Analyse de la polarisation d'émission - Institut des NanoSciences de Paris

Dans la perspective de coupler efficacement un émetteur à une structure photonique, la connaissance de l’orientation de l’émetteur est nécessaire. Il faut aussi savoir si l’émission lumineuse provient d’un seul dipôle ou d’une somme de deux dipôles dégénérés (« dipôle 2D »). Nous avons donc mis en place une description théorique permettant de relier l’orientation d’un émetteur et sa nature 1D ou 2D à son comportement en polarisation. Nous avons montré que l’angle du dipôle avec l’axe optique peut être mesuré via le degré de polarisation de l’émission (à condition de connaître la relation théorique entre ces quantités (fig. 1c), via un modèle qui doit inclure entre autres l’environnement optique de l’émetteur et l’ouverture numérique de l’objectif utilisé). Nous avons appliqué cette méthode à l’étude de nanocristaux de CdSe/CdS (dipôles 2D ; synthèse B. Dubertret) (fig. 1b) et de nanobâtonnets dot-in-rods de CdSe/CdS (dipôles 1D ; synthèse L. Carbone), ainsi que de bâtonnets orientés dans un cristal liquide (collaboration E. Lacaze).

Fig. 1 : Un exemple de détermination de l’orientation d’un nanocristal de CdSe/CdS (a) Schéma du dispositif expérimental et définition des angles, (b) Analyse en polarisation expérimentale, (c) dépendance théorique entre le degré de polarisation linéaire $\delta$ et l’angle $\Theta$ . La conclusion de cette mesure est que $\Phi$ = 49° et $\Theta$ = 51°, avec une incertitude de 4° sur chaque angle.

Collaborations :

Benoît Dubertret au LPEM (ESPCI, Paris)

Alberto Bramati au LKB (Paris)

Luigi Carbone, NNL, Istituto Nanoscienze-CNR, (Lecce)

Emmanuelle Lacaze, INSP

Communications :

Laurent Pelliser, Mathieu Manceau, Clotilde Lethiec, Delphine Coursault, Stefano Vezzoli, Godefroy Leménager, Laurent Coolen, Massimo DeVittorio, Ferruccio Pisanello, Luigi Carbone, Agnès Maître, Alberto Bramati et Emmanuelle Lacaze, Alignment of rod-shaped single photon emitters dynamically driven by line defects in liquid crystals, Adv. Funct. Mat. 25, 1719 (2015)

Clotilde Lethiec, Ferruccio Pisanello, Luigi Carbone, Alberto Bramati, Laurent Coolen et Agnès Maître, Polarimetry-based analysis of dipolar transitions of single colloidal CdSe/CdS dot-in-rods, New J. Phys. 16, 093014 (2014),

C. Lethiec, J. Laverdant, C. Javaux, B. Dubertret, C. Schwob, L. Coolen et A. Maître, Determination of the orientation of a single nano-emitter by polarization analysis, Advanced Architectures in Photonics (AAP 2014), Prague (Rép. Tchèque), 21-24 septembre 2014,

C. Lethiec, J. Laverdant, C. Javaux, B. Dubertret, C. Schwob, L. Coolen et A. Maître, Determination of the orientation of a single nano-emitter by polarization analysis, Condensed Matter in Paris (CMD25-JMC14), Paris, 24-29 août 2014,

C. Lethiec, J. Laverdant, C. Javaux, B. Dubertret, C. Schwob, L. Coolen et A. Maître, Determination of the orientation of a single nano-emitter by polarization analysis, International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T), Vail (Etats-Unis), 21-25 juillet 2014,

Clotilde Lethiec, Julien Laverdant, Henri Vallon, Clémentine Javaux, Benoît Dubertret, Jean-Marc Frigerio, Catherine Schwob, Laurent Coolen et Agnès Maître, Measurement of three-dimensional dipole orientation of a single fluorescent nanoemitter by emission polarization analysis, Phys. Rev. X 4, 021037 (2014),

C. Lethiec, J. Laverdant, H. Vallon, L. Carbone, B. Dubertret, C. Javaux, C. Schwob, L. Coolen, A. Maître, Determination of the orientation of a single nano-emitter by polarization analysis, International Nanoscience Student Conference, (Londres, Août 2013)

Clotilde Lethiec, Julien Laverdant, Hugo Frederich, Cherif Belacel, Catherine Schwob, Laurent Coolen, Agnès Maître, Godefroy Leménager, Alberto Bramati, Luigi Carbone, Etude en polarisation de l’orientation de différents types de nanoémetteurs, Journées de la Matière Condensée, Montpellier, août 2012

Analyse de la polarisation d’émission