« Calcul des propriétés optiques de nanostructures par la matrice de diffraction utilisant des méthodes numériques avancées et semi-analytiques »

 

Grâce à l’amélioration des techniques de fabrication des nanostructures, il a été possible ces dernières années de créer des systèmes optiques présentant des propriétés extraordinaires et nouvelles. Les guides d’ondes en cristaux photoniques et les capes d’invisibilité en sont quelques exemples éminents. Pour ces systèmes, il est important de définir exactement la forme, la taille et la configuration des nanostructures. La fabrication de ces objets étant complexe et coûteuse, on a besoin de méthodes numériques pour l’optimisation des paramètres des structures et pour l’ajustement des propriétés optiques. Or, le calcul numérique se révèle très compliqué pour les nanostructures, en particulier dans le cas des structures métallo-diélectriques qui comportent des résonances plasmoniques. C’est pourquoi des méthodes numériques avancées et des modèles semi-analytiques sont nécessaires. Il apparaît dans cette thèse que le formalisme de la matrice de diffraction peut satisfaire ces deux aspects. […] Grâce à ce travail, il est donc possible de mieux comprendre les propriétés optiques de nanostructures et de les optimiser pour des applications particulières. On peut non seulement analyser des systèmes de la science fondamentale, comme des objets photoniques et quantiques couplés […], mais aussi leur trouver des applications : par exemple de nouveaux capteurs, qui peuvent détecter efficacement des contaminations chimiques dans des systèmes stériles.

Thomas Weiss, né en 1981, a étudié la physique à l’Université de Stuttgart, et à l’Université Blaise Pascal de Clermont-Ferrand, où il rédige sa thèse de doctorat en cotutelle. De 2011 à 2013, il était post-doctorant à l’Institut Max-Planck de physique de la lumière à Erlangen. Il occupe depuis 2013 un poste de professeur assistant à l’Université de Stuttgart.