Métamatériaux pour les plasmons de surface

Metamaterials for surface plasmons

• Auteur / Autrice : Muamer Kadic
• Direction : Stefan Enoch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique, photonique et traitement de l'image
• Date : Soutenance le 29/11/2011
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Frédérique de Fornel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stefan Enoch, André de Lustrac, Ali Passian, Sébastien Guenneau, Jérôme Hazart

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lentilles (optique)

Trous de ver (physique)

Transfert de chaleur

Plasmons

Métamatériaux

Mots clés libres

Métamateriaux

Plasmons de surface

Cloaking

Lentilles plates

Transfert de chaleur

Tapis plasmonique

Trous de ver

Metamaterials

Surface Plasmons

Cloaking

Flat lenses

Heat transfert

Plasmonic carpet

Wormhole

Résumé

Le travail présenté dans cette thèse comporte différents attrayant sujetsde l'optique comme les métamatériaux, l’optique transformationnelle, lescristaux photoniques, la réfraction négative et les interactions thermoplasmoniques.Nous avons développé plusieurs métamatériaux pour les plasmons desurface basés sur l'optique de transformation. Tout d'abord, nous avonsdémontré théoriquement, numériquement et expérimentalement certainsdispositifs mettant en scène le phénomène d’invisibilité.Deuxièmement, nous avons démontré la réfraction négative des plasmonsde surface en utilisant le concept d'espace de pliage (space folding) pourdes lentilles plates et anisotropes et enfin avec seulement desmétamatériaux diélectriques. Additionnellement, nous avons démontréqu’un damier structuré de films d'or peut exhiber une transmission extraordinairesur toute la gamme de fréquences visible.Enfin, nous avons étudié un problème multiphysique en mixant l'optiqueet thermique et leurs effets induits. Nous avons pu montrer que joueravec l'amplitude d'une onde électromagnétique ou une impulsion, peutinduire un gradient de température et le contrôle parfait d’un tel dispositifthermo-plasmonique.

The work which has been presented in this thesis includes differentappealing subjects of optics such as metamaterials, transformationaloptics, photonic crystals, negative refraction and thermo-plasmonicinteractions. In this manuscript we have developed several metamaterialsfor Surface Plasmon Polaritons based on the transformational optics.Firstly we have demonstrated theoretically, numerically andexperimentally some SPP cloaking devices. Secondly, we havedemonstrated SPP negative refraction using the concept of space foldingthen with some dielectric metamaterial, flat and anisotropic SPP lenses.Additionaly we have demonstrated that subwavelength checkerboardstructured thick gold films have demonstrated an extra-ordinarytransmission over the visble range of frequencies.Finally, we have investigated a general multiphysics problem to mix opticsand thermally induced effects. We have been able to show that playingwith the amplitude of an electromagnetic wave or a pulse, we can inducea gradient of temperature and control heat of a plasmonic device.