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Au-delà du champ électrique: exploiter la composante magnétique des interactions lumière-matière à l’ échelle nano
La nanophotonique a bouleversé la maîtrise des interactions lumière-matière, mais l’ attention est restée quasi exclusivement centrée sur la composante électrique du champ optique. Pourtant, la composante magnétique intervient de façon cruciale dans des phénomènes aussi variés que les interactions chirales, la manipulation de qubits, les processus fortement non linéaires ou certaines réactions photochimiques réputées « interdites ». Faute d’ outils adaptés, ce levier magnétique demeure largement inexploré à l’ échelle nanométrique. Dans un article récemment publié, des chercheurs de plusieurs instituts français démontrent qu’ il est désormais possible de façonner le champ magnétique de la lumière à une échelle largement inférieure à la longueur d’ onde. Leur dispositif clé: une nano-antenne plasmonique, sculptée à l’ extrémité d’ une pointe de microscope en champ proche optique, capable de créer un « point chaud » magnétique nanométrique, spatialement séparé de son pendant électrique. Grâce à cette astuce, ils transfèrent l’ énergie du champ magnétique vers une unique nanoparticule dopée en ions europium trivalent, une première à ces échelles. Autre résultat déroutant: les chercheurs constatent que la distribution spatiale du champ excitateur n’ est pas corrélée à la densité locale d’ états optiques gouvernant l’ émission. Cette apparente violation du théorème de réciprocité s’ explique par les chemins optiques distincts empruntés par l’ excitation et la collecte. En ouvrant la voie à un contrôle magnétique au nanomètre, ce travail dépasse la simple curiosité fondamentale: il esquisse de nouvelles stratégies pour optimiser des réactions photochimiques, concevoir des architectures quantiques innovantes ou explorer des processus optiques jusqu’ ici inaccessibles.
RÉFÉRENCE B. Reynier, E. Charron, O. Markovic, et al.,“ Near field control over magnetic lightmatter interactions,” Light Science & Applications 14, 127( 2025). https:// doi. org / 10.1038 / s41377-025-01807-z
Oscillateur paramétrique optique à bas seuil intégré sur une puce de niobate de lithium
Les oscillateurs paramétriques optiques sont basés sur l ' interaction entre la lumière et la matière dans un cristal non linéaire placé dans une cavité résonnante. Un tel dispositif peut être intégré sur une puce pour ouvrir de nouvelles perspectives, comme l ' intégration de dispositifs denses pour le calcul optique. Bien que pour cette application un faible encombrement soit essentiel, les dispositifs intégrés typiques utilisent une cavité annulaire qui s ' étend sur une grande partie de la puce. Les scientifiques de l ' ETH Zurich ont réalisé un oscillateur paramétrique optique sur la plate-forme de niobate de lithium en couche mince, en utilisant une cavité Fabry-Pérot linéaire. Les miroirs de la cavité sont des réflecteurs de Bragg basés sur un guide d ' onde, qui présentent une modulation périodique inférieure à la longueur d’ onde et forment une cavité pour le signal généré dans la bande C, typique des télécommunications vers 1550 nm. Cette approche innovante a permis de réduire l ' encombrement d ' un ordre de grandeur. Les chercheurs montrent que le dispositif fonctionne avec une faible consommation d ' énergie et que la longueur d ' onde de sortie est constamment accordable en exploitant un effet thermo-optique local ou l ' accord de fréquence de la lumière de pompe. Ce travail présente une nouvelle conception prometteuse pour plusieurs applications, allant de la spectroscopie à l ' informatique optique.
RÉFÉRENCE J. Kellner, A. Sabatti, A. Maeder and R. Grange, " Low threshold integrated optical parametric oscillator with a compact Bragg resonator," Optica 12, 702( 2025), https:// doi. org / 10.1364 / OPTICA. 558804
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