Publication in Nature: Extraordinary optical transmission on the test bench of plasmons

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La transmission extraordinaire optique (TEO) est devenue un phénomène emblématique des phénomènes d’interaction entre la lumière et les nanostructures métalliques provient de l’observation suivante : quand on éclaire une plaque métallique percée d’une matrice périodique de petits trous de taille nanométrique, la quantité de lumière qui passe à travers les N trous de la matrice est bien plus importante que N fois celle qui passe à travers un trou isolé. C’est TEO. Découvert en 1998 par Thomas Ebbesen et ses collègues, ce phénomène a intrigué les spécialistes du monde entier et a suscité un débat passionné sur les mécanismes physiques qui sont à l’origine de la transmission, et en particulier sur le rôle joué par les plasmons de surface. Ces derniers sont des ondes qui se propagent à la surface des métaux, et qui, outre un caractère photonique classique, s’appuient sur un mouvement d’ensemble des électrons libres présents à la surface.

Il y a 4 ans, Philippe Lalanne et Haitao Liu, chercheur chinois de l’université de Nankai, ont modélisé ce que serait la TEO si les interactions électromagnétiques entre les trous étaient dues aux seuls plasmons. Grâce à leur modèle qualifié de « microscopique », ils ont prédit que les plasmons contribuent à hauteur de la moitié à La TEO dans le visible mais que cette contribution diminue rapidement quand l’énergie des ondes diminue.

Ces prédictions théoriques viennent de recevoir une confirmation expérimentale dans lea revue Nature: Nature 492, 411-414 (2012).