Tag: nanophotonique

Publication dans Nature : La transmission extraordinaire optique est mise à l’épreuve des plasmons

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).

publication dans Nature : La transmission extraordinaire optique est mise à l’épreuve des plasmons

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).

Séminaire K. Vynck (European Laboratory for Non-linear Spectroscopy (LENS), Florence, Italie) – « Transport de la lumière dans des structures photoniques désordonnées »

[important]

K. Vynck (European Laboratory for Non-linear Spectroscopy (LENS), Université de Florence, Italy)

Lundi 10 septembre à 14H00 dans l’amphithéâtre du LaBRI (bâtiment A30)

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Transport de la lumière dans des structures photoniques désordonnées

La recherche en nanophotonique connaît un essor sans précédent depuis quelques années, dû au potentiel qu’elle détient pour des applications dans de nombreux secteurs de pointes, des technologies de l’information et de la communication à celles du photovoltaïque et de l’illumination. Les cristaux photoniques et les métamatériaux, en particulier, ont conduit à de nouvelles stratégies de contrôle de l’émission de la lumière, de son transport et de son interaction avec la matière. Les éléments qui composent ces nanostructures sont le plus souvent arrangés de manière périodique, ce qui rend leurs propriétés optiques bien définies et leur modélisation très abordable. L’intérêt croissant accordé aux techniques ascendantes de fabrication, telles que l’auto-organisation, soulève cependant certaines problématiques liées à la présence de désordre, partiel ou complet, dans les structures photoniques et vitales à leur intégration à de futures technologies.
Durant ce séminaire, nous aborderons plusieurs de ces problématiques en utilisant les concepts issus du domaine des ondes dans les milieux aléatoires. Nous montrerons en particulier que la propagation de la lumière dans les métamatériaux peut être fortement affectée par le désordre [1], y compris lorsque la longueur d’onde est largement supérieure à la structuration du milieu, rendant ainsi toute procédure d’homogénéisation impossible. Nous verrons également que le désordre dans les structures photoniques bi-dimensionnelles peut être exploité afin de contrôler le processus de couplage de la lumière entre l’espace libre et des couches minces diélectriques [2], ce qui pourrait mener à la réalisation de cellules solaires et diodes électro-luminescentes à couches minces plus efficaces et moins onéreuses.
[1] K. Vynck, Optical properties of nanostructured dielectric materials: from photonic crystals to metamaterials, Thèse de Doctorat, Université Montpellier II, France (Novembre 2008).
[2] K. Vynck, M. Burresi, F. Riboli, D. S. Wiersma, Disordered optical modes for photon management, arXiv:1202.4601v1 (2012).