Post-Doctorat sur l'Étude Théorique et Numérique de la Thermalisation de Photons en Milieu Diffusant H/F

Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris

Le couplage d'émetteurs quantiques à des cavités photoniques est un moyen courant de contrôler l'interaction lumière-matière et de produire des sources lumineuses fonctionnant dans différents régimes (LED, lasers, etc.). La diffusion multiple dans un milieu désordonné est un autre moyen, apparemment simple, d'améliorer l'interaction entre un ensemble d'émetteurs immergés dans le milieu et la lumière émise. En particulier, lorsque la taille du système dépasse le libre parcours moyen de diffusion, les photons subissent une marche au hasard diffusive qui augmente l'interaction avec les émetteurs, imitant ainsi l'effet d'une
cavité. Cette idée a notamment conduit au concept de lasers aléatoires [1].

Au-delà de l'exemple du laser aléatoire, il existe d'autres régimes qui combinent des émetteurs quantiques et une forte diffusion et qui sont restés largement inexplorés. Dans les cavités, les phénomènes de thermalisation des photons [2] et de condensation [3] ont déjà été observés.

Des calculs théoriques simples et des expériences préliminaires suggèrent que ces régimes pourraient être accessibles dans des environnements désordonnés.
L'objectif du projet est d'étudier différents régimes d'émission et de propagation de la lumière dans des milieux fortement diffusants, en particulier la thermalisation et la condensation des photons. Différents types de diffuseurs et d'émetteurs seront testés dans diverses conditions expérimentales. Le post-doctorant sera chargé des tâches théoriques et numériques (en particulier le développement d'un modèle de transport couplant une équation de population
avec une équation de transfert radiatif), des implémentations numériques ainsi que des investigations et interprétations théoriques.
[1] D. S. Wiersma, Nat. Phys. 4, 359 (2008).
[2] J. Klaers, F. Vewinger, and M. Weitz, Nat. Phys. 6, 512-515 (2010).
[3] J. Klaers, J. Schmitt, F. Vewinger, and M. Weitz, Nature 468, 545-548 (2010).