Etudes du couplage spin-orbite en nano-photonique. applications à l'excitation unidirectionnelle de modes plasmoniques guidés et à la génération d'opto-aimants nanométriques contrôlables par l'état de polarisation de la lumière

Résumé : Cette thèse porte sur la manipulation du moment angulaire de la lumière à l'échelle sub-micronique. Le moment angulaire total de la lumière est composé d'une partie de spin, relié au degré de liberté de polarisation circulaire de la lumière, et d'une partie orbitale, relié au degré de libertés spatiaux de la lumière que sont sa direction de propagation (locale et globale) et sa distribution spatiale d'intensité. Le couplage spin-orbite existant entre ces deux contributions permet alors de manipuler les degrés de libertés spatiaux de la lumière par un simple contrôle de son état de polarisation circulaire. Dans cette thèse, nous avons étudié et exploité ce couplage à l'échelle sub-micronique dans deux nouveaux phénomènes que nous avons mis en évidence. Le premier met à profit ce couplage pour permettre d'exciter de manière unidirectionnelle des modes plasmoniques guidés. Une étude complète (numérique, expérimentale et analytique) de ce phénomène nouveau, basé sur un couplage entre le moment de spin du photon incident et le moment orbital extrinsèque des modes plasmoniques guidés dans la courbure d'un guide, est présentée. La deuxième étude présente une voie pour tirer parti du transfert de moment orbital de la lumière à un gaz d'électrons libres dans un métal afin de générer et contrôler le sens et la géométries de boucles de courants sub-microniques dans des structures métalliques. Ce contrôle permettrait la génération d'optomaimants nanométriques, entièrement contrôlés par la lumière, pouvant être modulés aux fréquences optiques. Ce travail a été soutenu par le LABEX Action.
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Thèse
Optique [physics.optics]. Université de Franche-Comté, 2016. Français. 〈NNT : 2016BESA2065〉
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Soumis le : mardi 12 décembre 2017 - 00:20:15
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Yannick Lefier. Etudes du couplage spin-orbite en nano-photonique. applications à l'excitation unidirectionnelle de modes plasmoniques guidés et à la génération d'opto-aimants nanométriques contrôlables par l'état de polarisation de la lumière. Optique [physics.optics]. Université de Franche-Comté, 2016. Français. 〈NNT : 2016BESA2065〉. 〈tel-01661458〉

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