Propagation de la lumière en milieu complexe : effet Hall de spin optique en présence de désordre et force de Casimir en milieu Kerr
Auteur / Autrice : | Tamara Bardon-Brun |
Direction : | Nicolas Cherroret |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 13/01/2021 |
Etablissement(s) : | Sorbonne université |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire Kastler Brossel (Paris ; 1998-....) |
Jury : | Président / Présidente : Agnès Maître |
Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Pavloff, Alberto Amo Garcia | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Sergey E. Skipetrov, Patrizia Vignolo |
Résumé
Dans cette thèse, nous étudions théoriquement la propagation de faisceaux lumineux dans deux types de milieux complexes où une inhomogénéité d’indice non triviale est présente. Le premier est un milieu présentant du désordre spatial dans un plan transverse à l’axe optique. Dans ce système, nous montrons qu’un faisceau collimaté polarisé non paraxial exhibe un effet Hall de spin optique, analogue à celui observé dans les solides pour les électrons sujets à une interaction spin-orbite. Le second est un milieu Kerr dont l’inhomogénéité d’indice est induite par un faisceau lumineux incident présentant de petites fluctuations spatiales dans son profil de champ. Dans cette configuration, nous montrons que les fluctuations initiales sont amplifiées par le milieu Kerr et acquièrent des corrélations à longue portée. Nous décrivons enfin comment ce phénomène peut être avantageusement utilisé pour générer une force de type Casimir, universelle et contrôlable. Ces résultats constituent deux illustrations de la possibilité de réaliser des analogues optiques de phénomènes habituellement rencontrés dans les systèmes de la matière condensée ou dans les fluides quantiques, dans une configuration expérimentale relativement simple.