Metamaterialen voor nieuwe fotonische componenten : linkshandige materialen en kwantumstippen.

Fotonica is tijdens de laatste veertig jaar uitgegroeid van een deelgebied van de kwantumelektronica tot één van de belangrijkste peilers van de multidisciplinaire natuurkunde en tot een volwaardige technologie met toepassingen in de ICT, de medische wetenschappen, materiaalkunde, enz. Bij de verwezenlijking van fotonische componenten maakt men steeds meer gebruik van metamaterialen of artificiële materialen met eigenschappen die men niet terugvindt bij natuurlijke materialen. In dit project zullen we twee nieuwe en complementaire metamaterialen bestuderen: kwantumstippen en linkshandige materialen.



(1) Kwantumstippen in lasers zorgen voor een hogere graad van opsluiting van de ladingsdragers dan de kwantumputten die in de huidige generatie halfgeleiderlasers worden gebruikt. Dit kan leiden tot lasers met een hogere efficiëntie, met instelbare golflengte en met een stabielere dynamica. In mijn doctoraatsonderzoek zullen we kwantumstip lasers experimenteel karakteriseren en nagaan hoe we balansvergelijkingmodellen voor dergelijke lasers kunnen opstellen, waarbij we rekening zullen moeten houden met de dynamica van zowel de kwantumstippen als de zogenaamde "wetting layer".



(2) Linkshandige materialen zijn optische materialen die gekarakteriseerd worden door een negatieve permittiviteit en een negatieve permeabiliteit. Deze materialen, met een aantal zeer bijzondere eigenschappen zoals negatieve refractie, omgekeerd dopplereffect en perfecte beeldvorming, kunnen slechts sinds enkele jaren gefabriceerd worden. In mijn doctoraatsonderzoek zullen we ons vooral toeleggen op het gebruik van linkshandige materialen in fotonische componenten. In eerste instantie zullen we een (niet-lineaire) Fabry-Perot resonator gevuld met een dergelijk linkshandig materiaal bestuderen, waarbij de nadruk zal liggen op de invloed die het linkshandig materiaal heeft op de diffractie en dus ook op de modulationele stabiliteit van de resonator. Daarna zullen ook andere fotonische componenten aan bod komen, zoals golfgeleiders en lasers.