Photonic nano materials: anisotropic transport and optical Bloch oscillations

Résumé : 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.
Type de document :
Thèse
Atomic Physics [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. English
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Contributeur : Riccardo Sapienza <>
Soumis le : mercredi 13 juillet 2005 - 14:47:16
Dernière modification le : jeudi 22 novembre 2018 - 14:04:22
Document(s) archivé(s) le : vendredi 14 septembre 2012 - 13:55:26

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Riccardo Sapienza. Photonic nano materials: anisotropic transport and optical Bloch oscillations. Atomic Physics [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. English. 〈tel-00009751〉

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