Trois supercellules pour confiner la lumière dans les moirés photoniques en configuration magique
La superposition de deux réseaux périodiques légèrement différents est connue en optique comme l’effet de moiré. Plus précisément, lorsque les deux réseaux sont commensurables, le moiré apparait comme un réseau infini de « supercellules » ayant une période supérieure à celle des réseaux individuels. Dans le domaine de la nanophotonique, la superposition de deux réseaux à l’échelle nanométrique modifie la dispersion des modes, créant des configurations « magiques » qui confinent la lumière de manière non conventionnelle. Par exemple, dans les moirés infinis 1D, ces effets se produisent lorsque la distance entre les deux réseaux atteint des valeurs spécifiques. Ces distances « magiques » entraînent l’apparition de modes optiques présentant des bandes d’énergie à dispersion parfaitement plate. L’objectif de notre étude est d’analyser la possibilité de ce confinement dans des structures moirés finies. Grâce à cette étude, il a été possible de clarifier le phénomène qui explique l’origine des bandes plates en utilisant un modèle analytique de liaisons fortes, dont les résultats ont été validés par des simulations numériques. Nous constatons que la combinaison de trois supercellules en configuration magique permet de confiner la lumière centralement, avec un facteur de qualité supérieur à 10^6, indiquant un état quasi lié dans le continuum (« Bound state In the Continuum » ou BIC). Ce concept présente de nombreuses applications possibles dans le domaine de la récupération d’énergie, l’optique quantique, les pinces optiques, les systèmes de détection, ou encore les micro-ondes.
Contacts: Chirine Saadi , Ségolène Callard
Référence: Chirine Saadi, Hai Son Nguyen, Sebastien Cueff, Lydie Ferrier, Xavier Letartre, Segolene Callard, “ How many supercells are required for unconventional light confinement in moiré photonic lattices?” Optica 11, 245-250 (2024). https://doi.org/10.1364/OPTICA.498089
