Theoretical study of light scattering and emission from dense ensembles of resonant dipoles

Nicolaas Jacobus Schilder 1
1 Laboratoire Charles Fabry / Naphel
LCF - Laboratoire Charles Fabry
Résumé : Nous présentons une étude théorique des propriétés optiques d'un ensemble dense de dipôles résonants. Nous traitons deux cas particuliers: la diffusion de la lumière par des nuages d'atomes froids et l'électroluminescence par un film de boîtes quantiques colloïdales (BQCs) placées au voisinage d'une métasurface plasmonique. En faisant varier progressivement la densité atomique, nous avons montré que la diffusion de la lumière passe d'un comportement purement diffusif à un comportement mixte comportant à la fois de la diffraction par une particule effective homogène et de la diffusion. Il en ressort que les nuages d'atomes froids sont des systèmes intéressants pour étudier la diffusion de la lumière résonante. Nous avons montré que la lumière n'est plus due à la diffusion par des atomes individuels mais à l'effet de modes collectifs étendus dans tout l'objet. Ces modes microscopiques peuvent être identifiés à des modes des équations de Maxwell pour des objets ayant la même forme et un indice effectif. Nous avons étudié l'apparition du régime d'homogénéisation, c'est-à-dire de la suppression de la partie diffuse. De façon surprenante, un nuage atomique, dense au point d'avoir à résonance un indice comparable à celui d'un métal, continue à diffuser fortement la lumière. Finalement, nous avons étudié l'émission de lumière d'un film dense de BQCs. Nous introduisons un modèle de l'électroluminescence de BQCs placées près d'une métasurface plasmonique.
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Thèse
Optics [physics.optics]. Université Paris-Saclay, 2016. English. 〈NNT : 2016SACLO019〉
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Soumis le : mercredi 15 février 2017 - 16:35:06
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Nicolaas Jacobus Schilder. Theoretical study of light scattering and emission from dense ensembles of resonant dipoles. Optics [physics.optics]. Université Paris-Saclay, 2016. English. 〈NNT : 2016SACLO019〉. 〈tel-01468678〉

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