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CLARTÉ - Contrôle de la Lumière et Analyse du Rayonnement : Traitement Électromagnétique
par - 19 novembre 2008
Cadre général des activités
Les activités de l’équipe CLARTÉ s’inscrivent au cœur d’une discipline-clé du champ des technologies innovantes de ce début du XXIème siècle : la nanophotonique. Partie constituante des nanosciences et nanotechnologies, la nanophotonique vise à optimiser et à miniaturiser les composants photoniques et les sources de lumière. Les applications forment un large éventail incluant entre autres les télécommunications et circuits optiques, la conception de sources et de guides de lumière sub-longueur d’onde, le contrôle de la propagation des photons, l’analyse spectrale et le filtrage du rayonnement, l’interaction lumière-particules.
Ancrée dans les nouvelles technologies, l’équipe n’en est pas moins forte, et cela constitue un de ses atouts majeurs, d’une expérience de près de quarante années dans un domaine scientifique qu’elle a largement contribué à développer : l’Optique Électromagnétique. Aujourd’hui largement répandue dans le monde, l’Optique Électromagnétique se propose d’explorer les phénomènes optiques au moyen des équations fondamentales de l’Électromagnétisme. Pour ce faire, elle emprunte des outils variés s’étendant des mathématiques appliquées à la phénoménologie (art d’interpréter les phénomènes à travers un nombre minimal de paramètres physiques) en passant par l’analyse numérique, la programmation, le calcul numérique. Autrement dit, l’élaboration d’outils de modélisation sophistiqués nous donne les moyens de prévoir précisément et de traquer les phénomènes souvent surprenants rencontrés en photonique. La phénoménologie, qui s’efforce de traduire l’intuition physique en termes mathématiques, nous permet ensuite ce qu’un ordinateur est totalement incapable de faire : donner une interprétation physique aux résultats numériques, voire, en poussant plus loin, découvrir de nouveaux phénomènes et envisager leurs applications pratiques.
Les grandes orientations de recherche
Cristaux photoniques et métamatériaux
Les cristaux photoniques permettent un contrôle total de la lumière : piégeage des photons dans une cavité, guidage sans pertes, nanorésonateurs… Popularisés plus récemment, les métamatériaux possèdent d’extraordinaires propriétés qui pourraient annoncer de futurs bouleversements de la photonique. En particulier, ils pourraient permettre de passer outre une des limitations fondamentales de la photonique classique : la limite de Rayleigh, qui interdit à un instrument d’optique de réaliser d’un point source lumineux une image de taille inférieure à environ une longueur d’onde. Enfin, une collaboration avec des astronomes nous a amenés à étudier les forces exercées par un faisceau lumineux sur des particules de matière, en vue de réaliser un cristal photonique par piégeage optique.
Fibres optiques microstructurées
Ces nouveaux guides de lumière permettent, grâce à une microstructuration, de contrôler la dispersion et la densité d’énergie dans la fibre. Ils peuvent ainsi exacerber les effets non-linéaires ou, tout au contraire, les atténuer. En fonction de leurs caractéristiques géométriques et matérielles, ces fibres microstructurées peuvent être utilisées aussi bien dans l’ultra-violet que l’infra-rouge lointain. Par ailleurs, en créant une bande interdite photonique autour d’une longueur d’onde spécifique via la microstructuration, on peut même confiner la lumière dans un coeur creux.
Le but affiché de la plasmonique est de réaliser des spots lumineux ou des guides de lumière sub-longueur d’onde, en vue de la caractérisation de nano-objets, la miniaturisation des circuits optiques.
Réseaux de diffraction . L’équipe maintient l’activité qui a largement contribué à sa réputation internationale : l’étude des réseaux de diffraction et de leurs applications au filtrage de la lumière, à la métrologie et à la spectroscopie.
Les forces optiques et le piégeage optique font également partie de nos études.
