Bonjour, je suis Jean-Jacques Greffet, je vais vous présenter la chair Safran AOGA s'il
s'agit d'une action de Messéna de l'entreprise Safran.
Elle est intitulée Photonic Ultimate et je vais essayer de vous faire partager nos rêves
sur essayer comment on peut contrôler l'interaction entre la lumière et la matière à des niveaux
ultimes.
Alors ultime parce qu'on va voir des sources de lumière extrêmement petites, ultime parce
que l'on va détecter avec la lumière des quantités de matière extrêmement petites,
ultime parce qu'on va essayer de faire du transport d'informations cryptées limitées
par les lois de la mécanique quantique, donc de la cryptographie quantique avec un tout
petit nombre de photons, quelques photons moins d'une dizaine qui permettent de transporter
des clés de façon secrète, ultime parce que l'on va essayer de faire du contrôle
de la lumière avec la lumière, donc la brique de base du traitement de l'information et
le niveau ultime c'est un photon qui permet de contrôler un autre photon et c'est ça
les objectifs qu'on se donne.
Alors je vais essayer de vous montrer de façon un peu plus détaillée comment procéder.
Alors tout d'abord ici je vais vous parler des maîtres de la lumière, alors est-ce que
j'ai une souris? Donc le processus d'émission de lumière ici est simplement du courant
qui circule entre une pointe en métal qui est symbolisée par cette petite sphère et
ici un petit nano cylindre, ce cylindre fait une vingtaine, une trentaine de nanomètres
de diamètre et de hauteur, le courant va sauter, les électrons vont littéralement
sauter, c'est de l'effet tunnel, ils vont passer dans le vide de la pointe au cylindre
et ce faisant là vous avez ici un calcul numérique qui montre la distribution du champ
électroméatique donc l'intensité de la lumière dans cette structure, le courant
les électrons qui sont, ces nanomètre vont passer là-dedans et ils sont dans une zone
extrêmement confinée et ce qui est représenté ici c'est le champ, donc vous voyez qu'on
est capable d'obliger les électrons et les photons à être au même endroit et dans un
volume extraordinairement petit, alors il faut vous rappeler que AB a formulé la limite
de résolution de diffraction qui dit que l'on ne peut pas faire des tâches de lumière
plus petites que la longueur d'on d'utiliser, ici on va émettre de la lumière visible
à 700 nanomètres et là et les électrons et les photons sont confinés sur cette tâche
ici et cette tâche elle fait moins d'une dizaine de nanomètres et c'est parce que
l'on force les électrons et les photons à être dans un volume de 10 nanomètres qui
n'ont pas le choix, ils sont obligés d'interagir et donc on va promouvoir l'émission de
lumière avec ces électrons, voilà, alors d'autre part ce petit cilindre est une véritable
antenne, ça joue le rôle des antennes yagihuda qu'il y a sur les toits de votre maison peut-être
encore et ça permet de rayonner, de transformer en lumière ce courant, alors je vous ai dit
qu'on pouvait être ultime pour détecter de la lumière, ici là ce que l'on vous
montre c'est une structure métallique, donc ce que vous avez ici c'est de l'or, on
a ici une fente et vous voyez que ce que je représente ici c'est le champ électroméliétique
lorsqu'on éclaire avec une onde plane cette structure, vous avez ici le champ métallique
donc vous voyez qu'il y a un champ métallique très intense, il est perpendiculaire à l'écran
et ici je représente le champ électrique, vous voyez qu'il est confiné là, en fait
comme ceci est de l'or vous avez ici une boucle donc c'est ce qu'on appelle une spire
et vous savez que ça génère un champ métallique et voilà le champ métallique, mais ce courant
ici est interrompu et lorsque vous avez un conducteur interrompu vous avez une capacité
et donc là vous avez une capacité, cet objet il fait quelques microns de côté vous avez
ici quelques dixièmes de microns donc vous avez ça de taille donc vous voyez qu'en
fait on a une spire et une capacité, c'est un circuit LC, c'est un circuit LC comme
en électricité au baccalauréat, mais ce circuit LC il y a une fréquence de résonance
qui est dans la frare rouge et dans la frare rouge c'est là que vous allez détecter toutes
les molécules.
Si vous mettez des molécules de monoxyde de carbone là-dedans elles vont être éclairées
par un champ qui est extraordinairement intense, encore une fois là ce spot de champ électromagnétique
il est beaucoup beaucoup beaucoup plus petit que la longueur d'onde et donc toute cette
énergie qui est ici elle se retrouve confinée dans ce tout petit volume de sorte que dès
lors que vous déposez un petit peu de gaz sur ce système vous allez perturber, même
s'il y a très très peu de matière vous perturbez très fortement le système, ça c'est la
réflectivité que vous avez avec ce système lorsque vous focalisez sur un seul trait, ça
c'est un faisceau gaussien focalisé sur ce trait et si vous avez une monocouche de
monoxyde de carbone il y a ce pic qui apparaît ici à une fréquence qui est la signature
de l'espèce moléculaire utilisée donc vous avez une signature spectrale et une sensibilité
extraordinaire c'est une mesure de réflectivité vous avez 10% de variation de réflectivité
avec une monocouche donc là on est en train de, on va fabriquer ça, c'est un concept
qui a été proposé par nos concept de nos collègues pardon de l'ONERA et on va essayer
d'utiliser ça pour ses applications de détection, alors je vous ai parlé de transport d'information
et de cryptographie quantique, je représente ici des systèmes qui existent déjà qui ont
été développés par Philippe Granger à l'Institut d'Optique dans lesquels on a un petit tout
petit pulse de lumière qui comporte une dizaine de photons qui est mélangé à un
faisceau qui lui est très intense et on fait ce qu'on appelle une détection au mot d'une
balancée qui permet de détecter la phase et l'amplitude de ce petit tout petit pulse
de lumière et c'est lui qui est porteur d'information vous voyez ça en fait ça rentre dans cette
boîte là et ce que Philippe Granger veut faire dans le cadre de cette chair c'est en fait de mettre
tout ça sur une carte de telle sorte que l'on puisse réduire par 10 l'encombrement, la taille,
le volume et le coût et faire un petit dispositif de transport de clés vous savez qu'en cryptographie
l'essentiel c'est de transporter la clé ensuite vous pouvez transporter l'information de façon
libre et ouverte de façon publique du moment que vous avez une clé qui a été transportée de façon
sécurisée. Dernier point sur lequel dernier rêve que je veux vous faire partager c'est
contrôler de la lumière avec de la lumière donc vous savez très bien que si vous avez deux
fils électriques qui se croisent ça s'appelle un court circuit et c'est un petit peu problématique de
continuer à les utiliser pour transporter de l'information en revanche quand vous avez deux
faisceaux optiques qui se croisent tout va bien c'est l'un des avantages de l'optique mais si vous
les traiter l'information ça devient un inconvénient si vous les traiter de l'information il faut pouvoir
contrôler le photon numéro 1 avec le photon numéro 2 c'est ça que fait un transistor c'est la base
du traitement de l'information alors est-ce qu'on peut faire ça avec de la lumière oui ça s'appelle
les phénomènes non linéaires mais les phénomènes non linéaires ça n'a jamais été vu tant qu'on
n'avait pas des lasers pourquoi parce qu'il faut des champs extrêmement intenses donc lorsqu'on a
des lasers on sait générer des champs très intenses au point de focalisation et donc on peut
observer ses effets non linéaires mais ici on veut tuer cette idée et montrer que l'on peut faire des
effets non linéaires avec le minimum possible c'est à dire deux photons et et l'idée est assez
simple elle est symbolisée ici vous avez une un peu une petite cavité donc ça c'est un
semiconductor la lumière peut pénétrer dans ceci vous voyez ce tube comme un tuyau d'orgue et le
point essentiel c'est que le volume ici est extrêmement petit ce qu'il faut savoir c'est
qu'un champ électrique c'est une énergie électrométique parmi tes volumes et donc vous pouvez
avoir un champ gigantesque en ayant un seul photon du moment que vous êtes capable d'enfermer le photon
dans une toute petite boîte et ça ça suffit pour avoir des phénomènes non linéaires et c'est
ce que l'on va faire ici il y a une autre stratégie que va utiliser Philippe Granger qui consiste à
utiliser les interactions géantes entre deux molécules situées à très faible distance dans
des états où les dipôles sont géants que l'on appelle des états de Rydberg voilà je vais m'arrêter
là je vous remercie pour votre attention
