Nous étudions les propriétés de systèmes photoniques divers et variés tels que les métamatériaux, les cristaux photoniques et les systèmes plasmoniques. Notre expertise consiste en l’utilisation et le développement de codes numériques en optique, couplés à des modèles combinant électrodynamique classique et quantique afin d’étudier des systèmes photoniques innovants et appliqués. Une attention particulière est portée aux développements du machine learning en photonique ainsi qu’aux applications tournées vers une « photonique verte ».
Promoteur (PI) : Michaël LOBET
Michaël Lobet, Chercheur Qualifié FNRS, est membre du LPS, et est également affilié à l'Institut NISM (Pôle de recherche NOP).
Contrôle et manipulation de la lumière grâce à la structure des matériaux
Axes de recherche principaux
- Optique et photonique
- Métamatériaux et plasmonique
- Electrodynamique classique, quantique et en cavité
- Optique non linéaire
En particulier
- Métamatériaux à faible indice de réfraction : création de lasers sur puce photonique
- Optique twistée : création de mémoires tout optiques
- Machine learning et space optics : voiles solaires et coronographes
- Machine learning et optique verte
Outils
- Modélisation, simulations numériques et expériences
Collaborations
- Harvard (USA) ; UCL, ULg (Belgique) ; Danemark, Espagne, Chine
Dans les médias
- Twister avec la lumière | Les visages de la recherche -FNRS-LN24 (14/11/2024)
- Les Intelligences artificielles, une opportunité pour l'enseignement ? | Bouké (12/02/2024)
- Impact of generative AI on teaching – FilmEU summit 2023 (2-6/11/2023)
- Mandat de Chercheur qualifié | FNRS news (30/11/2022)
- La cape d’invisibilité d’Harry Potter existe-t-elle vraiment ? | EUREKA RTL-TVI (17/11/2022)
- L’invisibilité dévoilée | TEDxUNamur – (re)Shape the future (20/04/2022)
Activités récentes
Métamatériaux et plasmonique
Les métamatériaux sont des matériaux artificiellement structurés utilisés pour contrôler et manipuler la lumière, le son et de nombreux autres phénomènes physiques. Les propriétés des métamatériaux découlent à la fois des propriétés inhérentes aux matériaux qui les composent et de l'agencement géométrique de ces matériaux.
Nous étudions en particulier les propriétés photoniques des matériaux à indice de réfraction proche de zéro et des systèmes plasmoniques.
Collaborations en cours : I. Liberal (Navarra), E. Mazur (Harvard), N. Engheta (UPenn), Y. Li (Tsinghua), H. Bi (JI Hua lab), L. Henrard (UNamur).
Publications récentes :
- H. Li, Z. Zhou, Z., W. Sun, M. Lobet, N. Engheta, I. Liberal, Y. Li, “Direct observation of ideal electromagnetic fluids”, Nat. Commun 13, 4747 (2022).
- M. Lobet, I. Liberal, L. Vertchenko, A. Lavrinenko, N. Engheta, E. Mazur, “Momentum considerations inside near-zero index materials”, Light Sci Appl 11, 110 (2022).
- O. Mello, Y. Li, S.A. Camayd-Muñoz, C. DeVault, M. Lobet, H. Tang, M. Lonçar, E. Mazur "Extended many-body superradiance in diamond epsilon near-zero metamaterials", Appl. Phys. Lett. 120, 061105 (2022).
- I. Liberal, M. Lobet, Y. Li, N. Engheta, “Near-zero index media as electromagnetic ideal fluids”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 117 (39) 24050-24054 (2020).
- M. Lobet, I. Liberal, E. N. Knall, M. Zahirul Alam, O. Reshef, R. W. Boyd, N. Engheta, E. Mazur, “Fundamental Radiative Processes in Near-Zero-Index Media of Various Dimensionalities”, ACS Photonics, 7 (8), 1965-1970 (2020).
- H. Bi, M. Lobet, S. Saikin, Y. Li, C. Huo, J. Jiahuang, W. Xiaohong J. Reichert, A. Aspuru-Guzik, E. Mazur, “Optically-induced molecular logic operations”, ACS Nano, 14,11, 15248-15255, 2020.
Machine learning et photonique verte
Cet axe de recherche implique le développement de stratégies efficaces pour l'absorption de la lumière. Nous avons donc conçu des cristaux photoniques et des métamatériaux pour piéger la lumière dans des systèmes photoniques. Nous avons étudié des cellules solaires en pérovskite et des absorbeurs parfaits à bande ultra large et utilisé des stratégies d'apprentissage automatique pour ce faire.
Collaborations en cours : J. Dewalque (ULg), A. Maho (Bordeaux), A. Mayer (UNamur), O. Deparis (UNamur).
Publications récentes :
- N. Daem, A. Mayer, G. Spronck, P. Colson, J. Loicq, C. Henrist, R. Cloots, A. Maho, M. Lobet, J. Dewalque ACS Applied Nano Materials 2022 5 (9), 13583-13593
- A. Maho, M. Lobet, N. Daem, P. Piron, G. Sprong, J. Loicq, R. Cloots, P. Colson, C. Henrist, J. Dewalque “Photonic structuration of hybrid inverse-opal TiO2 perovskite layers for enhanced light absorption in solar cells”, ACS Applied Energy Materials, 4, 1108-1119 (2021).
- M. Lobet, P. Piron, J. Dewalque, A.Maho, O. Deparis, C. Henrist, J. Loicq, "Efficiency enhancement of perovskite solar cells based on opal-like photonic crystals," Opt. Express 27, 32308-32322 (2019).
- A. Mayer, H. Bi, S. Griesse-Nascimento, B. Hackens, J. Loicq, E. Mazur, O. Deparis, M. Lobet, "Genetic-algorithm-aided ultra-broadband perfect absorbers using plasmonic metamaterials," Opt. Express 30, 1167-1181 (2022)
Sujets de thèse
Simulations numériques des propriétés optiques de systèmes photoniques variées tels que les cristaux photoniques ou les métamatériaux
- Etude de la lumière lente dans les systèmes photoniques twistés en vue de la réalisation de mémoires quantiques
- Etude des propriétés d'émission de métamatériaux d'indice de réfraction proches de zéro (conception de laser, de source de photons uniques)
- Conception numérique d'un détecteur électromagnétique à ondes gravitationnelles
- Etude des propriétés photoniques de voiles solaires