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DYSCO — Transport topologique dans des réseaux photoniques

par Webmestre - publié le

Directeur de thèse : Alberto AMO web : http://honeypol.eu/

Laboratoire(s) d’accueil : PhLAM

Résumé du projet de thèse

La topologie décrit les propriétés d’un système physique qui restent inchangées lors d’une déformation. Un exemple est le « genre » : le nombre de trous dans la surface d’un objet. Une tasse et un donut ont tous les deux un trou, ils appartiennent à la même classe topologique (genre=1) et l’un peut être transformé dans l’autre par déformation. L’application de ces concepts à la physique a été reconnu par le prix Nobel de 2016. Dans la photonique, la topologie est un nouveau champ de recherche dans lequel l’utilisation de matériaux topologiques permettra de manipuler la lumière à l’échelle micrométrique avec des propriétés robustes au bruit, au désordre et aux défauts.

Dans cette thèse expérimentale, nous proposons l’ingénierie et étude de systèmes photoniques avec des propriétés topologiques. Deux plateformes sont envisagées. La première est les réseaux de polaritons de microcavité, dont un exemple est montré sur l’image [M. Milicevic et al., PRL 118, 107403 (2017)]. Dans ce réseau hexagonal, les photons se comportent comme des électrons dans un réseau de graphène, avec des états de bord liés à la topologie du réseau. À partir de ces idées, nous avons implémenté un laser topologique à une dimension [P. St-Jean et al., Nat. Photon. 11, 651 (2017)]. L’un des objectifs de la thèse sera l’implémentation d’états de bord chiraux dans des réseaux bidimensionnels, avec transport photonique insensible au désordre. La deuxième plateforme est des fibres optiques couplées, avec lesquelles on peut développer des nouvelles propriétés topologiques.

La thèse se déroulera dans un laboratoire d’optique, dans le carrefour de la simulation quantique et de l’optique, et se fera en collaboration avec des groupes de théoriciens dans le cadre de plusieurs projets européens. Elle se trouve dans la suite du projet ERC porté par A. Amo sur l’implémentation de propriétés topologiques dans les polaritons. Pour plus d’infos : http://honeypol.eu/.