Etude des modifications du taux d'émission spontanée de sources internes utilisées comme sondes des variations de densités locales d'états photoniques dans des matériaux aussi divers que des milieux désordonnés polymères ou inorganiques, des cristaux photoniques et des nanostructures plasmoniques

In this work, we studied variations of the spontaneous emission rate of internal sources used as probes of variations of the local photonic density of states. Materials as diverse as polymers or inorganic disordered media, photonic crystals and plasmonic nanostructures were characterized. Thus, we discuss successively i) changes of spontaneous emission rate of internal sources due to local density variations of the surrounding polymer medium, both below and above the glass transition temperature; ii) changes of the spontaneous emission rate as a result of conformational changes of fluorescent molecules due to movements of surrounding chains, iii) the study of the fluorescence inhibition /exaltation in photonic crystals and iv) the emission in plasmonic nanostructures. Finally, we describe some research perspectives such as i) the development of highly disordered materials to study the phenomena of light localization and random lasers; ii) the development of plasmonic nanostructures combining localized and propagating surface plasmons to generate high Purcell factors in a spectral range either very wide or very narrow and iii) the development of plasmonic structures sensitive to the optical Kerr effect to achieve optical bistables.
Dans ce travail, nous avons étudié les modifications du taux d'émission spontanée de sources internes utilisées comme sondes des variations de densités locales d'états photoniques. Des matériaux aussi divers que des milieux désordonnés polymères ou inorganiques, des cristaux photoniques et des nanostructures plasmoniques ont été caractérisés. Ainsi, nous discutons successivement i) les changements des taux d'émission spontanée de sources internes dus aux variations locales de densité du milieu polymère environnant, en dessous et au dessus de la température de transition vitreuse; ii) les changements des taux d'émission spontanée consécutives aux changements de conformation des molécules fluorescentes dus aux mouvements des chaînes environnantes; iii) l'étude de l'inhibition/exaltation de l'émission de fluorescence dans les cristaux photonique et iv) l'émission dans les nanostructures plasmoniques. Finalement, nous décrivons quelques perspectives de recherche telles que i) le développement de matériaux extrêmement désordonnés afin d'étudier les phénomènes de localisation de la lumière et de lasers aléatoires; ii) le developpement des nanostructures plasmoniques combinant plasmons de surface localisés et propagatifs afin de générer des facteurs de Purcell élevés dans une gamme spectrale soit très large soit très étroite et iii) le développement des structures plasmoniques sensibles à l'effet Kerr optique afin de réaliser des bistables optiques.