Xavier ROMAIN : "Etude de la polarisation de la lumière à travers...

Travaux de thèse : "Etude de la polarisation de la lumière à travers un empilement de métamatériaux métalliques"

Résumé : Cette thèse a pour but l’étude théorique de métamatériaux métalliques empilés. Ces structures sont actuellement proposées pour améliorer et élargir les fonctionnalités des métamatériaux métalliques. Nous portons un intérêt particulier aux propriétés de polarisation de ces structures métalliques empilées.

En premier lieu, nous précisons le type de métamatériaux que nous étudions et nous présentons la méthode modale qui nous permet de décrire les propriétés électromagnétiques de la structure. A l’aide d’un Formalisme de Jones Etendu (FJE), développé récemment dans notre équipe, nous faisons ressortir les principales propriétés de polarisation linéaire de ces métamatériaux métalliques.

En alliant le FJE à l’algorithme de propagation de la matrice S, nous étudions un empilement de deux métamatériaux vus comme un montage polariseur-analyseur. Nous établissons ensuite une expression de la transmission de la structure: la loi de Malus étendue. Cela nous permet notamment de démontrer les résonances de type Fabry-Perot qui ont lieu entre les métamatériaux.

Pour des structures plus conséquentes, nous montrons qu’il est possible de réaliser une rotation de la polarisation, à très faible perte et spectralement agile, grâce aux résonances de type Fabry-Perot.

Fondamentalement, nous révélons une nouvelle façon d’exciter des résonances Fano qui sont induites par les propriétés de polarisation des métamatériaux. Ces résonances peuvent être utilisées pour des applications de capteur ou de filtrage. De plus, ces résonances Fano induites par la polarisation ouvrent de nouvelles possibilités d’applications pour les empilements de métamatériaux métalliques.

Jury de thèse :
Mme Maria-Pilar BERNAL, Directeur de Recherche, Femto-ST, Président
M. Antoine MOREAU, Maître de Conférences, Université Clermont Auvergne, Rapporteur
M. Xavier LETARTRE, Directeur de Recherche, Institut des Nanotechnologies de Lyon, Rapporteur
Mme Anne-Laure FEHREMBACH, Maître de Conférences, Université d'Aix-Marseille, Examinateur
M. Philippe BOYER, Maître de Conférences, Université Bourgogne Franche-Comté, Encadrant de thèse
M. Fadi BAIDA, Professeur des Universités, Université Bourgogne Franche-Comté, Directeur de thèse

Lieu : Amphithéâtre Jean-Jacques GAGNEPAIN, TEMIS, 15 B avenue des Montboucons, Besançon