Guides d'onde non-réciproques à base d'effets magnéto-plasmoniques

par Sevag Abadian

Projet de thèse en Electronique et Optoélectronique, Nano- et Microtechnologies

Sous la direction de Beatrice Dagens et de Vy Yam.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering , en partenariat avec Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (laboratoire) , Photonique (equipe de recherche) , Faculté des sciences d'Orsay (référent) et de Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l'ingénierie et des systèmes (2020-....) (graduate school) depuis le 30-09-2017 .


  • Résumé

    La transmission non-réciproque dans un guide d'onde peut être réalisée à l'aide de matériaux magnéto-optiques ferromagnétiques ou d'oxydes magnétiques [1,2]. Le principe physique exploité est l'effet Kerr magnéto-optique transverse (MOKE) qui agit sur l'onde propagée à l'interface entre un matériau magnéto-optique et un milieu isotrope. Alors que le principe de non-réciprocité a été démontré expérimentalement, il reste nécessaire d'exalter l'effet non-réciproque afin de rendre les structures étudiées plus performantes. Pour cela nous nous intéressons à l'introduction d'effets plasmoniques dans ces structures [3]. Les plasmons de surfaces permettent la concentration et le contrôle de l'énergie électromagnétique sur des dimensions sublongueur d'onde et conduisent ainsi à l'exaltation des interactions lumière-matière dans des matériaux magnéto-optiques. Le sujet de la thèse inclut un important volet de simulation et de conception de nouvelles structures guidantes incluant des matériaux nanostructurés (cristaux photoniques, réseaux métalliques) et permettant l'excitation de modes magnéto-plasmoniques. Les structures conçues les plus prometteuses pourront être réalisées et caractérisées.

  • Titre traduit

    Non-reciprocal waveguides based on magnetoplasmonic effects


  • Résumé

    PhD objective The main topic of the PhD work is to experimentally and theoretically study magneto-plasmonic effects in nanostructured waveguides combining metallic and magneto-optical materials. The objective is to demonstrate non-reciprocal guided transmission for optical isolators of circulators integration in photonic circuits. Context et scientific program Non-reciprocal transmission in a waveguide can be realized by using magneto-optical ferromagnetic metals or magnetic oxydes [1-3]. The non-reciprocity principle is based on the transverse magneto-optical Kerr effect (TMOKE) which modifies wave propagation at the interface between a magneto-optical material and an isotropic material. Whereas the basic principle has already been demonstrated, it is necessary to enhance the resulting non-reciprocity in order to reach application compatible performance. Disruptive improvement is expected by introducing additional plasmonic effects [4-6]. Indeed, surface plasmons allow light concentration and electromagnetic energy control at subwavelength scales [1], and induce such a way light-matter interaction enhancement. PhD topic proposal includes design, fabrication and characterization of new guiding structures based on magneto-optical and noble metal nanostructures for non-reciprocal transmission, at visible and/or near-infrared wavelengths.