Thèse de Zoheir ZIANI

Soutenance de thèse de Zoheir ZIANI - laboratoire EPHONI Résumé : La plasmonique non linéaire est un domaine largement inexploré et seules quelques interactions non linéaires dans les nanostructures métalliques ont été étudiées jusqu'à présent. Ces travaux de thèse portent sur l'apparition de modes plasmons de surface non linéaire dans des nanostructures métalliques (dimère, chaînes de nanoparticules) insérées dans une matrice diélectrique, et soumis à l'action d'une source électromagnétique externe de type onde plane. Une non-linéarité de type Kerr largement rencontré dans les milieux optiques est incluse dans la réponse du métal et le couplage dipôle-dipôle entre les nanoparticules est considérée. Dans le cas d'un nano-dimère, après avoir étudié la nature des solutions non linéaires ainsi que leur stabilité, nous avons mis en évidence l'émergence des dynamiques riches et complexes, et nous avons étudié en particulier l'apparition du chaos. Bien qu'il semble être aléatoire, il se produit dans un système déterministe non linéaire dans des conditions déterministes. L'existence de la route familière de dédoublement de période conduisant au chaos est mise en évidence, et les domaines correspondant à l'apparition de doublement de période et de chaos dans le plan des paramètres sont mis en évidence. Dans le cas d'une chaîne de nanoparticules métalliques unidimensionnelle, le mécanisme de l'instabilité modulationnelle, qui est responsable de l'amplification exponentielle de faibles perturbations et qui est due à la non-linéarité du métal, nous a permet d'observer plusieurs dynamiques spatio-temporelle. Le spectre de Lyapunov nous a permis d'identifier le comportement complexe observé comme chaos spatio-temporel. Nous avons montré que dans le régime hautement non linéaire, le chaos spatio-temporel est robuste et existe dans une large gamme de paramètres. Mots clés : Plasmonique non linéaire,Dynamique non linéaire,Chaos,Nonlinéarité Kerr