Suite au financement du projet QUANTUM2DTMD en 2023, les équipes impliquées du MPQ, LSI et CdF ont récemment publié un article dans Nature.
- Tingwen GUO
- Jules SUEIRO
- Gian Marcello ANDOLINA
- Artem LEVCHUK
- Stefano PONZONI
- Romain GRASSET
- Donald MONTHE
- Ian AUPIAIS
- Dmitri DAINEKA
- Javier BRIATICO
- Thales VAG DE OLIVEIRA
- Alexey PONOMARYOV
- Atiqa ARSHAD
- Arjun KARIMBANA-KANDY
- Gulloo LAL PRAJAPATI
- Igor ILYAKOV
- Jean-Christoph DEINERT
- Sebastian F. MAEHRLEIN
- Luca PERFETTI
- Marco SCHIRO
- Yannis LAPLACE
Les cristaux photoniques spatiaux (SPC) constituent des structures uniques pour les interactions lumière-matière, car ils permettent d’obtenir un contraste diélectrique important et spatialement périodique à l’échelle des longueurs d’onde. Leurs équivalents temporels, les cristaux photoniques temporels (PTC), promettent des avancées similaires en modulant périodiquement les propriétés optiques dans le temps, mais nécessitent une modulation forte et ultra-rapide, difficile à obtenir expérimentalement. Les métamatériaux excités ont été considérés comme une voie pour réaliser des PTC, mais les mises en œuvre entièrement optiques sont restées inconnues en raison de la difficulté à obtenir une modulation à des échelles de temps aussi courtes. Nous démontrons ici la réalisation entièrement optique d’un cristal de temps photonique, obtenue à l’aide d’un métamatériau à cavité de plasmons de surface fonctionnant à des fréquences térahertz. Nous démontrons une excitation périodique forte (proche de l’unité) et cohérente (inférieure à un cycle optique) du métamatériau plasmonique, rendue possible par la modulation dynamique induite par le champ de l’énergie cinétique des porteurs et d’une masse effective atteignant jusqu’à 80 % de leur masse au repos. Nos mesures spectroscopiques montrent une transition vers le régime PTC médiée par un point exceptionnel, au niveau duquel deux modes propres optiques excités par Floquet fusionnent. Dans le régime PTC, il est démontré que le gain émergent réduit les pertes plasmoniques de plus de 50 %, et nous prévoyons que l’émission laser plasmonique soit à la portée de l’expérimentation. Ces résultats établissent une plateforme robuste pour la photonique dans le domaine temporel au sein des systèmes plasmoniques.