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Equipe
- Membres permanents : Bruno Gallas, Willy Daney-de-Marcillac, Mathieu Mivelle, Catherine Schwob
- Doctorant.e.s : Lingfei Cui, Nicolas Mathieu
Notre recherche se concentre sur le contrôle de l’état de polarisation de la lumière grâce à l’utilisation de matériaux nanostructurés, en particulier avec des résonateurs plasmoniques. Nos activités couvrent tous les aspects du contrôle de la polarisation, de la fabrication d’échantillons aux caractérisations polarimétriques et à la modélisation. D’un point de vue fondamental, nous décrivons la relation entre les symétries des modes plasmoniques excités dans les nanostructures métalliques ou le couplage entre les nanostructures et l’état de polarisation de la lumière rayonnée, en mettant l’accent sur la création d’une polarisation circulaire. D’un point de vue de physique appliquée, nous étudions l’utilisation de la polarisation circulaire pour la détection de biomolécules pour des applications médicales ainsi que pour la conception d’images cachées pour les étiquettes anti-contrefaçon.
Détection de biomolécules
Un détecteur peu coûteux et de faible encombrement pour le criblage rapide et sensible de biomolécules ayant une sensibilité aux énantiomères bénéficierait grandement de l’ingénierie de l’état de polarisation des champs électromagnétiques à l’échelle nanométrique. Nous développons de nouvelles surfaces sensibles basées sur des résonateurs plasmoniques fonctionnalisés présentant un couplage magnéto-électrique. Notre travail couvre les investigations numériques, la réalisation d’échantillons et la détection polarimétrique de la présence de biomolécules.
Figure 1 : (gauche) Schéma de la distribution instantanée du courant dans un résonateur en U et des moments dipolaires électriques et magnétiques induits. (Droite) Illustration de l’interaction d’une molécule chirale avec des résonateurs en forme de U et ses conséquences sur les polarisations circulaires rayonnées.
Images polarisées
La possibilité d’obtenir des images cachées dans l’état de polarisation de la lumière repose sur la réalisation de résonateurs photoniques hautement anisotropes. Nous développons des surfaces avec un contrôle spatial de l’état de polarisation de la lumière, en mettant l’accent sur la polarisation circulaire, pour concevoir des pixels qui ne révéleraient les images que dans des conditions d’observation particulières. Nos activités couvrent la conception de pixels indépendants, la réalisation d’images encodées dans le contrôle spatial de résonateurs photoniques et l’observation d’images cachées.
Figure 2 : (a) Surface composée de pixels contenant 3×3 résonateurs en U droits et retournés observée en lumière non polarisée. L’insert en haut à gauche présente l’image codée cachée. Chaque pixel de cette image à coder a été transformé en surface contenant un nombre de résonateurs en U proportionnel au niveau de gris du pixel initial (insert en haut à droite). (b) et (c) Même surface observée à une longueur d’onde de 650 nm en dichroïsme circulaire à une incidence de +35° et -35°. L’image cachée est maintenant pleinement visible.
Fait d’actu Le sourire caché de la Joconde (2018)
Financements
- ANR NANODIELLIPSO (2009-2013)
- ANR CHiROptMol (2018-2023)
- Labex MATISSE (2018-1019)
- PHC Aurora (2019)
Publication récente
- M. Nicolas, I. Soumahoro, L. Zhang, G. Guida, W. Daney de Marcillac, et al.. Mueller micropolarimeter for color imaging of aluminium metasurfaces. Journal of the Optical Society of America B, Optical Society of America, 2021, 38 (4), pp.1184. ⟨10.1364/JOSAB.416833⟩. ⟨hal-03178348⟩
