Blaise Pascal University Doctoral School of Basic Sciences SUBJECT

Document Sample
Blaise Pascal University Doctoral School of Basic Sciences SUBJECT Powered By Docstoc
					                                                                  Blaise Pascal University



                                                    Doctoral School  of Basic Sciences 

                                                             SUBJECT OF THE THESIS



Title of the thesis   Exotic structures in nanophotonics : Theory and numerical approach
                    : 


Supervisor :  Martine Mihailovic
              
Laboratory :   LASMEA, UMR 6602 CNRS-UBP
               
University :  Université Blaise Pascal
            
Email and Phone : martine.mihailovic@univ-bpclermont.fr (04 73 40 76 52)
Possible co­supervisor :   Antoine Moreau
                        
Email and Phone : antoine.moreau@univ­bpclermont.fr (04 73 40 72 12)
Laboratory :  LASMEA, UMR 6602 CNRS-UBP
              
University :  Université Blaise Pascal
            

Summary :
The Ph. D. will take place in the team of the LASMEA called "Propagation, Diffraction and Radiation", which
studies nanophotonic structures both theoretically and numerically. Our research project, concerning meta­
materials,   has   recently   been   selected   by   the   French   National   Agency   for   Research.   It   is   based   on   a 
collaboration with several other laboratories (Femto­ST Institute in Besançon, Fresnel Institute in Marseille 
and GES in Montpellier) and deals with meta­materials.

Meta­materials are periodical structures with a period of a few nanometers in the case of optics. There are 
indeed three to four orders of magnitude between the scale of molecules and the wavelength of light. The 
idea has been proposed recently that matter could be structured at and intermediate scale in order to create 
structures which behave as homogeneous media and presenting perfectly exotic properties. Such structures 
have been called meta­materials. Such materials can be designed for much larger wavelengths too (micro­
wave for instance).

Meta­materials could lead to left­handed materials in which the effective permability and permittivity are both 
negative. Such media present unusual properties: negative refraction, surface modes, contra­propagative 
guided modes. There is even a possibility that they could lead to invisibility.


                                                                                                                                                                                     
                                 Doctoral School of Basic Sciences  – 24, avenue des landais – 63177 AUBIERE CEDEX
                                      CHEMISTRY – MATHEMATICS – PHYSICS – SCIENCES of the UNIVERSE
                                                          site web : http//clrwww.in2p3.fr/EDSF/

Director: Pr Pierre HENRARD                                                                                                          Secretary  : Sylvie DESMET
tél. +33 (0)4.73.40.72.77                                                                                                               tél. +33 (0)4.73.40.53.76
E­mail : henrard@in2p3.fr                                                                                           E­mail : Sylvie.DESMET@univ­bpclermont.fr
The Ph. D. will concern:

­First of all, the theoretical study of particular structures made with left­handed materials. 
This study will involve analytical calculations (using complex plane methods). It will concern the coupling of 
guided modes in such structures, and more particularly an exotic mode recently studied by our team and 
called a “light wheel”. The goal will be to provide a realistic structure supporting this type of mode.
­Then, the simulation and the study of given structures, so that their properties can be computed ab­initio. 
This part may require to adapt existing methods to the case of these structures (namely finite difference 
methods). Our team is specialized in the devising of specific numerical methods. 

­Finally, the problem of structure optimization will be treated both theoretically (in order to understand how 
some structures can present properties which remain stable) and practically (using optimization techniques 
on particular structures). This part will be a collaboration between the PDR and the Optical Spectroscopies 
team of the LASMEA.

Requirements :

A good knowledge of Electromagnetic Optics is clearly required, as well as good mathematical 
basis (Green functions). Technically we use Matlab and Fortran.




                                                                                                                                                                                     
                                 Doctoral School of Basic Sciences  – 24, avenue des landais – 63177 AUBIERE CEDEX
                                      CHEMISTRY – MATHEMATICS – PHYSICS – SCIENCES of the UNIVERSE
                                                          site web : http//clrwww.in2p3.fr/EDSF/

Director: Pr Pierre HENRARD                                                                                                          Secretary  : Sylvie DESMET
tél. +33 (0)4.73.40.72.77                                                                                                               tél. +33 (0)4.73.40.53.76
E­mail : henrard@in2p3.fr                                                                                           E­mail : Sylvie.DESMET@univ­bpclermont.fr