Waveguide-coupled nano-emitters for non-linear and quantum optics

Nano-émetteurs photoniques couplés à des guides d'ondes pour l'optique non-linéaire et l'optique quantique

• Auteur / Autrice : Chengjie Ding
• Direction : Alberto Bramati, E Wu, Quentin Glorieux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique
• Date : Soutenance le 26/01/2021
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres en cotutelle avec East China normal university (Shanghai)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Kastler Brossel (Paris ; 1998-....)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation de la thèse : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
• Jury : Président / Présidente : Síle Nic Chormaic
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alberto Bramati, Quentin Glorieux, Síle Nic Chormaic, Isabelle Robert-Philip, Sylvie Lebrun, Sylvain Ravets, Wenxue Li, Kun Huang
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Robert-Philip, Sylvie Lebrun

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optique physique

Mots clés libres

Guide d'ondes optique

Interaction lumière-Matière

Nanophotonique

Effet plasmonique

Optical waveguide

Light-matter interaction

Nanophotonics

Plasmonic effect

Résumé

Cette thèse couvre différents sujets de l’optique non linéaire et quantique, étudiés dans des systèmes avec des échelles plus petites ou comparables à la longueur d’onde d’intérêt. Le manuscrit est divisé en deux parties. La première partie du manuscrit traite de plusieurs applications des nanofibres optiques en tant que plateforme d’interaction lumière-matière. En particulier, nous explorerons : le couplage entre d’un dipôle posé à la surface de la nanofibre ; le couplage entre deux nanofibres parallèles ; ainsi que les propriétés mécaniques d’une nanofibre optique. Dans la deuxième partie du manuscrit, nous nous concentrerons sur la résolution de deux principaux défis lorsque l’on travaille avec des émetteurs : l’un est le rendement quantique de photoluminescence, l’autre est l’atténuation lors du transport des photons générés dans les réseaux télécom fibrés.

This thesis covers different subjects of nonlinear and quantum optics, studied in systems with scales smaller or comparable to the wavelength of interest. The manuscript is divided into two parts. The first part of the manuscript deals with several applications of optical nanofibers as a platform for light-matter interaction. In particular, we will explore: the coupling between a dipole placed on the surface of the nanofiber; the coupling between two parallel nanofibers; as well as the mechanical properties of an optical nanofiber. In the second part of the manuscript, we will focus on solving two main challenges when working with emitters: one is the quantum efficiency of photoluminescence, the other is the attenuation during transport of the photons generated in fiber telecom networks.