Mumores
Projet : Guides d'ondes résonants à réseau ayant multimodes préparés par écriture directe par laser par absorption à un photon
Résumé :
Ce projet, qui met en jeu une étroite collaboration entre les laboratoires LUMIN et PPSM, vise à étudier de manière théorique et expérimentale la réalisation de guides d'ondes résonants à réseau basés sur de nouveaux matériaux polymères poreux, en utilisant l'écriture directe par laser par absorption à un photon. Dans une première étape, les propriétés optiques des guides d'ondes résonants à réseau seront étudiées par simulation selon la méthode FDTD. Le matériau polymère poreux sera ensuite préparé et sa structure sera modulée afin d'obtenir un indice de réfraction effectif optimal. Des guides d'ondes résonants à réseau seront alors fabriqués par écriture directe par laser par la méthode dite LOPA. Les structures ainsi obtenues seront utilisées afin d'améliorer la génération de second harmonique de nanoparticules non linéaires, et établir une première preuve de concept de leur domaine d'application potentiel.
Description :
Les guides d'ondes résonants à réseau (resonant waveguide grating, RWG) sont des structures diélectriques constituées d'une (ou plusieurs) couche de guide d'onde, dont la surface supérieure comporte un motif mono ou bidimensionnel. La résonance en mode guidé (guided mode resonance, GMR) est l'une des propriétés importantes des RWG, qui apparaît quand une lumière incidente diffractée par le réseau est couplée à un mode de guide d'onde. Quand les conditions de GMR sont satisfaites, une réflexion fine et une transmission quasi-nulle sont observées pour une longueur d'onde et à un angle d'incidence spécifiques. Cette propriété peut être exploitée pour de nombreuses applications tels que des filtres passe-bande multiples, des lasers accordables, des capteurs bio/chimiques, etc.
Dans le cadre de ce projet, nous proposons de réaliser des structures RWG entièrement à base de polymères, offrant de nombreux avantages tels que rapidité de fabrication, faible coût, facilité de fonctionnalisation et d'intégration optique, etc. Néanmoins, afin de localiser le champ lumineux à la surface du RWG (ce qui est crucial pour des applications pratiques), il est impératif que l'indice de réfraction de la couche inférieure soit faible. Nous proposons donc d'élaborer de nouveaux matériaux polymères poreux dont l'indice de réfraction peut être contrôlé, avec une valeur inférieure à 1.55. De plus, afin d'obtenir des périodicités multiples au sein d'une même structure RWG, nous envisageons d'utiliser la méthode d'écriture directe par laser par absorption ultra-faible à un photon, dite LOPA.
La réalisation de ce projet mettra en oeuvre plusieurs tâches réalisées en collaboration entres les laboratoires LUMIN et PPSM, et de possibles interactions avec des partenaires Taïwanais et Chinois.
Dans le cadre de ce projet, nous proposons de réaliser des structures RWG entièrement à base de polymères, offrant de nombreux avantages tels que rapidité de fabrication, faible coût, facilité de fonctionnalisation et d'intégration optique, etc. Néanmoins, afin de localiser le champ lumineux à la surface du RWG (ce qui est crucial pour des applications pratiques), il est impératif que l'indice de réfraction de la couche inférieure soit faible. Nous proposons donc d'élaborer de nouveaux matériaux polymères poreux dont l'indice de réfraction peut être contrôlé, avec une valeur inférieure à 1.55. De plus, afin d'obtenir des périodicités multiples au sein d'une même structure RWG, nous envisageons d'utiliser la méthode d'écriture directe par laser par absorption ultra-faible à un photon, dite LOPA.
La réalisation de ce projet mettra en oeuvre plusieurs tâches réalisées en collaboration entres les laboratoires LUMIN et PPSM, et de possibles interactions avec des partenaires Taïwanais et Chinois.
