Lumière et chaleur à basse échelle
Ref: 3PN3080
Description
Quel est le comportement de lumière en dessous de sa longueur d'onde ? Qu'est-ce que la chaleur à l'échelle d'une molécule ? Quelle est l'influence de leur nature quantique ? Ce cours transmet aux élèves les connaissances de base sur la physique de la chaleur et de la lumière aux échelles les plus basses actuellement accessibles. En effet, à de telles dimensions elles révèlent de riches propriétés à forts potentiels technologiques. Les aspects fondamentaux seront exposés et placés dans ces perspectives d’applications.
Période(s) du cours
SM11
Prérequis
Aucun.
Syllabus
Chaleur :
- Fluctuations et dissipation dans la matière condensée
- Conduction : les phonons et le transport thermique
- Rayonnement thermique : du macro au nano
- Relaxation Brownienne dans les liquides
- Systèmes désordonnés
Lumière :
1. Introduction & rappels
1.1. Rappels
1.2. Approche algébrique de l’électromagnétisme
1.3. Miroirs plus petits que la longueur d’onde (étude de cas)
2. Cristaux photoniques
2.1. Position du problème
2.2. Forme des modes
2.4. Filtrage d’un laser pour la détection de polluants (étude de cas)
2.5. Mesure du champ dans une cavité (illustration)
3. Polaritons de surface
3.1. Un peu de contexte
3.2. Modèles de permittivité
3.3. Solutions des équations de Maxwell
3.4. Détectivité d’une caméra à puits quantique (étude de cas)
3.5. Mesure de la relation de dispersion d’une onde de surface (illustration)
4. Optomécanique
4.1 Pression de radiation
4.2 Observation du régime quantique
4.3 Refroidissement optique
4.4 Limite quantique standard
Composition du cours
Cours magistral.
Ressources
Cours magistral.
Résultats de l'apprentissage couverts par le cours
À l’issue de ce cours, les élèves auront une vue d’ensemble des enjeux, phénomènes, méthodes et applications liés à ces domaines, et seront à même de transférer les connaissances acquises vers d’autres aspects non abordés durant le cours.
Support de cours, bibliographie
Partie lumière :
- Polycopié
- John D. Joannopoulos, Steven G. Johnson, Joshua N. Winn et Robert D. Meade : Photonic Crystals: Molding the Flow of Light. Princeton University Press, 2nd édition, 2008.