♦♥séq✉❡♥t✱ ❧❛ ♣❛rt✐❡ ✐♠❛❣✐♥❛✐r❡ ❞❡ ❧❛ ❝♦♥❞✉❝t✐✈✐té ♥♦r♠❛❧❡ ❡st} ♥é❣❧✐❣❡❛❜❧❡ ❡t ❧✬éq✉❛t✐♦♥ s❡ s✐♠♣❧✐✜❡ à ✿ σn= nne2τ me ✭✶✳✸✳✹✮ ▲❛ ❝♦♥❞✉❝t✐✈✐té t♦t❛❧❡ ❞✬✉♥ s✉♣r❛❝♦♥❞✉❝t❡✉r ❡st ❛❧♦rs ❧❛ s♦♠♠❡ ❞❡s ❞❡✉① ❝♦♥tr✐❜✉t✐♦♥s ❡t ❡❧❧❡ ♥❡ ❞é♣❡♥❞ q✉❡ ❞❡s ♣r♦♣r✐étés ❞✉ s✉♣r❛❝♦♥❞✉❝t❡✉r✱ ❞❡ ❧❛ ❢réq✉❡♥❝❡ ❡t ❞❡s ❞❡♥s✐tés nn ❡t ns q✉✐ s♦♥t à ❧❡✉r t♦✉r ❧✐é❡s à ❧❛ t❡♠♣ér❛t✉r❡✳ σT = σ1− jσ2 = nne2τ me − j nse2 meω ✭✶✳✸✳✺✮ ✶✳✸✳✶ ■♠♣é❞❛♥❝❡ ❞✬✉♥ ✜❧♠ s✉♣r❛❝♦♥❞✉❝t❡✉r ❆ ♣❛rt✐r ❞❡s ❝♦♥❞✉❝t✐✈✐tés σ1❡t σ2✱ ❧✬✐♠♣é❞❛♥❝❡ ❞✬✉♥ ✜❧♠ s✉♣r❛❝♦♥❞✉❝t❡✉r ♣❡✉t s✬é❝r✐r❡ ❡♥ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ ❧❛ ❧♦♥❣✉❡✉r l✱ ❧❛ ❧❛r❣❡✉r w ❡t ❞❡ ❧✬é♣❛✐ss❡✉r t ❝♦♠♠❡ s✉✐t ✿ Z = ρ l wt = l wt( σ1+ jσ2 σ2 1+ σ22 ) ✭✶✳✸✳✻✮