La visualisation du champ électromagnétique rayonné par différentes structures est d'un grand intérêt, notamment dans le domaine de la Compatibilité ElectroMagnétique. Nous présentons dans ce but une méthode originale utilisant la thermographie infrarouge (IR), et la résonance ferromagnétique (RFM) : des films ferromagnétiques micro-structurés, qui ont été élaborés pendant la thèse par pulvérisation cathodique, présentent en effet des pertes magnétiques se traduisant par un échauffement qui permet d'obtenir des images IR du champ magnétique à certaines fréquences.
Ce mémoire présente dans un premier temps l'étude de l'influence de la structuration des films (en réseau de motifs de taille très inférieure à la longueur d'onde) et de leur composition sur leurs propriétés magnétiques statiques ; des films multi-couches sont également étudiés.
Les propriétés dynamiques sont abordées ensuite à travers des mesures de RFM qui donnent la perméabilité complexe sur une large plage fréquentielle. Nous nous intéressons alors plus particulièrement à l'influence de la configuration des films sur le niveau maximal de la partie imaginaire de la perméabilité, liée aux pertes magnétiques qui sont à l'origine de l'échauffement, et qui permet de mettre en œuvre la thermographie. Enfin, nous présentons les cartographies IR du champ magnétique rayonné par une ligne de transmission qui constituent la première visualisation macroscopique d'un champ magnétique micro-ondes. Des travaux complémentaires, en particulier sur la modélisation thermique des films et de leurs supports, permettent d'envisager une application à la métrologie hyperfréquence, en améliorant la sensibilité et la bande de fréquence.
|
The visualization of electromagnetic field radiated by various structures is of a great interest, particularly in Electromagnetic Compatibility domain. We present an original method that uses Infrared thermography (IR) and ferromagnetic resonance (RFM) simultaneously. Ferromagnetic micro structured thin films (developed by sputtering during the Ph.D) submitted to microwave radiated field, present magnetic losses resulting in a local heating. This heating allows the recording of infrared thermography images.
In this thesis we study the influence of the film structure (whose pattern presents smaller than wavelength rectangles) and of its composition on static magnetic properties; the multi-layering issue is studied as well. Dynamic properties are also discussed through RFM measurements giving complex permeability over a wide frequency range. We focused on the influence of the films configuration on the maximum level of the imaginary part of the permeability: this quantity is linked to the magnetic losses at the origin of the local heating, which allows the thermography measurements.
Finally, we present infrared magnetic field cartography radiated by a transmission line. This constitutes the first macroscopic visualization of microwave magnetic field. Further work, especially on film and substrate thermal modeling, could lead to microwave metrology application, by improving sensibility and frequency range.
|