Workshop on plasmonics and photonics
Atelier sur la plasmonique et la photonique

16 – 20 November 2020

Organizing Committee
Comité d’organisation

Eric Bonnetier (Université Grenoble-Alpes)
Charles Dapogny (Université Grenoble-Alpes)
Faouzi Triki (Université Grenoble-Alpes)

The technological progress of the last two decades has enabled the development of new controled manufacturing processes of nanostructured materials, at scales comparable to the range of visible light. It is now possible to use electromagnetic waves in the optical range in material science, to probe into a medium, to tranfer information, to localize energy on very small scales. Potential applications are numerous, in particular to data acquisition systems, imaging, communication, information storage and computing.
Generally, in the optical regime, the propagation of electromagnetic waves is fairly well described by the Maxwell equations. However, in the context of photonics and plasmonics, the solutions to these equations may have particularly interesting properties of localization and amplication, due to the fine interactions of the waves with the structure of the media. The control of the solutions, the optimization of their properties calls for many mathematical developments, from both a theoretical and a numerical perspective, in connection with spectral analysis, PDE’s, control theory, integral equations, model reduction, inverse problems, numerical analysis, shape optimization and computational sciences.

Les progrès technologiques réalisés ces 20 dernières années en sciences des matériaux et en particulier dans les procédés de fabrication d’objets nanostructurés stimulent le développement de systèmes d’acquisition de données, d’imagerie, de communication, de calcul, basés sur les propriétés optiques des milieux composites. Il est désormais possible d’usiner des structures optiques de manière contrôlée, à des échelles comparables au spectre de la lumière visible et donc de fabriquer des dispositifs qui peuvent interagir avec des ondes électromagnétiques dans le régime optique pour, par exemple, transporter de l’information.
Généralement, à ces échelles, il est pertinent de décrire les ondes électromagnétiques par les équations de Maxwell. Dans les régimes de paramètres mis en jeu dans ce contexte, les solutions de ces équations peuvent posséder des propriétés particulières de localisation et d’amplification, qui les rendent extrêmement intéressantes pour les applications. Le contrôle de ces solutions et l’optimisation de leurs propriétés, ont motivé des développements mathématiques aussi bien sur le plan de l’analyse que du calcul : théorie spectrale, analyse asymptotique, équations intégrales, réduction de modèles, approximation numérique des ondes électromagnétiques, problèmes inverses, optimisation de formes.