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Description of spontaneous photon emission and local density of states in the presence of a lossy polaritonic inhomogeneous medium
No full textInternational audienceWe provide a description of spontaneous emission in a dispersive and dissipative linear inhomogeneous medium based on the generalized Huttner-Barnett model [Phys. Rev. A 46, 4306 (1992)]. Our discussion considers on an equal footing both the photonic and material fluctuations which are necessary to preserve unitarity of the quantum evolution. Within this approach we justify the results obtained in the past using the Langevin noise method that neglects the removal of photonic fluctuations. We finally discuss the concept of local density of states in a lossy and dispersive inhomogeneous environment that provides a basis for theoretical studies of fluorescent emitters near plasmonic and polaritonic antennas
Should the Wave-Function be a Part of the Quantum Ontological State?
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Dual-Lagrangian description adapted to quantum optics in dispersive and dissipative dielectric media
No full textInternational audienceWe develop a dual description of quantum optics adapted to dielectric systems without magnetic property. Our formalism, which is shown to be equivalent to the standard one within some dipolar approximations discussed in the article, is applied to the description of polaritons in dielectric media. We show that the dual formalism leads to the Huttner-Barnett equations [B. Huttner and S. M. Barnett, Phys. Rev. A 46, 4306 (1992)] for QED in dielectric systems. More generally, we discuss the role of electromagnetic duality in the quantization procedure for optical systems and derive the structure of the dynamical laws in the various representations
Le champ proche optique et la détection de nano-objets moléculaires individuels
No full textEn microscopie à champ proche optique dite "à ouverture" la lumière est confinée dans une ouverture de diamètre de l'ordre de 100 nm située en bout d'une fibre optique étirée et métallisée qui fait office de sonde excitatrice locale. Cette microscopie de proximité se carctérise essentiellement par l'utilisation des propriétés non propagatives de la lumière transmise par l'ouverture. Après un rappel des principes de bases de l'optique en champ proche et une description du fonctionnement du microscope utilisé dans ce travail, nous développons une étude théorique et analytique des profils d'émission en champ lointain de la pointe qui permet de justifier les propriétés observées expérimentalement dans ses carctérisations goniométriques. Ensuite, nous présentons un ensemble de résultats expérimentaux concernant l'étude de nano-objets fluorescents susceptibles d'améliorer notre compréhension des propriétés électromagnétiques locales du champ proche de la pointe. cette étude se termine par une discussion théorique sur la validité des modèles communément admis pour le champ proche (modèle de Bouwkamp) et par une présentation des premiers résultats de détection de molécules uniques obtenus à l'aide de ce microscope.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF
Near-field scanning single-photon microscopy with an ultrasmall nanodiamond: how good can the resolution be?
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Spatio-temporal second-order quantum correlations of surface plasmon polaritons
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'Deterministic' quantum plasmonics
No full textInternational audienceWe demonstrate 'deterministic' launching of propagative quantum surface-plasmon polaritons at freely chosen positions on gold plasmonic receptacles. This is achieved by using as plasmon launcher a near-field scanning optical source made of a diamond nanocrystal with two Nitrogen-Vacancy color-center occupancy. Our demonstration relies on leakage-radiation microscopy of a thin homogeneous gold film and on near-field optical microscopy of a nanostructured thick gold film. Our work paves the way to future fundamental studies and applications in quantum plasmonics that require an accurate positioning of single-plasmon sources and may open a new branch in plasmonics and nanophotonics, namely scanning quantum plasmonics
