Simulation de la localisation de la lumière dans les matériaux complexes – LILAS

La conception de nouveaux appareils pour traiter ou transmettre de l'information toujours plus vite ou avec un débit plus important est devenue un enjeu scientifique important de nos jours. De même, contrôler l'interaction lumière-matière pour optimiser les propriétés optiques de certains matériaux est crucial dans le contexte de la conversion d'énergie et de l'imagerie. Pour atteindre ces buts, une nouvelle classe de matériaux nano-structurés est en train d'émerger. Totalement désordonnés ou corrélés, ces matériaux ont des propriétés optiques très surprenantes et encore très largement non comprises comme l'existence de bandes interdites photoniques ou l'observation de propriétés de diffusion largement modifiées. Une étude fondamentale de ces systèmes est requise pour apprécier leur potentiel en particulier pour confiner la lumière ou pour accroître l'interaction rayonnement-matière. Le but du projet LILAS est d'étudier théoriquement et numériquement plusieurs mécanismes pour permettre la localisation de la lumière dans les matériaux complexes et pour répondre à des questions fondamentales importantes de physique mésoscopique. En particulier, nous étudierons l'existence ou la non existence du régime de localisation d'Anderson de la lumière (encore largement débattue au moins pour les systèmes 3D ou les ondes vectorielles 2D) et nous analyserons des matériaux photoniques innovants corrélés sur des échelles courtes ou longues comme les matériaux ``hyperuniformes'' récemment découverts. Toutes ces questions seront abordées par le biais de simulations numériques extensives combinées à des modèles théoriques simples.