Accueil du site Faits marquants Archives des faits marquants Faits marquants 2006 Contrôle de la localisation de forts champs électromagnétiques à (...)

Contrôle de la localisation de forts champs électromagnétiques à l’échelle sub-longueur d’onde

Un enjeu important des développements actuels en optique est celui du contrôle de la lumière (guidage, localisation, focalisation etc…) à l’échelle sub-longueur d’onde. Une des raisons est que l’électronique connaît aujourd’hui une limitation intrinsèque liée au temps de transport de l’information numérique d’un point à l’autre du processeur. La lumière, beaucoup plus rapide que les électrons, pourrait offrir une solution à ce problème s’il était possible de réaliser des composants optiques à l’échelle de quelques dizaines de nanomètres, c’est-à-dire à une échelle sub-longueur d’onde.

Au-delà de l’optique sub-longueur d’onde, le contrôle de la localisation de forts champs électromagnétiques devrait également permettre de développer des mesures de spectroscopie optique ultra-sensibles (diffusion Raman exaltée de surface (SERS) en particulier).
Fig.1 : Schéma du système étudié, avec d=0.5 mm, h=10.5 mm, w=0.2 mm.

C’est dans ce cadre que nous avons étudié théoriquement un système métallique très simple, représentées sur la fig.1, composé de deux cavités rectangulaires profondes et d’ouverture sub-longueur d’onde. Illuminé par une onde incidente dont le champ électrique se trouve dans le plan d’incidence, un tel système supporte des résonances électromagnétiques, les plasmons de surfaces, qui induisent la localisation d’énergie électromagnétique à la surface du système ou dans les cavités.

Dans ce dernier cas, le champ est effectivement confiné et concentré dans des volumes inférieurs à celui autorisé pour la lumière incidente. De plus, l’énergie électromagnétique localisée dans chacune des cavités est environ 500 fois plus élevée que l’énergie incidente. Enfin nous avons montré qu’il était possible de contrôler cette localisation par l’ajout d’une seconde onde incidente, déphasée de f par rapport à la première onde.
Cartes de champ
Fig.2 : Carte d’intensité du champ au voisinage de la surface. Le choix du déphasage permet de localiser le champ dans l’une ou l’autre des cavités.
© Institut Néel 2012 l Webdesign chrisgaillard.com l Propulsé par spip l Dernière mise à jour : Tuesday 15 October 2019 l