Modification de l'émission de lumière fluorescente en milieu diffusant desordonné – FLUOSCATT

La fluorescence d’un ensemble d’émetteurs fluorescents, interagissant dans le régime de couplage faible, est couramment décrite comme la somme des émissions de fluorescence individuelles de chaque fluorophore, considérées indépendamment. Cependant, cette vision est inexacte, car des modifications spectrales ont été observées, indiquant des interactions plus complexes. En particulier, la thermalisation des photons, qui est un processus créant un gaz de photons avec un spectre caractérisé par une distribution de Bose-Einstein avec un potentiel chimique non nul, peut se produire. FLUOSCATT associe une expertise théorique, expérimentale en optique et en synthèse de matériaux pour étudier comment l’émission de photons par une solution diluée de fluorophores est modifiée par l’interaction avec un milieu diffusant avec différents degrés de désordre. Nous nous attendons à produire une modification substantielle du spectre de fluorescence grâce à l’interaction des photons de fluorescence avec un milieu diffusant optimisé. L’optimisation de cette interaction conduira à la thermalisation des photons dans un milieu diffusant désordonné et à des applications intéressantes pour la génération de surfaces colorées et de nouvelles sources de lumière avec des propriétés optiques et de radiation thermique optimisées. Le premier objectif de FLUOSCATT est le développement d’un modèle théorique avancé pour prédire quantitativement les propriétés des milieux complexes actifs pour différents régimes de diffusion, allant de la diffusion simple à la diffusion multiple, y compris le régime dans lequel se produit la thermalisation des photons. Le modèle guidera la conception de l’expérience, en termes d’optimisation des paramètres et de choix des meilleurs observables pour démontrer la thermalisation. Le deuxième objectif est l’observation de la thermalisation des photons dans un milieu diffusant, et son optimisation en identifiant et en contrôlant les paramètres clés. Dans ce but, nous utiliserons des fluorophores colloïdaux choisis ad hoc, des suspensions colloïdales de diffuseurs et des matériaux diffusants innovants avec des corrélations du désordre optimisées pour atteindre le régime de thermalisation de façon efficace.