Dispositif expérimental



Le dispositif expérimental est constitué de quatre éléments principaux: une cavité microonde, un analyseur de réseau vectoriel et un système de platines de translation XY tous deux pilotés par ordinateur (voir figure ci-dessus). La cavité est constituée de deux plaques métalliques entre lesquelles est placé le réseau de résonateurs diélectriques. Deux antennes, 1 et 2, sont introduites dans la cavité et reliées à l'analyseur de réseau. Deux types d'antenne (dipôle et boucle) sont utilisés et permettent de générer un champ électrique transverse (TE). En travaillant avec le mode TE1, on s'assure de respecter l'approximation 2D du problème. Le signal microondes est généré et collecté via l'analyseur de réseau et permet d'obtenir la matrice de diffusion \(S\). La quantité mesurée peut être :

La plaque supérieure est mobile et permet ainsi de sonder le champ dans toute la cavité. L'analyseur de réseau vectoriel permet de balayer une gamme de fréquences allant de 10 MHz à 24 GHz. L'analyseur de réseau requiert une calibration adéquate afin d'éliminer les signaux parasites dus aux réflexions d'ondes dans les canaux de transmission. Enfin, un ordinateur relié à l'analyseur permet de lancer et de sauvegarder les mesures. Par ailleurs, l'ordinateur permet aussi de piloter, avec une précision de \(10^{-4}\) m, le bras mécanique indispensable pour placer les résonateurs qui composent le réseau.


Ce dispositif expérimental permet d'avoir accès à différentes quantités, souvent rencontrées en physique du solide, comme la densité d'états (locale), les fonctions d'ondes du système en régime stationnaire et dépendant du temps.

La relation entre la mesure des éléments de matrice \(S_{ij}\) et ces quantités ainsi que la caractérisation des résonateurs et des constantes de couplage sont présentées dans le rapport.