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| Detailed view | PhD thesis |
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| Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (07/02/2005), Wiersma Diederik (Dir.) |
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| Attached file list to this document: | |||||
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| Matériaux nano photoniques: transport anisotrope et oscillations de Bloch optiques |
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| Riccardo Sapienza1 |
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| Aujourd'hui, la propagation de la lumière dans les nano-matériaux diélectriques complexes est un sujet de recherche riche et fascinant, tant pour ses implications fondamentales que pour son impact technologique. Dans cette thèse, nous étudions les effets d'interférence de la lumière dans les systèmes photoniques quasi-ordonnés. Dans des milieux diélectriques aléatoires, on peut décrire le mouvement des photons mutiplement diffusés par une marche aléatoire de diffuseur en diffuseur: la plupart des effets d'interférence se moyennent alors à zéro, mais certains survivent quand même au désordre et induisent des phénomènes non-triviaux. Dans des milieux qui diffusent très fortement, la lumière pourrait même devenir localisée et aucun transport ne serait possible. Dans les milieux ordonnés, la périodicité conduit à des lois de dispersion inhabituelles où les effect collectifs d'interférence dominent: le transport est fortement dépendant de la fréquence, il peut être sensiblement augmenté (interférences constructives) ou complètement inhibé (interférences destructives). Notre compréhension de la propagation des ondes lumineuses dans les milieux ordonnés et désordonnés augmente rapidement, mais le comportement dans le régime intermédiaire entre les deux extrèmes -- ordre parfait et désordre complet -- est mal compris. Les systèmes quasi-ordonnés brisent la symétrie de rotation ou de translation et présentent des formes nouvelles et non-conventionnelles de transport de la lumière. Les milieux aléatoires qui diffusent anisotropiquement et les cristaux liquides nématiques, les formes spéciales de cristaux photoniques et les quasi-cristaux photoniques de Fibonacci sont des exemples de systèmes quasi-ordonnés que nous étudions dans cette thèse. Que se passe-t-il si une direction préférentielle de diffusion ou un axe préférentiel de polarisabilité est présent dans un milieu aléatoire ? Comment la propagation de la lumière est elle modifiée dans une structure périodique si un potential optique est superposé à la structure cristalline ? Dans cette thèse nous essayerons de répondre à ces questions, avec des arguments théoriques, des simulations numériques et des résultats expérimentaux. |
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| 1: | LKB (Jussieu) - Laboratoire Kastler Brossel |
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| Matériaux nano photoniques – transport anisotrope – oscillations de Bloch optiques – Zener – localization – lumiere – laser – diffusion – interference |
| http://www.complexphotonics.org/Pdf/SapienzaThesis2005.pdf |
| Photonic nano materials: anisotropic transport and optical Bloch oscillations |
| Nowadays, propagation of light in complex dielectric nano-materials is a rich and fascinating area of research, both for its fundamental implications and for its practical technological impact. In this thesis we investigate the e ects of interference in quasi-ordered photonic systems. Light in random dielectric media is described through a random walk from scatterer to scatterer. Interference e ects do survive the multiple scattering and give rise to fascinating phenomena. In the strong scattering regime light could even become localized and propagation is no longer possible. In ordered media, the periodicity leads to cooperative scattering and interference. In this case the transport becomes strongly frequency-dependent; it can be inhibited (destructive interference) or substantially improved (constructive interference). Whereas the knowledge on the propagation of light waves in completely ordered and disordered structures is now rapidly increasing, little is known about the behavior of optical waves in the huge intermediate regime between complete order and disorder. Quasi-ordered systems show breaking of rotational or translational symmetry and exhibit novel and unusual forms of light transport. Anisotropic scattering random media and nematic liquid crystals, or specially tailored photonic crystals and Fibonacci quasi-crystals are examples of quasi-ordered systems that we will investigate in this thesis. What would happen if a preferential scattering direction or a preferential polarizability axis were to be introduced in an isotropic random scattering system? How would light propagation be in a periodic dielectric media if a linear optical potential was superimposed to the crystalline structure? In this thesis we will try to address these questions, based on theoretical arguments, numerical simulations and experimental evidences. |
| light diffusion – nano photonics – coherent backscattering – anisotropic transport – anisotropy – light localization – photonic crystals – Bloch oscillations – Zener tunneling – laser – interference |
| tel-00009751, version 1 | |
| http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009751 | |
| oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00009751 | |
| From: Riccardo Sapienza | |
| Submitted on: Wednesday, 13 July 2005 14:47:16 | |
| Updated on: Saturday, 21 January 2006 21:10:13 | |
