Offre de thèse : Etude théorique et numérique des cristaux photoniques modulés spatio-temporellement

Contexte

La physique de la réfraction négative a ouvert une voie inédite il y a une quinzaine d’année vers des résonateurs ouverts au sein desquels la lumière tourne en boucle et la densité locale d’état diverge. Il résulte de ces objets insolites appelés « coins parfaits » la possibilité d’applications encore théoriques mais très variées pour ces systèmes de type cloaking mais aussi de type cavité parfaite.

Un autre type de métamatériau parfaitement adapté à l’air a été étudié : il s’agit d’un cristal modulé en espace et en temps de façon identique pour la permittivité et la perméabilité, ce qui conduit à un système avec une non-réciprocité induite par la flèche du temps analogue à la trainée de Fresnel. Le plus souvent, cette variation temporelle est associée à une variation spatiale de la structure considérée : on parlera alors de modulation spatio-temporelle.

Description

Les milieux modulés spatio-temporellement nécessitent un traitement théorique et numérique qui leur est dédié, donc la thèse, proposée par l’Institut Fresnel (UMR CNRS 7249), consistera dans un premier temps à faire un état de l’art sur ces métamatériaux d’un nouveau genre puis ensuite à développer des outils théoriques et numériques adaptés à leur étude.

Si un certain nombre d’applications déjà identifiées présente une forte connotation défense, et donc cela justifie pleinement l’implication de la DGA, l’effervescence de la communauté des microondes pour ce domaine laisse également présager une multitude de nouvelles applications dans les prochaines années. Dans ce contexte, le CNES souhaite explorer les possibilités de l’apport de la modulation temporelle pour la réalisation d’antennes aux performances nouvelles ou permettant de simplifier l’implémentation parfois complexe de certaines solutions existantes.

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