16 Octobre – Soutenance de thèse - Mikaël Ghadimi Nassiri

14 h Amphi - bâtiment A9

Mise en forme topologique large bande de la lumière.

Cette thèse a pour objet de développer plusieurs approches expérimentales pour la mise en forme de la phase de faisceaux à large bande spectrales. Aujourd'hui les outils permettant de moduler la phase d'une onde lumineuse sont nombreux et pour certains disponibles commercialement, seulement ces éléments ne fonctionnent généralement que pour une seule longueur d'onde de travail simultanément.  Cette thèse a pour objet de développer plusieurs approches expérimentales pour la mise en forme de la phase de faisceaux à large bande spectrale. Après un état de l'art sur les principales techniques, nous focalisons notre étude sur la mise en forme de vortex optiques large-bande par l'intermédiaire d'éléments exploitant l'interaction spin-orbite pour la lumière, permettant de moduler la phase géométrique, dont nous abordons quatre approches. La première est basée sur la réflexion de Fresnel anisotrope sur les dioptres mettant en jeu au moins un matériau biréfringent uniaxe, un choix optimal de leurs indices de réfraction et de leurs dispersions permet de réfléchir un faisceau dont la phase dépend de l'orientation de l'axe optique des milieux. Dans la seconde, également réflective, nous exploitons le phénomène de réflexion de Bragg circulaire qui se produit au sein des cristaux liquides cholestériques. Étant structurés de façon hélicoïdale et périodique, ces cristaux liquides ont la particularité de réfléchir efficacement toute une bande spectrale dépendant des paramètres du matériau, avec acquisition d'une phase de nature géométrique. Nous appliquons cette propriété en particulier pour la conception d'éléments inhomogènes pour la mise en forme, à une bonne approximation, de modes de Laguerre-Gauss. Les deux dernières approches sont basées sur la mise en forme de vortex optiques par des milieux biréfringents inhomogènes en transmission, en particulier les défauts se formant spontanément dans les films de cristaux liquides nématiques à anisotropie diélectrique négative, qui se comporte comme des éléments d'interaction spin-orbite. L'une consiste à mettre deux éléments en série permettant de traiter successivement différentes composantes spectrales. L'autre consiste à paralléliser ce procédé en séparant le faisceau initial en différents canaux spectraux, adressés sur des défauts topologiques localisés en réseau et individuellement contrôlables électriquement. Cette dernière solution peut être vue comme un modulateur spatial de lumière dont les pixels sont inhomogènes et nous a amené à proposer des applications potentielles en imagerie optique super-résolue et pour la mise en forme spatio-temporelle d'impulsions ultracourtes.

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