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Cristaux photoniques : les bases

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Dans cours

MICRO-420: Selected topics in advanced optics

This course proposes a selection of different facets of modern optics and photonics. ...

Description

Cette séance de cours couvre les fondamentaux des cristaux photoniques, y compris les réseaux de Bragg, les cristaux photoniques 1D, le réseau réciproque, la structure de la bande et la réflectance. L'instructeur fait référence à des œuvres clés de Saleh & Teich, Joannopoulos, Sakida et Houdré.

Enseignant·e

Olivier Martin

Olivier J.F. Martin a obtenu le diplôme (M.Sc.) et le doctorat en physique de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en 1989, respectivement 1994. En 1989 il a rejoint le laboratoire de recherche d'IBM à Rüschlikon près de Zurich, où il a étudié les propriétés optiques et thermiques des lasers semiconducteur. Entre 1994 et 1997 il était collaborateur scientifique de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich (ETHZ). En 1997 il a reçu une bourse Profil du Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique (FNSRS) lui permettant de mettre sur pied un groupe de recherche indépendant. Entre 1996 et 1999, Olivier Martin a passé plus d'une année et demi aux U.S.A. comme collaborateur invité de l'Université de Californie à San Diego. En 2001 il a reçu une bourse de professeur assistant du FNSRS et devint professeur de Nano-optique à l'ETHZ. En 2003 il a été nommé professeur de nanophotonique et de traitement optique du signal à l'EPFL où il dirige actuellement le laboratoire de Nanophotonique & Métrologie.

Source officielle

Concepts associés (18)

Cristal photonique

Les cristaux photoniques sont des structures périodiques de matériaux diélectriques, semi-conducteurs ou métallo-diélectriques modifiant la propagation des ondes électromagnétiques de la même manière qu'un potentiel périodique dans un cristal semi-conducteur affecte le déplacement des électrons en créant des bandes d'énergie autorisées et interdites. Les longueurs d'onde pouvant se propager dans le cristal se nomment des modes dont la représentation énergie-vecteur d'onde forme des bandes.

Réseau réciproque

En cristallographie, le réseau réciproque d'un réseau de Bravais est l'ensemble des vecteurs tels que : pour tous les vecteurs position du réseau de Bravais. Ce réseau réciproque est lui-même un réseau de Bravais, et son réseau réciproque est le réseau de Bravais de départ. Un cristal peut se décrire comme un réseau aux nœuds duquel se trouvent des motifs : atome, ion, molécule. Si l'on appelle les vecteurs définissant la maille élémentaire, ces vecteurs définissent une base de l'espace.

Optique intégrée

L'optique intégrée concerne l'utilisation de technologies similaires à celles de la microélectronique pour la réalisation de composants optiques de très petite dimension. La réalisation des systèmes d'optique intégrée se fait par modification d'un substrat comme le phosphure d'indium. Ces technologies permettent de réaliser dans de faibles volumes des fonctions optiques élémentaires ou élaborées impossibles à réaliser par d’autres technologies. Leur géométrie générale est celle de plaquettes de quelques cm d'une épaisseur maximale de .

Théorie des bandes

redresse=1.5|vignette|Représentation schématique des bandes d'énergie d'un solide. représente le niveau de Fermi. thumb|upright=1.5|Animation sur le point de vue quantique sur les métaux et isolants liée à la théorie des bandes En physique de l'état solide, la théorie des bandes est une modélisation des valeurs d'énergie que peuvent prendre les électrons d'un solide à l'intérieur de celui-ci. De façon générale, ces électrons n'ont la possibilité de prendre que des valeurs d'énergie comprises dans certains intervalles, lesquels sont séparés par des bandes d'énergie interdites (ou bandes interdites).

Photonique

vignette|Image de la lumière d'un laser ultra large-bande émergeant d'une fibre monomode de cristal photonique dont on voit la sortie à droite (point blanc).|alt=Sur fond noir une grande tache en forme d'étoile irisée à gauche et un petit point blanc à droite. La photonique est la branche de la physique concernant l'étude et la fabrication de composants permettant la génération, la transmission, le traitement (modulation, amplification) ou la conversion de signaux optiques.

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