Soutenance de thèse de Elise BAILLY

Soutenance de thèse de Elise BAILLY, doctorante dans le groupe Nanophotonique du Laboratoire Charles Fabry, le 30 Mai 2023 à 10h00 dans l'Auditorium de l'Institut d'Optique Graduate School à Palaiseau, sur le thème : " Contrôle de l’émission spontanée par une assemblée d'émetteurs thermalisés en cavité. Étude théorique et expérimentale ". 

Résumé : " Cette thèse a pour but de développer un modèle et des techniques de contrôle de l’émission de lumière par une assemblée de fluorophores dans le domaine visible. Miniaturiser les sources de lumière est un enjeu majeur pour réduire l’encombrement et donc les coûts de production. Cela permet également d’intégrer plus facilement ces sources à d’autres systèmes. Il est maintenant bien compris que l’environnement des émetteurs permet de modifier les propriétés de la lumière émise. Dans cette thèse, nous explorons les moyens de façonner cet environnement électromagnétique afin d’obtenir une source miniaturisée dont l’émission est directive. La première partie est consacrée à l’étude de la cohérence spatiale, qui est nécessaire à l’obtention de directivité. Nous établissons une relation générale absorption-cohérence permettant de calculer la corrélation spatiale des champs à l’aide d’un calcul d’absorption. Cela nous permet d’étudier les propriétés d’émission d’un système composé de molécules de colorant déposées sur de l’argent et de mettre en évidence le rôle des ondes de surface dans l’apparition de cohérence spatiale. Dans un second temps, nous montrons que la photoluminescence en présence de l’environnement résonant peut être calculée à l’aide de la loi de Kirchhoff locale. Grâce à cette méthode, nous modélisons la photoluminescence émise par un système complexe composé de deux types d’émetteurs fluorescents déposés sur un film d’argent. Nous mettons ainsi en évidence un transfert d’énergie entre ces deux familles d’émetteurs. Enfin, nous tirons parti des résultats précédents pour concevoir numériquement des sources photoluminescentes directives, composées de nanoplaquettes déposées sur une métasurface métallique jouant le rôle de cavité résonante. Ces sources sont fabriquées en salle blanche et caractérisées expérimentalement. L’accord des résultats expérimentaux avec la théorie démontre la portée de la loi de Kirchhoff locale dans la conception de sources de lumière innovantes ".