1. Nanostructures plasmoniques :
- Les nanoparticules plasmoniques, telles que les nanoparticules métalliques ou les nanotiges, peuvent prendre en charge des résonances plasmoniques de surface localisées (LSPR) qui peuvent confiner et améliorer la lumière à des fréquences spécifiques. En concevant précisément la taille, la forme et la disposition de ces nanostructures, il est possible de manipuler la lumière sur une large gamme de fréquences, du visible à l'infrarouge.
2. Métasurfaces :
- Les métasurfaces sont des surfaces ultrafines composées de métaatomes ou de résonateurs sub-longueur d'onde. Les métasurfaces peuvent contrôler l'amplitude, la phase et la polarisation de la lumière à des fréquences et des angles d'incidence spécifiques. Ils peuvent être conçus pour manipuler la lumière sur une large gamme de fréquences en incorporant différents types de métaatomes ou de résonateurs.
3. Cristaux photoniques :
- Les cristaux photoniques sont des structures périodiques constituées de matériaux ayant différents indices de réfraction. Ils peuvent présenter des bandes interdites photoniques, qui sont des plages de fréquences où la propagation de la lumière est interdite. En contrôlant la périodicité et les propriétés matérielles des cristaux photoniques, il est possible d’adapter les bandes interdites et ainsi de manipuler la lumière sur des plages de fréquences spécifiques.
4. Surfaces sélectives en fréquence (FSS) :
- Les FSS sont des structures périodiques qui réfléchissent ou transmettent sélectivement la lumière à des fréquences spécifiques tout en laissant passer d'autres fréquences. En concevant soigneusement la géométrie et l'espacement des éléments FSS, il est possible de réaliser un filtrage et une manipulation de la lumière dépendant de la fréquence sur une large gamme de fréquences.
5. Matériaux nanostructurés :
- Les matériaux nanostructurés, tels que les puits quantiques semi-conducteurs, les points quantiques et le graphène, peuvent présenter des propriétés optiques uniques permettant la manipulation de la lumière à l'échelle nanométrique. Ces matériaux peuvent être conçus pour contrôler l’absorption, la réflexion et la transmission de la lumière sur une large gamme de fréquences.
6. Optique non linéaire :
- Des processus optiques non linéaires, tels que la génération de deuxième harmonique, l'amplification paramétrique et la génération de fréquence somme, peuvent être utilisés pour manipuler la lumière à différentes fréquences. En exploitant les propriétés non linéaires de certains matériaux, il est possible de convertir la lumière d’une fréquence à une autre, élargissant ainsi la gamme de fréquences pouvant être manipulées.
Ces approches permettent un contrôle et une manipulation précis de la lumière à l'échelle nanométrique sur de larges plages de fréquences, trouvant des applications dans les dispositifs nanophotoniques, la communication optique, la détection, l'imagerie et la spectroscopie.
