Notice bibliographique
Résumé
In this PhD Thesis, we theoretically and numerically investigate novel aspects of light propagation in three-dimensional (3D) photonic band gap crystals that open up new opportunities to tune the interaction between light and matter. We also develop highly accurate nonreflecting boundary conditions for a mixed DG discretization of the Maxwell equations on finite size computational domains. Photonic crystals are a class of nanostructures with a periodically varying refractive index in space. Three-dimensional photonic crystals can have a 3D photonic band gap: due to wave interference, light is not allowed to exist within the crystal. A 3D band gap offers new opportunities to tailor the interaction between light and matter. We explore for the first time the propagation of light in a 3D cavity superlattice inside a 3D photonic band gap crystal. Each cavity acts as a "cage" for light due to the surrounding band gap. In a superlattice with closely spaced cavities, the light sometimes "escapes" and hops to one of the neighboring cavities. We calculate the coupling coefficients that describe the hopping transport. We observe for one of the modes of light propagation that light hops only in the Cartesian directions. This cannot be readily inferred from radiation patterns, due to higher-dimensional wave interference. We also study time-resolved propagation patterns in a 3D cavity superlattice, and the effects of disorder on the density of states (DOS) in 3D photonic band gap crystals. Mixed discontinuous Galerkin (DG) finite element methods are well suited to solve the Maxwell equations in complex structures, as they allow to efficiently capture singularities at dielectric corners and interfaces and also provide a spectrum of electric field solutions that is free of spurious modes. In this PhD Thesis, we combine a mixed DG discretization with nonreflecting boundary conditions. The boundary conditions are obtained by applying the well-known Hagstrom-Warburton nonreflecting boundary conditions separately to the tangential components of the electric field. The discretized Hagstrom-Warburton boundary conditions successfully describe unboundedness with only small spurious reflections that are accurately predicted by an estimate. These new nonreflecting boundary conditions will allow accurate computations of the behavior of light in finite structures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».