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Investigation numérique de la localisation d’Anderson et du phénomène de lasing d’Anderson

Directeur de thèse : Renaud VALLEE

Comme un cristal semiconducteur, un cristal photonique peut avoir une bande interdite au sein de laquelle la propagation de la lumière est interdite. L’introduction d’impuretés et autres défauts peut générer des états spatialement localisés dans la bande interdite. Afin d’étudier des effets de localisation, la présence de désordre est indispensable. Lorsqu’une impulsion lumineuse rencontre des défauts dans le cristal photonique, ceux-ci causent la diffusion des photons et provoquent une transition de la propagation de la lumière d’un régime balistique à un régime de diffusion. La localisation peut entraîner un ralentissement critique de photons, car ils passent plus de temps dans ces états localisés. Afin d’étudier ce phénomène, de nouvelles simulations sont nécessaires, permettant l’analyse numérique de la propagation d’une impulsion laser dans un milieu désordonné. Ainsi, la structure d’un cristal colloïdal photonique plus ou moins ordonné sera obtenue par dynamique moléculaire (MD) et la résolution des équations de Maxwell (FDTD) sera effectuée afin d’y étudier la propagation de l’onde impulsionnelle. Par MD-FDTD il sera possible d’investiguer l’interaction entre la structure 3D d’un matériau complexe, sa réponse non-linéaire (y compris l’amplification de la lumière) et les caractéristiques des impulsions laser émises.

Thématique : Lasers, Matière et Nanosciences