Programme
These 3rd "Journées" Térahertz will be composed of fifteen invited keynotes of 25' each (including 5' of discussion), five conferences of 50' each (including 10' of discussion) given by foreign invited speakers (the title and the abstract of their talk will be sticked up soon), and a poster session. A round-table on the prospects of transfer of THz technology to the industry is planned to close the conference. The invited foreign speakers are:
The goal of the invited keynotes is to give an overview of the researches pursued in France in the THz field, from sources to applications. A first indicative programme is given hereafter. The fifteen invited keynotes (absent titles and abstracts will appear very soon) will be given by :
  • Patrick Agnèse   /   LETI   /   CEA
    Title: Développement de larges matrices de détecteurs dans le domaine térahertz
    Abstract: Depuis 1996 le LETI développe sous l'impulsion du Service d'Astrophysique du CEA/Saclay des matrices bolométriques de quelques milliers de pixels fonctionnant à 0.3 K aux performances en terme de NEP ~ 10-16 W/Hz1/2 dans le domaine submillimétrique. Ces matrices équiperons le plan focal du photomètre PACS de la mission HERSCHEL de l'ESA qui est prévue d'tre lancée par Ariane 5 au milieu de l'année 2007. Par ailleurs, nous avons développé dès 1999 une génération de matrice bolométrique à antennes dans le domaine millimétrique, fonctionnant à température ambiante et de NEP ~ 10-12 W/Hz1/2 ; les perspectives actuelles étant d'étendre le principe au domaine térahertz. Nous aborderons également les potentialités d'une telle filière pour les applications scientifiques de bolomètres refroidis.
     
  • GŽrard Beaudin  /  LERMA  /  Observatoire de Paris
    Title: Terahertz instruments for radioastronomy and planetary remote sensing from space
    Abstract: Millimeter (mm) and submillimeter-wave observations provide important scientific data for the studies of atmospheric chemistry and of astrochemistry (atmospheric component, molecular clouds, stars formation, galactic study, comets and cosmology). But, these observations depend strongly on instrumentation techniques and on the site quality.
    For most observations in the Earth's, planets and comets atmospheres, sensitivity is not nearly as critical an issue as it is for stellar astrophysics. A large number of key molecular transitions can be observed with the sensitivity available from current room-temperature of passively cooled semiconductor-diode radiometers up to 5 THz. For the most part, the emphasis for mm and sub-mm-wave, Earth remote sensing applications has been on pushing to higher frequencies, increasing the instantaneous bandwidth, improving device reliability and reducing radiometer complexity and cost.
    For astrophysics, very sensitive and very high spectral resolution heterodyne spectroscopy are required. SIS mixers up to 1250 GHz, HEB (Hot Electron Bolometer) mixers above 1 THz have made significant progress in performances and reliability the last years.
    Atmospheric attenuation is important in the sub-mm / THz range. As a first step, suborbital platform have been used (stratospheric airplanes and balloons). The first satellites carrying sub-mm heterodyne instruments: SWAS, ODIN, and Rosetta were opening the path to the new space projects for astronomy and aeronomy. Herschel & Planck satellites (4th cornerstone of ESA, to be launched in 2007) will take first the benefit of the new technologies.
     
  • Paul Crozat  /  IEF  /  University of Paris-Sud
    Title: Émetteurs et détecteurs de champ électromagnétique haute fréquence utilisant des impulsions optiques à 1,55 µm

     
  • Romain Czarny  /  THALES Research & Technology
    Title: Continuous wave THz generation through photomixing using a dual-frequency Yb3+:KGd(WO4)2 laser
    Abstract: We demonstrate a high-spectral-purity continuous-wave terahertz source, using a diode pumped Yb3+:KGd(WO4)2 dual frequency laser. THz radiation is generated by photomixing the two frequencies in a low temperature grown In0.25Ga0.75As photoconductor loading a dipole antenna. The frequency difference between the two optical modes is tuneable by step from d.c. to 3.1 THz. A maximum CW optical output power of 120 mW has been obtained with a beatnote-linewidth narrower than 30 kHz. Preliminary measurements show a tuneable THz emission with a maximum output power in the order of a few tens of nW.
     
  • Guilhem Gallot   /   LOB   /   École Polytechnique
    Title: Imagerie et spectroscopie térahertz des systèmes biologiques

     
  • Philippe Goy   /   AB millimetre   (to be confirmed)

     
  • Wojciech Knap  /  GES  /  University of Montpellier II
    Title: Terahertz nanotransistors
    Abstract: The High Electron Mobility Transistors (HEMTs) can act as a resonator cavity for the plasma waves, which can reach frequencies in the THz range for a sufficiently short (nanometer) size. As was predicted by Dyakonov and Shur, when a current flows through a field effect transistor, the steady state can become unstable against generation of plasma waves (Dyakonov-Shur instability) leading to the emission of an electromagnetic radiation at the plasma wave frequencies. We will present recent results on THz emission by plasma generation. The resonant voltage tunable emission of terahertz radiation (0.4 THz - 1.0 THz) from a gated 2DEG in a 60nm InGaAs HEMT, were observed. We will show that:
    i) the observed emission appears once the device current exceeds a certain threshold,
    ii) by applying a quantizing magnetic field one changes the threshold of the THz generation,
    iii) the resonant frequency is tuned by the applied source-drain voltage in agreement with the current driven plasma instability model (Dyakonov-Shur instability).
    We discuss also the possibility of the resonant THz detection by nanometre size GaAs-HEMTs, and Si-MOSFET's.
     
  • Jean-Franois Lampin   /   IEMN   /   University of Lille I
    Title: Échantillonnage aux fréquences térahertz avec l'effet Franz-Keldysh : principes et applications
    Abstract: Le principe de l'échantillonnage par effet Franz-Keldysh sera tout d'abord exposé ainsi que les techniques utilisées pour sa mise en oeuvre. Ensuite, différentes applications à la caractérisation de circuits THz (lignes, filtres, ...) seront présentées.
     
  • Bernard Lazareff  /  IRAM  /  University Joseph Fourier

     
  • Didier Lippens   /   IEMN   /   University of Lille I
    Title: Métamatériaux aux fréquences térahertz
    Abstract: Cette communication concerne les métamatériaux qui sont constitués d'un arrangement périodique de microstructures métalliques et diélectriques, dont les dimensions sont largement inférieures à la longueur d'onde. Cette microstructuration permet d'adapter les fréquences plasma diélectrique et magnétique et ainsi d'obtenir un matériau doublement négatif, caractérisé par des valeurs de permittivité et de perméabilité relatives négatives simultanément. Dans ces conditions, l'indice de réfraction est également négatif avec pour conséquence des effets électromagnétiques singuliers tels que :
    i) la réfraction négative à l'interface d'un dioptre,
    ii) la rétro-propagation des ondes tant en espace libre que sur support de propagation,
    iii) la focalisation par lentille plate,
    iv) l'amplification des ondes évanescentes permettant d'imager une source sous la limite de diffraction (effet de superlentille).
    Nous considérons les problèmes de modélisation ab-initio, les difficultés liées à la microstructuration et celles relatives à la caractérisation de ces matériaux hautement dispersifs pour nous intéresser enfin aux perspectives d'application pour des microstructures uni- bi- et tri-dimensionnelles en régime de guidage ou de radiation de l'énergie électromagnétique.
     
  • Laurent Margulès  /  PhLAM  /  University of Lille I
    Title: Spectroscopie térahertz haute résolution
    Abstract: De nouveaux radiotélescopes fonctionnant dans le domaine submillimétrique (appelé aussi térahertz ou infrarouge lointain : 1-5 THz ) seront bientôt opérationnels. Les trois projets principaux sont le projet satellitaire HERSCHEL, le projet aéroporté SOFIA et le projet-sol ALMA au CHILI. Un travail important est à faire au préalable en laboratoire avec une résolution et une précision meilleure que 1 MHz pour permettre l'analyse des nombreuses données astrophysiques qui seront alors disponibles. En attendant les améliorations des composants microélectronique et optoélectronique, la solution qui donne les meilleures sensibilité et résolution reste le laser moléculaire. C'est sur ce principe qu'est basé le spectromètre infrarouge lointain du PhLAM. Nous présenterons les premiers résultats obtenus avec la nouvelle configuration du spectromètre (détection bolométrique) qui nous a permis d'augmenter la couverture spectrale du spectromètre.
     
  • Christophe Minot  /  LPN  /  CNRS
    Title: Contrôle de l'émission térahertz dans les super-réseaux en micro-cavité
    Abstract: Dans les super-réseaux semiconducteurs sous champ électrique statique, le mouvement des électrons peut générer un rayonnement térahertz soit par le mécanisme des oscillations de Bloch, soit grâce à des transitions entre sous-bandes comme cela se produit dans les structures dites à cascade quantique. L'efficacité et la dynamique de cette émission radiative peuvent être contrôlées d'une part en maîtrisant les populations des états quantiques impliqués, et plus subtilement leurs corrélations, d'autre part en organisant l'environnement électromagnétique pour accroître les taux d'émission spontanée ou stimulée. L'exposé développera ces deux aspects à travers un traitement quantique simple du transport dans les super-réseaux et une approche des effets d'électrodynamique quantique en micro-cavité.
     
  • Patrick Mounaix   /   CPMOH   /   University of Bordeaux I
    Title: La spectroscopie térahertz de films minces - Applications aux matériaux ferroélectriques
    Abstract: Les matériaux ferroélectriques sont maintenant utilisés couramment pour les capacitŽs DRAM, les composants à mémoire non volatile. À ce degrŽ de maturité, la prochaine étape technologique passe par la miniaturisation des systèmes et l'augmentation de la densité d'intégration. Sur le principe de variation de permittivité en fonction du champ appliqué, il est en outre possible de concevoir des structures de propagation guidées ou en espace libre capables d'apporter des fonctionnalités nouvelles que ce soit dans la propagation proprement dite en jouant sur le digramme de dispersion que dans les effets de filtrage angulaire, spatial, de polarisation. Cependant, aux faibles dimensions, des écarts significatifs des performances de la fonction diélectrique restent peu élucidés. Des considérations sur l'élaboration de ces matériaux ont été évoquées comme la présence de zones inactives, la présence de défauts ou bien des conséquences liées au champ de contrainte provoqué par le désaccord de maille du substrat. Tous ces effets conduisent à la décroissance de la réponse diélectrique. C'est dans ce cadre que nous présenterons l'étude de la fonction diélectrique complexe de matériaux à haute permittivité dans le domaine millimétrique et sub-millimétrique en utilisant la technique de spectroscopie térahertz dans le domaine temporel. Les potentialités de la méthode et de l'évaluation de la fonction diélectrique seront illustrées dans le cas de matériaux ferroélectriques à très haute permittivité de la famille BaSrTiO3 et BaTiO3. Une attention particulière sera portée sur la méthodologie d'extraction dans le cas de films minces.
     
  • Gaël Mouret   /   LPCA   /   University of Littoral - Côte d'Opale
    Title: Le photomélange: une nouvelle solution pour explorer le domaine THz ?

     
  • Jean-Franois Roux  /  LAHC  /  University of Savoie
    Title: Génération de signaux électriques rapides par photocommutation d'impulsions laser brèves : caractérisation expérimentale exhaustive et modèle d'analyse simple
    Abstract: Dans cet exposé nous présenterons les résultats de génération de signaux électriques picosecondes par photocommutation d'impulsions laser brèves dans des dispositifs réalisés à partir de GaAs épitaxié à basse température et dopé au Berrylium. Si cette technique de génération et ce type de matériau sont connus depuis une douzaine d'années, les performances d'émission du signal THz rayonné ou couplé sur une ligne de propagation, doivent être encore améliorées pour les besoins des applications, comme par exemple l'imagerie THz. Dans un but d'optimisation des sources, notre approche a consisté à appuyer nos observations expérimentales sur un modèle numérique simple de la photocommutation. Nous présenterons, ici, les principales conclusions de notre travail et notamment les effets observés lorsque que la puissance optique de commande augmente : saturation de l'émission THz et accroissement de la durée des impulsions électriques.
On the other hand, a poster session will appear in these 3rd "Journées" Térahertz during which a wine tasting will permit participants to discover that the Savoyard vineyard offers some famous vintages.

Concerning the social programme, some free slots in the timetable are planned between oral and poster sessions in order for participants to take benefit of the outstanding surroundings offered by Aussois (ski, walk, cultural visit). On March 12th, a gala dinner will close these 3rd "Journées" Terahertz. A pre-programme will be sent via electronic mail during autumn. The final programme of the conference will be available at the end of January 2005 and will be sent to participants. An indicative planning of the conference is given below.


8 h  
9 h  
10 h  
11 h  
12 h  
13 h  
14 h  
15 h  
16 h  
17 h  
18 h  
19 h  
20 h  
Thursday March 10th
reception &
on spot installation
opening of the 3rd "Journées" THz
Invited conference
coffee break
Invited keynote
Invited keynote
Invited keynote
Invited keynote
Invited keynote
dinner
Friday March 11th
breakfast
Invited conference
Invited keynote
Invited keynote
coffee break
Invited conference
Invited keynote
Invited keynote
lunch
programme to come...
ski, walk, cultural visit
Poster
session

& tasting
of regional products
dinner
Saturday March 12th
breakfast
Invited conference
Invited keynote
Invited keynote
coffee break
Invited keynote
Invited keynote
Invited keynote
Invited keynote
lunch
programme to come...
ski, walk, cultural visit
Invited conference
coffee break
round-table:
Potential transfer of THz
technology to the industry
& closing of
the 3rd "Journées" THz
gala dinner
Sunday March 13th
breakfast