Montage et caractérisation d’un système de spectroscopie Raman accordable en longueur d’onde utilisant des réseaux de Bragg comme filtre : application aux nanotubes de carbone

La spectroscopie Raman est un outil non destructif fort utile lors de la caractérisation de matériau. Cette technique consiste essentiellement à faire l’analyse de la diffusion inélastique de lumière par un matériau. Les performances d’un système de spectroscopie Raman proviennent en majeure partie de deux filtres ; l’un pour purifier la raie incidente (habituellement un laser) et l’autre pour atténuer la raie élastique du faisceau de signal. En spectroscopie Raman résonante (SRR), l’énergie (la longueur d’onde) d’excitation est accordée de façon à être voisine d’une transition électronique permise dans le matériau à l’étude. La section efficace d’un processus Raman peut alors être augmentée d’un facteur allant jusqu’à 106. La technologie actuelle est limitée au niveau des filtres accordables en longueur d’onde. La SRR est donc une technique complexe et pour l’instant fastidieuse à mettre en œuvre. Ce mémoire présente la conception et la construction d’un système de spectroscopie Raman accordable en longueur d’onde basé sur des filtres à réseaux de Bragg en volume. Ce système vise une utilisation dans le proche infrarouge afin d’étudier les résonances de nanotubes de carbone. Les étapes menant à la mise en fonction du système sont décrites. Elles couvrent les aspects de conceptualisation, de fabrication, de caractérisation ainsi que de l’optimisation du système. Ce projet fut réalisé en étroite collaboration avec une petite entreprise d’ici, Photon etc. De cette coopération sont nés les filtres accordables permettant avec facilité de changer la longueur d’onde d’excitation. Ces filtres ont été combinés à un laser titane : saphir accordable de 700 à 1100 nm, à un microscope «maison» ainsi qu’à un système de détection utilisant une caméra CCD et un spectromètre à réseau. Sont d’abord présentés les aspects théoriques entourant la SRR. Par la suite, les nanotubes de carbone (NTC) sont décrits et utilisés pour montrer la pertinence d’une telle technique. Ensuite, le principe de fonctionnement des filtres est décrit pour être suivi de l’article où sont parus les principaux résultats de ce travail. On y trouvera entre autres la caractérisation optique des filtres. Les limites de basses fréquences du système sont démontrées en effectuant des mesures sur un échantillon de soufre dont la raie à 27 cm-1 est clairement résolue. La simplicité d’accordabilité est quant à elle démontrée par l’utilisation d’un échantillon de NTC en poudre. En variant la longueur d’onde (l’énergie d’excitation), différentes chiralités sont observées et par le fait même, différentes raies sont présentes dans les spectres. Finalement, des précisions sur l’alignement, l’optimisation et l’opération du système sont décrites. La faible acceptance angulaire est l’inconvénient majeur de l’utilisation de ce type de filtre. Elle se répercute en problème d’atténuation ce qui est critique plus particulièrement pour le filtre coupe-bande. Des améliorations possibles face à cette limitation sont étudiées.

Phronesis and Energeia : a reading of Heidegger's early appropriation of Aristotelian Phronesis (1922-24) in the light of Energeia

L’objectif de cette thèse est d’élucider l’intention, la pertinence et la cohérence de l’appropriation par Heidegger des concepts principaux de la philosophie pratique aristotélicienne dans ses premiers cours. Notre analyse portera principalement sur les notions clefs d’energeia et de phronēsis. La première section de la thèse est préparatoire : elle est consacrée à une analyse étroite des textes pertinents de l’Éthique à Nicomaque, mais aussi de la Métaphysique, en discussion avec d’autres commentateurs modernes. Cette analyse jette les fondations philologiques nécessaires en vue d’aborder les audacieuses interprétations de Heidegger sur une base plus ferme. La deuxième et principale section consiste en une discussion de l’appropriation ontologique de l’Éthique à Nicomaque que Heidegger entreprend de 1922 à 1924, à partir des textes publiés jusqu’à ce jour et en portant une attention spéciale à Métaphysique IX. Le résultat principal de la première section est un aperçu du caractère central de l’energeia pour le projet d’Aristote dans l’Éthique à Nicomaque et, plus spécifiquement, pour sa compréhension de la praxis, qui dans son sens original s’avère être un mode d’être des êtres humains. Notre analyse reconnaît trois traits essentiels de l’energeia et de la praxis, deux desquels provenant de l’élucidation aristotélicienne de l’energeia dans Métaphysique IX 6, à savoir son immédiateté et sa continuité : energeia exprime l’être comme un « accomplissement immédiat mais inachevé ». L’irréductibilité, troisième trait de l’energeia et de la praxis, résulte pour sa part de l’application de la structure de l’energeia à la caractérisation de la praxis dans l’Éthique à Nicomaque, et du contraste de la praxis avec la poiēsis et la theōria. Ces trois caractéristiques impliquent que la vérité pratique ― la vérité de la praxis, ce qui est l’ « objet » de la phronēsis ― ne peut être à proprement parler possédée et ainsi transmise : plus qu’un savoir, elle se révèle surtout comme quelque chose que nous sommes. C’est ce caractère unique de la vérité pratique qui a attiré Heidegger vers Aristote au début des années 1920. La deuxième section, consacrée aux textes de Heidegger, commence par la reconstruction de quelques-uns des pas qui l’ont conduit jusqu’à Aristote pour le développement de son propre projet philosophique, pour sa part caractérisé par une profonde, bien qu’énigmatique combinaison d’ontologie et de phénoménologie. La légitimité et la faisabilité de l’appropriation clairement ontologique de l’Éthique à Nicomaque par Heidegger est aussi traitée, sur la base des résultats de la première section. L’analyse de ces textes met en lumière la pénétrante opposition établie par Heidegger entre la phronēsis et l’energeia dans son programmatique Natorp Bericht en 1922, une perspective qui diverge fortement des résultats de notre lecture philologique d’Aristote dans la première section. Cette opposition est maintenue dans nos deux sources principales ― le cours du semestre d’hiver 1924-25 Platon: Sophistes, et le cours du semestre d’été 1924 Grundbegriffe der aristotelischen Philosophie. Le commentaire que Heidegger fait du texte d’Aristote est suivi de près dans cette section: des concepts tels que energeia, entelecheia, telos, physis ou hexis ― qui trouvent leur caractérisation ontologique dans la Métaphysique ou la Physique ― doivent être examinés afin de suivre l’argument de Heidegger et d’en évaluer la solidité. L’hypothèse de Heidegger depuis 1922 ― à savoir que l’ontologie aristotélicienne n’est pas à la hauteur des aperçus de ses plus pénétrantes descriptions phénoménologiques ― résulte en un conflit opposant phronēsis et sophia qui divise l’être en deux sphères irréconciliables qui auraient pour effet selon Heidegger de plonger les efforts ontologiques aristotéliciens dans une impasse. Or, cette conclusion de Heidegger est construite à partir d’une interprétation particulière de l’energeia qui laisse de côté d’une manière décisive son aspect performatif, pourtant l’un des traits essentiels de l’energeia telle qu’Aristote l’a conçue. Le fait que dans les années 1930 Heidegger ait lui-même retrouvé cet aspect de l’energeia nous fournit des raisons plus fortes de mettre en doute le supposé conflit entre ontologie et phénoménologie chez Aristote, ce qui peut aboutir à une nouvelle formulation du projet heideggérien.

Study of liquid crystalline light responsive dye-polyelectrolyte complexes

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L'éthique à l'écran. Compte-rendu de What's Good on TV? – Understanding Ethics Through Television, de Jamie Watson et Robert Arp, et de Seeing the Light – Exploring Ethics Through Movies, de Wanday Teays

Compte-rendu / Review

Which Legal Standards Should Apply To Web-logs? The present legal position of Internet journals in the European iuris prudence in the light of the European Parliament Committee’s on Culture and Education report and Polish Supreme Court decision

The article discusses the present status of weblogs and examines whether legal standards applicable to traditional press and media should be applied to that specific forum. The analysis is based on two key documents: the Draft Report on the concentration and pluralism in the media in European Union (2007/2253(INI)) of the European Parliament Committee on Culture and Education presented in March 2008 and a landmark decision of the Polish Supreme Court from July 26, 2007 (IV KK 174/07) in the light of present judicial tendency in other European countries. The first of the mentioned documents calls for the “clarification of the legal status of different categories of weblog authors and publishers as well as disclosure of interests and voluntary labelling of weblogs”. It emphasizes that the “undetermined and unindicated status of authors and publishers of weblogs causes uncertainties regarding impartiality, reliability, source protection, applicability of ethical codes and the assignment of liability in the event of lawsuits”. The position of the European Parliament, expressed in the document, raises serious questions on the limits of freedom of thought and speech on the Internet and on the degree of acceptable state control. A recent Polish Supreme Court decision, which caused quite a stir in the Polish Internet community, seems to head in the very direction recommended by the EP Culture Committee. In a case of two editors of a web journal (“czasopismo internetowe”) called “Szyciepoprzemysku”, available on-line, accused of publishing a journal without the proper registration, the Polish Supreme Court stated that “journals and periodicals do not lose the character of a press release due solely to the fact that they appear in the form of an  Internet transmission”, and that ‘’the publishing of press in an electronic form, available on the Internet, requires  registration”. The decision was most surprising, as prior lower courts decisions declined the possibility to register Internet periodicals. The accused were acquitted in the name of the constitutional principle of the rule of law (art. 7 of the Polish Constitution) and the ensuing obligation to protect the trust of a citizen to the state (a conviction in this case would break the collateral estoppel rule), however the decision quickly awoke media frenzy and raised the fear of a need to register all websites that were regularly updated. The spokesman of the Polish Supreme Court later explained that the sentence of the Court was not intended to cause a mass registration of all Internet “periodicals” and that neither weblogs nor Internet sites, that were regularly updated, needed registration. Such an interpretation of the Polish press law did not appear clear based only on the original text of the judgment and the decision as such still raises serious practical questions. The article aims to examine the status of Internet logs as press and seeks the compromise between the concerns expressed by European authorities and the freedom of thought and speech exercised on the Internet.

Does Chance hide Necessity? : a reevaluation of the debate ‘determinism - indeterminism’ in the light of quantum mechanics and probability theory

Dans cette thèse l’ancienne question philosophique “tout événement a-t-il une cause ?” sera examinée à la lumière de la mécanique quantique et de la théorie des probabilités. Aussi bien en physique qu’en philosophie des sciences la position orthodoxe maintient que le monde physique est indéterministe. Au niveau fondamental de la réalité physique – au niveau quantique – les événements se passeraient sans causes, mais par chance, par hasard ‘irréductible’. Le théorème physique le plus précis qui mène à cette conclusion est le théorème de Bell. Ici les prémisses de ce théorème seront réexaminées. Il sera rappelé que d’autres solutions au théorème que l’indéterminisme sont envisageables, dont certaines sont connues mais négligées, comme le ‘superdéterminisme’. Mais il sera argué que d’autres solutions compatibles avec le déterminisme existent, notamment en étudiant des systèmes physiques modèles. Une des conclusions générales de cette thèse est que l’interprétation du théorème de Bell et de la mécanique quantique dépend crucialement des prémisses philosophiques desquelles on part. Par exemple, au sein de la vision d’un Spinoza, le monde quantique peut bien être compris comme étant déterministe. Mais il est argué qu’aussi un déterminisme nettement moins radical que celui de Spinoza n’est pas éliminé par les expériences physiques. Si cela est vrai, le débat ‘déterminisme – indéterminisme’ n’est pas décidé au laboratoire : il reste philosophique et ouvert – contrairement à ce que l’on pense souvent. Dans la deuxième partie de cette thèse un modèle pour l’interprétation de la probabilité sera proposé. Une étude conceptuelle de la notion de probabilité indique que l’hypothèse du déterminisme aide à mieux comprendre ce que c’est qu’un ‘système probabiliste’. Il semble que le déterminisme peut répondre à certaines questions pour lesquelles l’indéterminisme n’a pas de réponses. Pour cette raison nous conclurons que la conjecture de Laplace – à savoir que la théorie des probabilités présuppose une réalité déterministe sous-jacente – garde toute sa légitimité. Dans cette thèse aussi bien les méthodes de la philosophie que de la physique seront utilisées. Il apparaît que les deux domaines sont ici solidement reliés, et qu’ils offrent un vaste potentiel de fertilisation croisée – donc bidirectionnelle.

Visible-light-mediated synthesis of helicenes in batch and continuous flow systems

Le présent mémoire décrit le développement d’une méthode de synthèse des hélicènes catalysée par la lumière visible. Les conditions pour la formation de [5]hélicène ont été établies par une optimisation du photocatalyseur, du solvant, du système d’oxydation et du temps réactionnel. Suite aux études mécanistiques préliminaires, un mécanisme oxydatif est proposé. Les conditions optimisées ont été appliquées à la synthèse de [6]hélicènes pour laquelle la régiosélectivité a été améliorée en ajoutant des substituants sur la colonne hélicale. La synthèse de thiohélicènes a aussi été testée en utilisant les mêmes conditions sous irradiation par la lumière visible. La méthode a été inefficace pour la formation de benzodithiophènes et de naphtothiophènes, par contre elle permet la formation du phenanthro[3,4-b]thiophène avec un rendement acceptable. En prolongeant la surface-π de la colonne hélicale, le pyrène a été fusionné aux motifs de [4]- et [5]hélicène. Trois dérivés de pyrène-hélicène ont été synthétisés en utilisant les conditions optimisées pour la photocyclisation et leurs caractéristiques physiques ont été étudiées. La méthode de cyclisation sous l’action de la lumière visible a aussi été étudiée en flux continu. Une optimisation du montage expérimental ainsi que de la source lumineuse a été effectuée et les meilleures conditions ont été appliquées à la formation de [5]hélicène et des trois dérivés du pyrène-hélicène. Une amélioration ou conservation des rendements a été observée pour la plupart des produits formés en flux continu comparativement à la synthèse en batch. La concentration de la réaction a aussi été conservée et le temps réactionnel a été réduit par un facteur de dix toujours en comparaison avec la synthèse en batch.

Theory and numerical integration of subsurface light transport

En synthèse d’images, reproduire les effets complexes de la lumière sur des matériaux transluminescents, tels que la cire, le marbre ou la peau, contribue grandement au réalisme d’une image. Malheureusement, ce réalisme supplémentaire est couteux en temps de calcul. Les modèles basés sur la théorie de la diffusion visent à réduire ce coût en simulant le comportement physique du transport de la lumière sous surfacique tout en imposant des contraintes de variation sur la lumière incidente et sortante. Une composante importante de ces modèles est leur application à évaluer hiérarchiquement l’intégrale numérique de l’illumination sur la surface d’un objet. Cette thèse révise en premier lieu la littérature actuelle sur la simulation réaliste de la transluminescence, avant d’investiguer plus en profondeur leur application et les extensions des modèles de diffusion en synthèse d’images. Ainsi, nous proposons et évaluons une nouvelle technique d’intégration numérique hiérarchique utilisant une nouvelle analyse fréquentielle de la lumière sortante et incidente pour adapter efficacement le taux d’échantillonnage pendant l’intégration. Nous appliquons cette théorie à plusieurs modèles qui correspondent à l’état de l’art en diffusion, octroyant une amélioration possible à leur efficacité et précision.

Resonant frequencies of circular-sided dual-port microstrip antenna

A dual-port microstrip antenna with a crescent shaped patch with excellent isolation betwecn the ports has been reportcd [I]. Since circular-sided geometries are inore compact than rectangular oncs, thcy find morc applications in microstrip arrays. The crcscent shaped antenna geometry [ I ] provides greater area rcductioii compared to other circular sided patches for broadband operation [2]. In this Lctter, formulac for calculating thc TM, I and TMZI mode resonant frequencies of this microstrip antenna, obtained by modifying the equations of a standard circular patch [3] are presentcd. Thcorctical results are compared with experimental observations aid the validity of the computation is established.

Tunnel-Based Artificial Neural Network Technique to Calculate the Resonant Frequency of a Thick-Substrate Microstrip Antenna

The mathematical formulation of empirically developed formulas Jirr the calculation of the resonant frequency of a thick-substrate (h s 0.08151 A,,) microstrip antenna has been analyzed. With the use qt' tunnel-based artificial neural networks (ANNs), the resonant frequency of antennas with h satisfying the thick-substrate condition are calculated and compared with the existing experimental results and also with the simulation results obtained with the use of an IE3D software package. The artificial neural network results are in very good agreement with the experimental results

Spectral and nonlinear optical characterization of ZnO nanocomposites

The spectral and nonlinear optical characteristics of nano ZnO and its composites are investigated. The fluorescence behaviour of nano colloids of ZnO has been studied as a function of the excitation wavelength and there is a red shift in emission peak with excitation wavelength. Apart from the observation of the reported ultra violet and green emissions, our results reveal that additional blue emissions at 420 nm and 490 nm are developed with increasing particle size. Systematic studies on nano ZnO have indicated the presence of luminescence due to excitonic emissions when excited with 255 nm as well as significant contribution from surface defect states when excited with 325 nm. In the weak confinement regime, the third-order optical susceptibility χ(3) increases with increasing particle size (R) and annealing temperature (T) and a R2 and T2.5 dependence of χ(3) is obtained for nano ZnO. ZnO nanocolloids exhibit induced absorption whereas the self assembled films of ZnO exhibit saturable absorption due to saturation of linear absorption of ZnO defect states and electronic effects. ZnO nanocomposites exhibit negative nonlinear index of refraction which can be attributed to two photon absorption followed by weak free carrier absorption. The increase of the third-order nonlinearity in the composites can be attributed to the enhancement of exciton oscillator strength. The nonlinear response of ZnO nanocomposites is wavelength dependent and switching from induced absorption to saturable absorption has been observed at resonant wavelengths. Such a change-over is related to the interplay of plasmon/exciton band bleach and optical limiting mechanisms. This study is important in identifying the spectral range and the composition over which the nonlinear material acts as an optical limiter. ZnO based nanocomposites are potential materials for enhanced and tunable light emission and for the development of nonlinear optical devices with a relatively small optical limiting threshold.

Spectral and Nonlinear Optical Characteristics of ZnO Nanocomposites

The spectral and nonlinear optical properties of ZnO based nanocomposites prepared by colloidal chemical synthesis are investigated. Very strong UV emissions are observed from ZnO–Ag, ZnO– Cu and ZnO–SiO2 nanocomposites. The strongest visible emission of a typical ZnO–Cu nanocomposite is over ten times stronger than that of pure Cu due to transition from deep donor level to the copper induced level. The optical band gap of ZnO–CdS and ZnO–TiO2 nanocomposites is tunable and emission peaks changes almost in proportion to changes in band gap. Nonlinear optical response of these nanocomposites is studied using nanosecond laser pulses from a tunable laser in the wavelength range of 450–650 nm at resonance and off-resonance wavelengths. The nonlinear response is wavelength dependent and switching from RSA to SA has been observed at resonant wavelengths. Such a change-over is related to the interplay of plasmon/exciton band bleach and optical limiting mechanisms. The observed nonlinear absorption is explained through two photon absorption followed by weak free carrier absoption, interband absorption and nonlinear scattering mechanisms. The nonlinearity of the silica colloid is low and its nonlinear response can be improved by making composites with ZnO and ZnO–TiO2. The increase of the third-order nonlinearity in the composites can be attributed to the enhancement of exciton oscillator strength. This study is important in identifying the spectral range and the composition over which the nonlinear material acts as an RSA based optical limiter. These nanocomposites can be used as optical limiters and are potential materials for the light emission and for the development of nonlinear optical devices with a relatively small limiting threshold.

Spectral and Nonlinear Optical Characteristics of ZnO Nanocomposites

The spectral and nonlinear optical properties of ZnO based nanocomposites prepared by colloidal chemical synthesis are investigated. Very strong UV emissions are observed from ZnO–Ag, ZnO– Cu and ZnO–SiO2 nanocomposites. The strongest visible emission of a typical ZnO–Cu nanocomposite is over ten times stronger than that of pure Cu due to transition from deep donor level to the copper induced level. The optical band gap of ZnO–CdS and ZnO–TiO2 nanocomposites is tunable and emission peaks changes almost in proportion to changes in band gap. Nonlinear optical response of these nanocomposites is studied using nanosecond laser pulses from a tunable laser in the wavelength range of 450–650 nm at resonance and off-resonance wavelengths. The nonlinear response is wavelength dependent and switching from RSA to SA has been observed at resonant wavelengths. Such a change-over is related to the interplay of plasmon/exciton band bleach and optical limiting mechanisms. The observed nonlinear absorption is explained through two photon absorption followed by weak free carrier absoption, interband absorption and nonlinear scattering mechanisms. The nonlinearity of the silica colloid is low and its nonlinear response can be improved by making composites with ZnO and ZnO–TiO2. The increase of the third-order nonlinearity in the composites can be attributed to the enhancement of exciton oscillator strength. This study is important in identifying the spectral range and the composition over which the nonlinear material acts as an RSA based optical limiter. These nanocomposites can be used as optical limiters and are potential materials for the light emission and for the development of nonlinear optical devices with a relatively small limiting threshold.

Backscattering of Laser Light from Colloidal Silica

Light-scattering experiments gained prominence as potential applications of quantum optics, nonlinear optics, and photon localization. The possibility of the realization of lasing action in random media has created much interest in the study of the coherent structure of the backscattered light from disordered media. Backscattering (BS) studies are carried out to analyze the possibilities of photon localization in colloidal silica. The scattering enhancement is best associated with the density of the scatterers. The width of the BS cone and, hence, the mean-free path is related to the concentration of the medium. The dependence of the photon wavelength on the possible characteristics of the scattering is presented.

Spectral and nonlinear optical characteristics of nanocomposites of ZnO-CdS

In this article, we present the spectral and nonlinear optical properties of ZnO–CdS nanocomposites prepared by colloidal chemical synthesis. The optical band gap (Eg) of the material is tunable between 2.62 and 3.84 eV. The emission peaks of ZnO–CdS nanocomposites change from 385 to 520 nm almost in proportion to changes in Eg. It is possible to obtain a desired luminescence color from UV to green by simply adjusting the composition. The nonlinear optical response of these samples is studied by using nanosecond laser pulses from a tunable laser at the excitonic resonance and off-resonance wavelengths. The nonlinear response is wavelength dependent, and switching from saturable absorption (SA) to reverse SA (RSA) has been observed for samples as the excitation wavelength changes from the excitonic resonance to off-resonance wavelengths. Such a changeover in the sign of the nonlinearity of ZnO–CdS nanocomposites is related to the interplay of exciton bleach and optical limiting mechanisms. The ZnO–CdS nanocomposites show self-defocusing nonlinearity and good nonlinear absorption behavior at off-resonant wavelengths. The nonlinear refractive index and the nonlinear absorption increase with increasing CdS volume fraction at 532 nm. The observed nonlinear absorption is attributed to two photon absorption followed by weak free carrier absorption. The enhancement of the third-order nonlinearity in the composites can be attributed to the concentration of exciton oscillator strength. This study is important in identifying the spectral range and composition over which the nonlinear material acts as a RSA based optical limiter. ZnO–CdS is a potential nanocomposite material for the tunable light emission and for the development of nonlinear optical devices with a relatively small limiting threshold.