Egocentric physics : just about Mie

We show that the physics of anapole excitations can be accurately described in terms of a resonant state expansion formulation of standard Mie theory without recourse to Cartesian coordinate based `toroidal' currents that have previously been used to describe this phenomenon. In this purely Mie theory framework, the anapole behavior arises as a result of a Fano-type interference effect between different quasi-normal modes of the scatterer that effectively eliminate the scattered field in the associated multipole order.Comment: 10 pages, 5 figure

Compact metallo-dielectric optical antenna for ultra directional and enhanced radiative emission

We report the design of highly efficient optical antennas employing a judicious synthesis of metallic and dielectric materials. In the proposed scheme, a pair of metallic coupled nanoparticles permits large enhancements in both excitation strength and radiative decay rates, while a high refractive index dielectric microsphere is employed to efficiently collect light without spoiling the emitter quantum efficiency. Our simulations indicate potential fluorescence rate enhancements of 3 orders of magnitude over the entire optical frequency range

Non-classical properties of the e.m. near field of an atom in spontaneous light emission

We use Glauber's correlation function function as well as the Green functions formalism to investigate, in the case of a dipolar atomic transition, the causal behaviour of the spontaneously emitted electromagnetic field. We also examine the role played by the longitudinal electric field, which is not described in terms of photonic (transverse) degrees of freedom. We predict the existence of a genuinely quantum memory effect at the level of the near field surrounding the atom, which keeps track of the past excitation and emission by the atom

Interaction de la lumière avec les milieux hétérogènes tridimensionnels

Le fil conducteur de mes recherches récentes est l’interaction de la lumière avec des systèmes mésoscopiques complexes ou composites en trois dimensions. Par «mésoscopiques», on veut dire que le système comporte des objets de taille plus petite ou comparable à la taille des longueurs d'onde concernées mais suffisamment grandes afin qu’on puisse discuter leur comportement sans être obligé de considérer les atomes individuels. De tels milieux suivent deux classifications principales : les systèmes ordonnés et les systèmes désordonnés. Les deux classifications se trouvent naturellement dans la nature et ont des applications technologiques.Les structures ordonnées permettent une manipulation déterministe de la lumière pour des applications technologiques. D'ailleurs, l’importance des applications des réseaux à la spectroscopie et ailleurs ne nécessite plus de rappel. Les structures de type "cristaux photoniques" offrent de nouvelles possibilités pour le contrôle et le guidage de la lumière. En ce qui concerne les milieux désordonnés, une des applications de telles études est l’optimisation des propriétés volontairement diffusantes et/ou absorbantes comme les peintures ou les revêtements furtifs. Une autre application en est les études de télédétection et le problème inverse où la diffusion peut nous renseigner sur les caractéristiques d’un milieu étudié ou nuire à la détection d’objets enfouis. La grande majorité de mes travaux scientifiques a utilisé des techniques analytiques afin d’améliorer les performances de la modélisation par ordinateur de phénomènes complexes. Ce manuscrit reflète ce thème en expliquant les grandes lignes des certains calculs que j’ai effectués ces dernières années. Les diverses applications seront traitées de façon relativement succincte, mais on retrouve des discussions d’applications dans mes articles cités en référence

Recursive T matrix algorithm for resonant multiple scattering: Applications to localized plasmon excitations

A matrix balanced version of the Recursive Centered T Matrix Algorithm (RCTMA) applicable to systems possessing resonant inter-particle couplings is presented. Possible domains of application include systems containing interacting localized plasmon resonances, surface resonances, and photonic jet phenomena. This method is of particular interest when considering modifications to complex systems. The numerical accuracy of this technique is demonstrated in a study of particles with strongly interacting localized plasmon resonances

Spherical harmonic Lattice Sums for Gratings

International audienceIn this chapter we show how lattice sums of spherical harmonic partial wave functions can be employed to calculate the properties of 2D monolayer gratings and linear chains composed of discrete particles. These methods are developed in a Green function and T-matrix formalism which allows one to extract both near and far field response properties. The more difficult problem of characterizing quasi-modes (i.e leaky modes) is also addressed. Technical aspects of how to efficiently regularize the lattice functions are discussed in some detail. Efficient algorithms for evaluating the special functions involved are also presented