This chapter introduces the principles of digital holography, as well as the associated reconstruction methods. It presents the basic properties related to a digital hologram. In order to discuss the digital reconstruction of the object wave at the object plane, the chapter presents the basics of the scalar diffraction of light. Algorithms used to back-propagate the object field estimated at the sensor plane are based on this approach. The chapter discusses the use of the theoretical basics of wave propagation to numerically reconstruct the object wave at the object plane. It also discusses the different experimental configurations to record a digital hologram. The chapter provides basic experimental arrangements and gives few explications on how it works. Digital holographic interferometry exploits not only the amplitude of the object, but also its phase. Finally, the chapter describes the basic principle of digital holographic interferometry, and quantitative phase tomography.

Hemidystonia is usually 'secondary' to structural lesions within the cortico-striato-pallido-thalamic or the cerebello-thalamo-cortical loops. Globus pallidus internus Deep Brain Stimulation (GPi DBS) is a validated technique in the treatment of primary dystonia and still under assessment for secondary dystonia. Results of DBS in hemidystonia are limited and heterogeneous. Further knowledge concerning motor network organization after focal brain lesions might contribute to the understanding of this mitigated response to DBS and to the refinement of DBS indications and techniques in secondary dystonia. This study aimed to identify movement-related functional magnetic resonance imaging (fMRI) activation patterns in a group of hemidystonic patients in comparison to healthy controls (HC). Further analysis assessed recruitment pattern in different patient subgroups defined according to clinical and radiological criteria relevant to GPi DBS eligibility (hyperkinetic/hypokinetic and prepallidal/postpallidal). Eleven patients and nine HC underwent fMRI with a block-design alternating active and rest conditions. The motor paradigm consisted of self-paced elbow flexion-extension movements. The main results were as follows: single-subject studies revealed several activation patterns involving motor-related network regions; both ipsilesional and contralesional hemispheres showed abnormal patterns of activity; compared with HC, hemidystonic patients showed decreased brain activity in ipsilesional thalamus, pallidal and temporal areas during affected arm task execution; 'hypokinetic' subgroup was commonly related to widespread bilateral overactivity. This study provides additional arguments for case-by-case assessment of DBS surgery indication and target selection in hemidystonia. Single-lead approach might be unable to modulate a highly disorganized network activity in certain patients with this clinical syndrome.

In the type II seesaw model, if spontaneous violation of the lepton number conservation prevails over that of explicit violation, a rich Higgs sector phenomenology is expected to arise with light scalar states having mixed charged-fermiophobic/neutrinophilic properties. We study the constraints on these light CP-even (h 0 ) and CP-odd (A 0 ) states from LEP exclusion limits, combined with the so far established limits and properties of the 125 − 126 GeV H boson discovered at the LHC. We show that, apart from a fine-tuned region of the parameter space, masses in the ∼ 44 to 80 GeV range −3 escape from the LEP limits if the vacuum expectation value of the Higgs triplet is < ∼ O(10 )GeV, that is comfortably in the region for ’natural’ generation of Majorana neutrino masses within this model. In the lower part of the scalar mass spectrum the decay channels H → h 0 h 0 , A 0 A 0 lead predominantly to heavy flavor plus missing energy or to totally invisible Higgs decays, mimicking dark matter signatures without a dark matter candidate. Exclusion limits at the percent level of these (semi-)invisible decay channels would be needed, together with stringent bounds on the (doubly-)charged states, to constrain significantly this scenario. We also revisit complementary constraints from H → γγ and H → Zγ channels on the (doubly)charged scalar sector of the model, pinpointing non-sensitivity regions, and carry out a likeliness study for the theoretically allowedcouplings in the scalar potential.

Cette thèse est consacrée à l'étude d'encres, de composites et de dépôts de nanotubes de carbone monofeuillets (SWNT). Le contrôle de la dispersion et de l'orientation des nanotubes dans ces matériaux composites nanostructurés vise à optimiser leurs propriétés, en particulier électriques et optiques.La première partie du travail est consacrée à l'optimisation de la dispersion des SWNT dans des suspensions aqueuses stabilisées par des tensio-actifs, des sels biliaires, et à l'étude de leurs propriétés optiques, et en particulier de leur photoluminescence (PL) dans le proche infrarouge. La spectroscopie d'absorption nous permet de sonder la dispersion des SWNT et de mesurer leur coefficient d'absorption. Nous montrons que ce dernier est très sensible au degré d'individualisation des nanotubes. Par ailleurs, nous revisitons l'interprétation des spectres de PL excités dans le proche infrarouge (en particulier à 1,17 et 1,58 eV) et attribuons les différents pics mesurés à différents mécanismes : transitions excitoniques directes, à des couplages exciton-phonon ou à des transferts d'énergie entre nanotubes. Nous montrons que l'évolution de l'intensité de PL avec l'individualisation permet de distinguer ces différents mécanismes.La seconde partie du travail est dédiée à la préparation de suspensions aqueuses stabilisées par des polymères hydrosolubles (PVA et PVP), et de composites SWNT/polymère, sans tensio-actifs. Les suspensions de nanotubes sont mélangées à des solutions de polymère, puis dialysées pour éliminer le tensio-actif. Le rendement, i.e. la concentration de la suspension finale, est de l'ordre de 75 fois plus élevée que pour une suspension préparée directement avec des polymères. Par ailleurs, les spectres de PL sont sensibles à l'environnement diélectrique des nanotubes et leur étude permet de mettre en évidence un échange entre les agents dispersants tensio-actifs/PVA à la surface des nanotubes, échange qui n'est pas observé dans le cas du PVP. Dans la troisième partie de la thèse, nous utilisons la technique d'impression jet d'encre pour imprimer des lignes continues micrométriques de SWNT, et proposons des méthodes originales pour étudier leur morphologie et leur anisotropie. La morphologie des dépôts peut varier entre deux cas limites, le dépôt homogène et la ‘‘paire de rails'', en faisant varier la concentration de nanotubes dans les encres, la distance entre gouttes et la température du substrat. L'orientation des nanotubes au bord des dépôts est très élevée (paramètre d'ordre orientationnel S entre 0,6 et 0,9), les nanotubes sont également bien orientés dans les rails (S~0.5) et dans une moindre mesure dans les lignes homogènes S~0.3.

Nous présentons une étude in situ du verre de silice v-SiO2 sous pression hydrostatique de gaz rares par spectroscopie Brillouin et Raman. Les échantillons sont pressurisés avec de l'hélium, du néon et de l'argon dans une cellule à enclume de diamant, dans la gamme 0 - 8 GPa. Les atomes d'hélium et de néon pénètrent dans la structure du verre sous pression. On estime qu'environ un atome d'hélium par tétraèdre SiO4 et qu'environ deux fois moins dans le cas du néon sont adsorbés à 6 GPa. Les modules de compression et de cisaillement en fonction de la pression de fluide sont obtenus à partir des mesures des vitesses acoustiques longitudinales et transverses. L'anomalie de comportement du module de compression de v-SiO2 (minimum à 2 GPa) est supprimée par l'adsorption de He et de Ne, les réarrangements structuraux liés à cette anomalie étant empêchés parl'occupation des sites interstitiels par les atomes d'hélium et de néon. En présence d'hélium et de néon, l'équation d'état V (P) ne permet pas de retrouver le module de compression car la silice se comporte comme un milieu poreux ouvert. La simulation Monte-Carlo des isothermes d'adsorption combinée à la théorie généralisée de la poromécanique permet de décrire les déformations volumiques et les quantités de fluide adsorbées en accord avec les résultats expérimentaux. Dans le cas du néon, la cinétique d'adsorption-désorption est observée par spectroscopie Brillouin. Les spectres Raman VV et VH de v-SiO2 ont été mesurés en fonction de la pression de fluide. La réduction de la distribution des angles Si–O–Si est empêchée par l'insertion d'hélium.

Cette thèse porte sur l'interaction lumière-matière au sein de nanostructures placées dans des cavités optiques à base de semi-conducteurs nitrures. A l'aide d'expériences de micro-photoluminescence dans l'ultra-violet, nous étudions les propriétés optiques de boîtes quantiques GaN/AlN dans des microcavités planaires et celles de puits quantiques GaN/AlN insérés dans des microdisques AlN.Afin d'améliorer la collection du faible signal de photoluminescence de boîtes quantiques uniques, nous utilisons des microcavités planaires pour modifier le diagramme d'émission d'une boîte quantique. Le dessin des microcavités est optimisé grâce à des simulations numériques basées sur la méthode des matrices de transfert en présence d'un émetteur. Nous montrons que, pour une microcavité nitrure à base de miroirs de Bragg AlN/AlGaN, la collection des photons émis par une boîte quantique peut être théoriquement améliorée d'un ordre de grandeur, ce qui est confirmé par nos mesures sur boîtes quantiques uniques, ouvrant ainsi la voie à des études avancées de corrélations de photons dans l'UV.La seconde partie des travaux est dédiée à la réalisation d'un micro-laser opérant dans l'UV profond et à température ambiante. En utilisant des puits quantiques GaN/AlN de 2,8 mono-couches, crûs sur substrat silicium et insérés dans des microdisques AlN, nous observons une émission laser à 275 nm sous pompage optique impulsionnel. Cette démonstration montre le fort potentiel des semi-conducteurs nitrures pour la nano-photonique UV sur silicium.