Photonique, plasmonique et optique non-linéaire

Le regroupement de compétences expérimentales et théoriques majeures dans la conception et la croissance des hétéro-structures semi-conductrices et dans la manipulation de systèmes à un, deux ou trois photons ainsi que l’émergence récente de la plasmonique confèrent un grand dynamisme à cet axe de recherche.

Dans le domaine de la photonique nous abordons notamment la manipulation et la détection de photons individuels, l’étude de nouveaux phénomènes physiques à l’échelle nanométrique. Ces travaux s’appuient sur la croissance d’une grande diversité de nanostructures semi-conductrices : boites quantiques, nanofils, puits quantiques et leur incorporation dans des microcavités optiques. Nous utilisons ces structures pour des études fondamentales de sources de photons uniques ou jumeaux et de systèmes photoniques uni-dimensionnels. Ce domaine s’est récemment enrichi par le développement de calculs ab initio de spectres d’absorption et de réfraction optique.

En optique non linéaire, nous étudions la génération d’états quantiques de la lumière à trois photons par interactions paramétriques du troisième ordre. Au deuxième ordre, nous réalisons la métrologie des propriétés d’accord de phase et de quasi-accord de phase de cristaux pour la conversion de fréquence. Enfin, en limitant le couplage optique d’un émetteur solide unique à un seul mode optique, nous obtenons de puissants effets non linéaires au niveau du photon unique.

Les études en plasmonique portent sur les effets de confinement de champs électromagnétiques notamment dans des réseaux métalliques rectangulaires de taille inférieure à la longueur d’onde et dans des nano-réseaux aléatoires, ainsi que sur le développement de la Spectroscopie Raman Corrélée afin d’étudier la dynamique des systèmes complexes.