Contexte
Nanophotonique : ingénierie de dispersion pour la détection et l’imagerie infrarouge

Depuis le milieu des années 1980, les cristaux photoniques diélectriques ont occupé une place de plus en plus importante dans le domaine de la nanophotonique intégrée, notamment dans le domaine de longueurs d’onde infrarouge. L’exploration de ce domaine spectral s’est imposée naturellement, à la fois à cause des matériaux utilisés, les semi-conducteurs, et à cause des échelles de structuration souhaitées, quelques centaines de nanomètres, qui correspondaient au domaine d’application des technologies avancées de la micro et nanoélectronique. Sur cette base, l’exploitation des bandes interdites photoniques induites par la structuration périodique de la matière (réseaux de trous dans une matrice ou réseaux de piliers) a permis l’apparition de guides d’ondes à faibles pertes et rayons de courbure quelconques, de coupleurs à insertion-extraction miniaturisés pour le multiplexage à haute densité, ou encore de microcavités à fort coefficient de qualité pour les applications lasers sans seuil par exemple ( à ).

Parallèlement, les années 1990 ont vu l’apparition des métamatériaux, pour lesquels un ordre de grandeur dans l’échelle de structuration par rapport à la longueur d’onde devait être gagné, ainsi que celle de nouveaux effets associés tels que la réfraction négative ou l’ultra-réfraction. La combinaison des deux a poussé la communauté des cristaux photoniques à s’interroger sur une généralisation possible de leur utilisation dans ce domaine nouveau de l’ingénierie de réfraction en exploitant les bandes permises du diagramme de dispersion. Plus...