Nanophotonique

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La nanophotonique, aussi connue sous le nom de nano-optique ou nano-orto, est l'étude de la lumière et de ses interactions avec la matière à des échelles nanométriques.

Eléments de définition

On parle de nanophotonique lorsque les phénomènes mis en jeu interviennent sur des distances inférieures à la longueur d'onde (dans la gamme visible du spectre électromagnétique, la longueur d'onde se situe entre 400 et 700 nm).

Objectifs, enjeux

La nanophotonique cherche à dépasser (ou contourner) les limites imposées par le phénomène de diffraction en optique.

Les objectifs principaux portent (1) sur la compréhension des phénomènes liés à la lumière intervenant à des échelles nanométriques, et (2) sur le développement de nouvelles structures photoniques pour réaliser des fonctions optiques innovantes.

Domaines d'application

La nanophotonique est une branche de l'optique qui s'intéresse tout particulièrement aux domaines suivants :

  • la microscopie de champ proche (NSOM near-field scanning optical microscopy)
  • l'interaction de la lumière avec des structures métalliques (plasmonique ou étude des plasmons de surface)
  • le confinement et la manipulation de la lumière par des cristaux photoniques
  • l'intégration de structures photoniques sur puces silicium
  • le développement de matériaux composites artificiels (métamatériaux) pour réaliser de nouvelles fonctions optiques

Les applications actuelles concernent principalement l'élaboration de systèmes de visualisation améliorés et compactés[1] (éventuellement à haute température)[2], dont la microscopie optique à très haute résolution, les capteurs optiques de haute sensibilité, les systèmes de connexion optique intégrés, mais d'autres applications concernent par exemple les cellules photovoltaïques[3] ou l'impression 3D d'objets d'échelle manométrique.

Image

Image : Distribution d’intensité du champ électrique (échelle logarithmique) au voisinage d’une paire de nanoparticules d’or de diamètre 50 nm éclairées par une onde plane de polarisation suivant l’axe principal de la paire de particules

Notes et références

  1. ↑ Béatrice Dagens, Gil Cardoso, Marius Crouzier et Vy Yam, « La nanophotonique : des solutions pour des systèmes de visualisation améliorés et compactés », Photoniques, no 115,‎ , p. 34–40 (ISSN 1629-4475 et 2269-8418, DOI 10.1051/photon/202211534, lire en ligne, consulté le )
  2. ↑ Verlhac C (2022) Couplages électromagnétiques et thermiques pour la nanophotonique haute température (Doctoral dissertation, université Paris-Saclay).
  3. ↑ (en) Vivian E. Ferry, Jeremy N. Munday et Harry A. Atwater, « Design Considerations for Plasmonic Photovoltaics », Advanced Materials, vol. 22, no 43,‎ , p. 4794–4808 (DOI 10.1002/adma.201000488, lire en ligne, consulté le )

Bibliographie

  • L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics, Cambridge (2006).

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

  • Cours de nanophotonique http://www.nanohub.org/resources/1748
  • GdR Ondes http://gdr-ondes.u-bourgogne.fr/groupes-thematiques/micro-nano-structures-et-dispositifs-de-loptique-aux-micro-ondes.html
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