Plasmonique Quantique

Revisiter l'Optique Quantique avec des plasmons de surface

Les plasmons de surface sont des ondes de densité d'électrons se propageant à l'interface entre un métal et un diélectrique. Elles confinent le champ électromagnétique dans de très petits volumes, ce qui en fait de parfaites candidates pour convoyer des signaux optiques à travers des structures nanométriques, bien plus petites que celles de l'optique conventionnelle. De plus, les modèles théoriques prédisent que le comportement quantique des plasmons de surface uniques est en tout lieu semblable à celui des photons.  Les physiciens étudient donc l'opportunité d'utiliser des plasmons plutôt que des photons pour transmettre de l'information quantique.

Expérimentalement, la plasmonique quantique cherche ainsi à revisiter les expériences fondatrices de l'optique quantique avec des plasmons. L'une d'entre elles a été réalisée par Hong, Ou et Mandel il y a tout juste 30 ans : ils constatèrent que deux photons identiques atteignant une séparatrice 50/50 par deux ports d'entrée distincts ressortaient toutes deux par le même port de sortie, un phénomène appelé coalescence. Notre équipe a réalisé une version plasmonique de l'expérience HOM permettant d'observer de la coalescence et de l'anti-coalescence de plasmons. Nous avons réalisé d'autres expériences, comme de l'intrication hybride entre un photon et un plasmon, du contrôle non-local de l'état d'un plasmon ou des interférences plasmoniques entre états N00N.

MEMBRES PRESENTS ET PASSES DU PROJET

	Dr. Benjamin Vest Maître de Conférences en Optique et Photonique benjamin.vest@institutoptique.fr Téléphone / Bureau : +1 33 64 53 32 74 / R2.64
	Dr. Marie-Christine Dheur Marie-Christine a soutenu sa thèse en 2016 et est maintenant ingénieure à Saint-Gobain Recherche Son sujet de thèse : "Expériences de plasmonique quantique : dualité onde corpuscule du plasmon de surface et intrication entre un photon et un plasmon de surface."

PUBLICATIONS ASSOCIéES

	Anti-coalescence of bosons on a lossy beamsplitter Les auteurs : Benjamin Vest, Marie-Christine Dheur, Eloïse Devaux, Alexandre Baron, Emmanuel Rousseau, Jean-Paul Hugonin, Jean-Jacques Greffet, Gaëtan Messin, François Marquier DOI : 10.1126/science.aam9353 Science Vol. 356, Issue 6345, pp. 1373-1376 (2017)
	Plasmonic interferences of two-particle N00N states Les auteurs : Benjamin Vest, Ilan Shlesinger, Marie-Christine Dheur, Eloïse Devaux, Jean-Jacques Greffet, Gaëtan Messin, François Marquier DOI : 10.1088/1367-2630/aac24f New J. Phys. 20 053050 (2018)
	Remote preparation of single-plasmon states Les auteurs : Marie-Christine Dheur, Benjamin Vest, Éloïse Devaux, Alexandre Baron, Jean-Paul Hugonin, Jean-Jacques Greffet, Gaétan Messin, and François Marquier DOI : 10.1103/PhysRevB.96.045432 Phys. Rev. B 96, 045432 (2017)
	Single-plasmon interferences Les auteurs : Marie-Christine Dheur, Éloïse Devaux, Thomas W Ebbesen, Alexandre Baron, Jean-Claude Rodier, Jean-Paul Hugonin, Philippe Lalanne, Jean-Jacques Greffet, Gaétan Messin, and François Marquier DOI :  10.1126/sciadv.1501574 Science Advances  Vol. 2, no. 3, e1501574 (2016)