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

2.1 Structures artificielles diélectriques

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2.1.1 De l’ingénierie globale à l’ingénierie localisée

Manipuler de manière indépendante les grandeurs caractéristiques macroscopiques des matériaux (permittivité : ε - perméabilité : µ - indice de réfraction : n - impédance de surface : z) dans l’infrarouge reste une tâche délicate. L’abondante littérature sur les métamatériaux montre clairement que, des micro-ondes au térahertz, il est possible grâce à la structuration et aux éléments constitutifs utilisés d’adresser séparément ε et µ. En optique, dès lors que l’on abandonne les métaux souvent considérés comme trop dissipatifs, même si leur « dilution » dans une structure artificielle complexe aux petites dimensions peut les rendre de nouveau exploitables, le recours aux diélectriques (et donc les semi-conducteurs) ne permet plus en général qu’un travail sur ε (ou n). Même l’exploitation des résonances de Mie pour moduler la perméabilité effective devient quasiment impossible car elle nécessite l’exploitation de matériaux à valeurs initiales de permittivité très élevées que l’on ne trouve pas à l’état naturel pour le régime de longueur d’onde ici recherché. La solution la plus mature revient alors à utiliser les cristaux photoniques bidimensionnels (voir encadré 1), non seulement en régime de bande interdite pour créer de nouveaux guides de propagation (à modes lents notamment) par insertion de défauts étendus ou pour créer des cavités à coefficients de qualité très élevés pour le piégeage et l’émission de lumière, mais aussi pour leur richesse en régimes de fonctionnement potentiels en bandes permises. De plus amples détails sur l’ensemble des aspects relatifs à l’exploitation des grandeurs caractéristiques des matériaux pourra être trouvée dans la référence ...