{"id":1832,"date":"2024-07-02T10:37:03","date_gmt":"2024-07-02T08:37:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/?post_type=epsilon&p=1832"},"modified":"2025-01-06T17:07:27","modified_gmt":"2025-01-06T16:07:27","slug":"metamaterials-and-optical-component-design","status":"publish","type":"epsilon","link":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/en\/epsilon\/themes\/metamaterials-and-optical-component-design\/","title":{"rendered":"Metamaterials and optical component design"},"content":{"rendered":"

Les connaissances d\u00e9velopp\u00e9es \u00e0 l\u2019Institut Fresnel en mod\u00e9lisation des r\u00e9seaux de diffractions, cristaux photoniques et m\u00e9tamat\u00e9riaux sont mises \u00e0 profit pour concevoir de nouvelles fonctions et composants optiques (longueurs d\u2019onde du visible et des t\u00e9l\u00e9communications optiques \u00e0 1.55 \u00b5m).
Ces travaux sont men\u00e9s en \u00e9troite collaboration avec des \u00e9quipes du r\u00e9seau RENATECH (IEF, IEMN) ou l\u2019industriel PSA dans le cadre de programmes financ\u00e9s par l\u2019ANR ou du GDRI Chine-France PHOTONET, pour rassembler l\u2019ensemble de la cha\u00eene de comp\u00e9tences depuis la mod\u00e9lisation en photonique jusqu\u2019\u00e0 la nano-fabrication, la caract\u00e9risation et la valorisation (d\u00e9p\u00f4t de brevets en partenariat avec l\u2019industriel PSA).<\/p>\n

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Composants mod\u00e9lis\u00e9s et con\u00e7us \u00e0 l\u2019Institut Fresnel ; \u00e0 gauche, un composant non-r\u00e9ciproque fabriqu\u00e9 et caract\u00e9ris\u00e9 \u00e0 l\u2019IEF ; au centre, une lentille plate en cristal photonique (avec des r\u00e9seaux anti-r\u00e9fl\u00e9chissants aux interfaces) fabriqu\u00e9e \u00e0 l\u2019IEMN et caract\u00e9ris\u00e9e en champ proche \u00e0 l\u2019ICB ; \u00e0 droite un filtre optique avec une propri\u00e9t\u00e9 de transparence fabriqu\u00e9 et caract\u00e9ris\u00e9 \u00e0 l\u2019IEF pour des applications dans automobile (partenaire industriel PSA).<\/figcaption><\/figure>\n

Depuis 2011, ces travaux ont permis de proposer de nouvelles solutions en optique pour concevoir des composants avec de nouvelles fonctions (voir figure 3.4). Un nouveau type de circulateurs compacts en optique guid\u00e9e a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9 en utilisant une cavit\u00e9 \u00e0 miroir de Bragg pour exalter l\u2019effet non-r\u00e9ciproque (isolation de l\u2019ordre de 100 sur une largeur spectrale de 0.05%) [Smi-1].
Une technique semi-analytique de conception de r\u00e9seaux anti-r\u00e9fl\u00e9chissants pour les cristaux photoniques a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9e [Smi-2], et sa performance a \u00e9t\u00e9 confirm\u00e9e avec la fabrication (IEMN) et la caract\u00e9risation en champ proche (ICB) d\u2019une lentille plate en cristal photonique augment\u00e9e de ces r\u00e9seaux aux interfaces [Hof-1], avec une efficacit\u00e9 mesur\u00e9e multipli\u00e9e par un facteur 4. Un tapis d\u2019invisibilit\u00e9 a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9 et a \u00e9t\u00e9 fabriqu\u00e9 \u00e0 l\u2019IEMN et caract\u00e9ris\u00e9 en champs proche \u00e0 l\u2019ICB.<\/p>\n

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Enfin, des r\u00e9seaux de fils d\u2019argents ou de nanoparticules sur substrat de verre ont \u00e9t\u00e9 propos\u00e9s pour r\u00e9aliser des surfaces transparentes avec des propri\u00e9t\u00e9s de filtrage [Bru-2]. Une \u00e9tude param\u00e9trique pouss\u00e9e a permis d\u2019optimiser la transparence de ces surfaces pour r\u00e9aliser des dispositifs d\u2019affichage compatibles avec les exigences impos\u00e9es dans le domaine du transport automobile (2 brevets d\u00e9pos\u00e9s en partenariat avec l\u2019industriel Groupe PSA [brevet-1, brevet-2] ).<\/p>\n

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Le principe du dispositif et le prototype apparaissent tr\u00e8s prometteurs, particuli\u00e8rement pour des applications dans des syst\u00e8mes d\u2019affichage (\u00e9crans, vitrage du futur) et de r\u00e9alit\u00e9 augment\u00e9e dans les v\u00e9hicules du futur (l\u2019industriel PSA est partenaire du projet Planissimo). Toute cette \u00e9tude a \u00e9t\u00e9 couronn\u00e9e par une communication dans la lettre innovation du CNRS (La lettre innovation CNRS, num\u00e9ro 45, septembre 2018).<\/p>\n

R\u00e9f\u00e9rences\u00a0:<\/strong><\/p>\n

[Smi-1] Wojciech Smigaj, Lubov Magdenko, Javier Romero-Vivas, S\u00e9bastien Guenneau, B\u00e9atrice Dagens, et al. Compact optical circulator based on a uniformly magnetized ring cavity. Photonics and Nanostructures – Fundamentals and Applications, 2012, 10 (1), pp.83.<\/p>\n

[Smi-2] Wojciech Smigaj, Boris Gralak. Semianalytical design of antireflection gratings for photonic crystals. Physical Review B, 2012, 85 (3), pp.035114.<\/p>\n

[Sch-1] G. Scherrer, M.\u00a0Hofman, W. Smigaj, M.\u00a0Kadic, T.-M.\u00a0Chang, X. M\u00e9lique, D. Lippens, O. Vanb\u00e9sien, B. Cluzel, F. de Fornel, S. Guenneau, and B. Gralak, \u201cPhotonic crystal carpet\u00a0: Manipulating wave fronts in the near field at 1.55\u03bcm\u201d, Phys. Rev. B 88, 115110 (2013).<\/p>\n

[Hof-1] M.\u00a0Hofman, G. Scherrer, M.\u00a0Kadic, X. M\u00e9lique, W. Smigaj, B. Cluzel, S. Guenneau, D. Lippens, F. De Fornel, B. Gralak, O. Vanb\u00e9sien, Dispersion engineering for multifunctional photonic crystal based nanophotonic devices at infrared wavelengths, Journal of Nanomedicine and Nanotechnology, 2013, 4, pp. 1000185.<\/p>\n

[Bru-2] Yoann Br\u00fbl\u00e9, Guillaume Dem\u00e9sy, Anne-Laure Fehrembach, Boris Gralak, Evgueni Popov, et al.. Design of metallic nanoparticle gratings for filtering properties in the visible spectrum. Applied Optics, 2015, 54, pp.010359.<\/p>\n

[Ber-1] H. Bertin, Y. Br\u00fbl\u00e9, G. Magno, T. Lopez, P. Gogol, L. Pradere, B. Gralak, D. Barat,
G. Dem\u00e9sy, and B. Dagens, \u201cCorrelated Disordered Plasmonic Nanostructures Arrays for Augmented Reality\u201d, ACS Photonics 5, 002661 (2018).<\/p>\n

[brevet 1] D. Barat, S. Feron, B. Dagens, P. Gogol, V. Yam, A.-L. Fehrembach, B. Gralak, G. Dem\u00e9sy, Y. Br\u00fbl\u00e9, G. Tayeb, E. Popov, \u201cDispositif d\u2019affichage \u00e0 composant optique \u00e0 r\u00e9flexion s\u00e9lective et \u00e9l\u00e9ments optiques de d\u00e9flexion et de focalisation, pour un v\u00e9hicule\u201d. France, No de d\u00e9p\u00f4t\u00a0: 1652215. (16\/03\/2016).<\/p>\n

[brevet 2] M.\u00a0Grangier, D. Barat, B. Bavoux, B. Dagens, P. Gogol, V. Yam, Q. Li, R. Megy, A.-L. Fehrembach, B. Gralak, G. Dem\u00e9sy, Y. Br\u00fbl\u00e9, E. Popov, G. Tayeb, \u201cDispositif de vision t\u00eate haute avec lame \u00e0 surface r\u00e9fl\u00e9chissante\u201d. France, No de d\u00e9p\u00f4t\u00a0: 1550086 (07\/01\/2015).<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":2017,"parent":1716,"menu_order":10,"template":"","thematique":[75],"class_list":{"0":"post-1832","1":"epsilon","2":"type-epsilon","3":"status-publish","4":"has-post-thumbnail","6":"entry"},"acf":[],"lang":"en","translations":{"en":1832,"fr":734},"pll_sync_post":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/epsilon\/1832","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/epsilon"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/types\/epsilon"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/epsilon\/1832\/revisions"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/epsilon\/1716"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2017"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1832"}],"wp:term":[{"taxonomy":"thematique","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fresnel.fr\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/thematique?post=1832"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}