Simulation des métamatériaux à indice de réfraction négatif

Abstract

Les métamateriaux prennent de l’ampleur ces dernières années. Les nouvelles propriétés permettent d’envisager la réalisation de nouveaux composants optiques aux fonctionnalités inédites. La « lentille parfaite », c’est-à-dire non soumise à la limite de diffraction, est l’exemple typique d’un composant original et très prometteur en termes d’applications, basé sur l’utilisation d’un métamatériau à indice de réfraction négatif. Ce sujet porte sur l’étude des métamatériaux et de leurs applications dans le visible, en particulier la simulation d’un indice de réfraction négatif. Jusqu’à présent, un certain nombre de concepts ont été établis et un certain nombre de démonstrations expérimentales ont été réalisées pour des fréquences allant des micro-ondes au domaine terahertz. L’extension au spectre visible représente un enjeu majeur qui ne se borne pas à l’application d’une simple loi d’échelle sur les dimensions mises en jeu. En effet, les métamatériaux à indice négatif sont principalement constitués de métaux et leur réponse électromagnétique dépend fortement de la fréquence du fait de la dispersion et de l’absorption. L’objet ce travail sera de relever les nombreux défis scientifiques du domaine et notamment de développer des modèles simples permettant de décrire de façon mésoscopique la réponse d’un métamatériau à indice négatif aux fréquences optiques.