Enfin un absorbeur parfait à large bande et à grand-angle !

La plasmonique permet aux opticiens et aux physiciens d’étudier les oscillations collectives des électrons qui se trouvent à l’intérieur d’un objet métallique éclairé par la lumière. Ces oscillations électroniques sont en résonance plasmonique de surface ou SPR lorsqu’ils se situent à l’interface entre un matériau de permittivité négative et positive. En outre, des films métalliques très minces permettent de créer des ondes de surface à longue portée appelées modes Epsilon-near-zero ou ENZ.

Modélisation 3 D des oscillations d'une onde lumineuse
Source : phys.org

Récemment, des chercheurs de l’Institut d’optique et de mécanique fine de Shanghai (SIOM) de l’académie des sciences de Chine ont mis au point le schéma d’un absorbeur de lumière à large bande. Cet absorbeur à bande accordable fonctionne selon le principe du couplage non divisé des modes Epsilon-near-zero (ENZ) et de résonance plasmonique de surface localisée (LSPR).

Ces travaux représentent une réelle avancée dans l’étude des matériaux présentant à la fois des propriétés ENZ et plasmoniques, tels que l’oxyde de cadmium ou le nitrure de titane.

À la recherche d’une absorption parfaite avec les matériaux ENZ

L’absorption optique est essentielle dans de nombreuses applications optiques linéaires et non linéaires. En effet, ces dernières années, les matériaux ENZ planaires ont fourni des solutions efficaces pour divers absorbeurs parfaits à bande étroite, à large bande et accordables.

Cependant, ces matériaux ENZ planaires sont confrontés à des problèmes significatifs de dépendance à la polarisation et d’incidence oblique qui limitent leur application. Afin d’obtenir une absorption parfaite de la lumière, des scientifiques ont alors eu l’idée de combiner des films ENZ avec des métasurfaces. Cette technique permettrait alors de résoudre les problèmes de dépendance de polarisation et d’angle.

Un absorbeur centimétrique parfait et à grand-angle

Des scientifiques chinois ont mis au point un modèle d’absorbeur centimétrique parfait à partir d’un réseau de coquilles elliptiques en oxyde d’étain et en indium. Fabriqué grâce à une technologie d’auto-assemblage à faible coût, il se met en mode ENZ et LSPR à de faibles longueurs d’onde.

Ce dispositif a permis aux chercheurs de corriger les problèmes de dépendance de polarisation de la résonante d’angle que présentent les absorbeurs ENZ standards. En effet, ils ont réussi à obtenir une absorption de lumière de plus de 98 % entre 1 435 et 1 680 nm au cours de leurs expériences.

SOURCE : MIRAGNEWS

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