Guides chiroptiques à base d'hélicènes fonctionnalisés – GuiChiHelli

Notre objectif consiste à ouvrir la voie vers une nouvelle classe de systèmes optiques intégrés planaires qui ne sera plus limitée à la seule polarisation rectiligne, mais pourra propager n'importe quelle polarisation elliptique (et donc circulaire). Cette approche repose sur le développement de nouveaux matériaux isotropes à fort pouvoir rotatoir (HIOR pour high Isotropic Optical Rotation). Les solutions des équations de Maxwell dans des guides plans achiraux sont liées à la symétrie planaire : les modes propagés se séparent en deux familles de polarisation linéaire et perpendiculaire entre elles, ce sont les fameux modes TE et TM (pour Transverse Electric/Magnetic). Toute l'optique intégrée planaire est ainsi soumise à ce diktat. Il y a 19 ans, Engheta a proposé une nouvelle classe de guide plan, les chirowaveguides constitués d'un coeur isotrope chiral. La chiralité, en couplant les modesTE et TM, induit des modes de polarisation elliptique gauche ou droite. Cette possibilité de contrôler la polarisation a beaucoup intéressé la communauté des électromagnéticiens , à la fois pour des raisons fondamentales et des applications potentielles. Cependant, devant la difficulté de réaliser de tels guides, il n'y a pas encore eu de réalisations pratiques. Le verrou technologique réside dans la conception de nouveau matériaux HIOR (High Isotropic Optical Rotation), qui n'existent pas pour l'instant. Nous posons de faire sauter ce verrou en réalisant des matériaux HIOR à base de molécules hélicéniques. Nous avons choisi deux méthodes pour déposer ces matériaux solides sous forme de films minces : le dépot par ablation laser (PLD) et le tirage d'hélicenes fonctionnalisés sous forme de précurseurs sol-gel. Pour mener à bien ce projet multidisciplinaire (optique guidée, physique des matériaux et chimie organique), nous mettons en commun les compétences de deux laboratoires le LPCML (pour le dépot des films et les caractérisations optiques) et le Laboratoire de Chimie de l'Ecole Normale Supérieure de Lyon (synthèse organique et analyse chimique).