Nanostructures pour l'exaltation d'effets non linéaires
Auteur / Autrice : | Sébastien Héron |
Direction : | Riad Haïdar |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Optique et photonique |
Date : | Soutenance le 18/11/2016 |
Etablissement(s) : | Université Paris-Saclay (ComUE) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Ondes et matière (Orsay, Essonne ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Office national d'études et de recherches aérospatiales (France). Département Optique Théorique et Appliquée - ONERA - The French Aerospace Lab |
établissement opérateur d'inscription : École polytechnique (Palaiseau, Essonne ; 1795-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Jean-François Roch |
Examinateurs / Examinatrices : Riad Haïdar, Patrice Genevet, Patrick Bouchon, Fabrice Pardo | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Sara Ducci, Nicolas Bonod |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les sources infrarouges basées sur des effets d'optique du second ordre constituent de très bons outils de spectrométrie des polluants présents dans l'atmosphère, grâce notamment à leur grande accordabilité spectrale. Ils demandent toutefois une forte puissance lumineuse incidente et une grande quantité de matériau non linéaire pour être efficaces. On peut les rendre très compactes en réalisant la conversion de fréquence à l'aide de nanostructures plasmoniques contenant des inclusions diélectriques présentant une susceptibilité du deuxième ordre non nulle. La lumière y est très fortement concentrée à la résonance augmentant fortement la quantité de polarisation non linéaire produite, afin d'y exalter les effets d'optique non linéaire.Ce travail s'attaque d'abord à la conception de nano-résonateurs grâce au développement d'un outil de simulation d’empilements nanostructurés selon une dimension. Trois architectures sont étudiées : les nanorésonateurs de type sillon, les nanorésonateurs de Helmholtz et les guides d'ondes à résonances de modes guidés. Dans chaque cas, le dimensionnement passe par la détermination de géométries bi- voire tri-résonantes pour la réalisation d'accord de modes en génération de second harmonique ou de différence de fréquences.La fabrication en salle blanche des résonateurs sillons et guides d'ondes est ensuite exposée, suite à un important travail de développement technologique, qui a permis l’obtention d’échantillons de très bonne qualité.