(Archives) 19 Novembre 2008 à 15h00 (amphi Rouard) - La localisation forte de la lumière par le désordre, transition diffusif/localisé - Application aux lasers aléatoires

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(Archives) 19 Novembre 2008 à 15h00 (amphi Rouard) - La localisation forte de la lumière par le désordre, transition diffusif/localisé - Application aux lasers aléatoires

par Patrick Sebbah, Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, CNRS UMR 6622, Université de Nice-Sophia Antipolis, Nice, France, sebbah chez unice.fr

Résumé

Lorsque la lumière se propage dans un milieu ouvert désordonné, elle peut être diffusée, voire piégée par le désordre. La localisation forte de la lumière a été prédite dans les années 80 [1], par analogie avec la localisation des électrons proposée trente ans plus tôt par P. W. Anderson pour expliquer la transition métal-isolant dans les conducteurs métalliques [2]. La nature du transport est directement reliée à la nature des modes propres sous-jacents. Dans le régime diffusif, les modes s’étalent dans le milieu, alors qu’en régime de localisation forte, leur distribution spatiale décroît exponentiellement. Dans ce cas, le milieu diffusant offre des cavités naturelles à grand facteur de qualité qui piègent la lumière. En présence de gain, il est même possible d’observer un effet laser cohérent où la diffusion remplace les miroirs nécessaires au feedback [3]. Après une présentation générale de la localisation d’Anderson illustrée par des résultats expérimentaux dans le domaine des hyperfréquences et des simulations numériques, je présenterai des résultats récents [4,5] sur la nature des modes à la transition du régime de diffusion vers la localisation forte et proposerai un mécanisme susceptible de décrire cette transition. Enfin je discuterai des implications possibles dans le domaine des lasers aléatoires [6].

[1] S. John, Phys. Rev. Lett. 53, 2169 (1984).
[2] P.W. Anderson, Phys. Rev. 109, 1492 (1958).
[3] H. Cao, J. of Phys. A : Mathematical and General 38, 10497 (2005).
[4] K. Y. Bliokh, Y. P. Bliokh, V. Freilikher, A. Z. Genack, and P. Sebbah, Phys. Rev. Lett. 101, 133901 (2008).
[5] C. Vanneste, P. Sebbah, “Complexity of 2D random laser modes at the transition from weak scattering to Anderson localization”, arXiv:0807.1663.
[6] C. Vanneste, P. Sebbah, and H. Cao, Phys. Rev. Lett. 98, 143902 (2007).

Invitation : C. Champenois (PIIM)