L’héritage de de Broglie dans la photonique

Présentation au sujet: "L’héritage de de Broglie dans la photonique"— Transcription de la présentation:

1 L’héritage de de Broglie dans la photonique
Jérôme Faist Institute for Quantum electronics, Département de physique ETH Zurich

2 L’électron est une onde…
Quelques implications Comment les électrons traversent un cristal? Louis de Broglie

3 Modèle d’un cristal: Charges positives (noyau) arrangées régulièrement - chacune attire “ses” électrons Malgré cela, certain matériaux conduisent l’électricité!!

4 .L’électron passe d’un atome à l’autre par effet tunnel!
Effet absolument quantique Object classique arrive devant une barrière

5 .L’électron passe d’un atome à l’autre par effet tunnel!
Electron quantique Une caractéristique ondulatoire de l’électron

6 Les électrons Grâce à l’effet tunnel, les électrons peuvent traverser le cristal librement

7 Créer de la lumière en utilisant la mécanique quantique
Si la barrière est trop épaisse, l’électron ne peut plus passer Electrons confinés ne peuvent osciller que sur certaines fréquences bien définies (comme une corde de guitarre)

8 Exemple de couches

9 Quelles tailles ont les QCLs ?
1 mm mm mm mm 100 nm nm nm Cellules 1 nm ≈ atomes 300 mm 50 nm 5 mm 10 mm 2-3 nm

10 Emission de lumière

11 Laser à cascade 1 electron génère N photons

12 Optical chemical sensing
Fundamental vibration modes of molecules are in the Mid-IR Chemically and isotopically sensitive QC Laser Detector Multipass cavity

13 A QCL on Mars? Final module
Size: 47.2 x 25.4 x 11.2 mm QCL for Tunable Laser Spectrometer integrated in the Sample Analysis at Mars Instrument Suite (SAM). QCL mission: measurements of isotopic ratio at 7.79 m

14 Online NO2 measurements at Jungfraujoch
NO2 (ppb) B. Tuzson, K. Zeyer & L. Emmenegger (Empa), unpublished