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Nonlinear metasurfaces with 2D materials: Exploring their properties utilizing quasinormal modes

Descripción del proyecto

Una plataforma de diseño novedosa para metasuperficies ópticas 2D avanzadas

Las comunicaciones inalámbricas se encuentra bajo una presión cada vez mayor para alcanzar velocidades cada vez más rápidas y, al mismo tiempo, dar cabida a un tráfico de datos en constante aumento. Las metasuperficies ópticas permiten el mayor ancho de banda necesario para abordar estos retos, pero actualmente son difíciles de diseñar, sobre todo cuando se trata de funcionalidades más avanzadas, como las respuestas no lineales y el control totalmente óptico. Con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, el equipo del proyecto QUARTE pretende ofrecer un marco computacional modal coherente para el análisis y el diseño de metasuperficies lineales y no lineales realizadas con materiales 2D que presenten estas funcionalidades específicas. La técnica modal revelará la física que rige las interacciones entre la luz y la materia, lo que mejorará la comprensión y facilitará la optimización del diseño.

Objetivo

The regular rising demand for faster wireless communication (i.e. larger spectral bandwidths) was anomalously boosted recently due to the change on working habits of the Europeans who nowadays more and more work from home or become digital nomads. Optical metasurfaces offer this required high bandwidth combining it with easy fabrication, flexibility, and advanced functionality, rendering them a potential candidate to encounter this demand in wireless optical communications. Despite their large application span (wavefront manipulation, beam steering, perfect absorption), the design of optical metasurfaces is sometimes counter-intuitive and computationally cumbersome, especially when more advanced functionalities are targeted (nonlinear/all-optical control), typically realized by resorting to contemporary material options such as the 2D materials platform. QUARTE aims to present a coherent modal computational framework for the analysis and design of linear and, importantly, nonlinear metasurfaces realized with 2D materials, demonstrating advanced functionalities and all-optical control. The proposed modal framework, based on the concept of quasinormal modes (i.e. the natural modes of leaky and lossy cavities), will be capable of efficiently handling periodic systems (metasurfaces, gratings) consisting of 2D materials and possessing linear and, importantly, nonlinear responses and functionalities. Furthermore, as a modal technique, the proposed approach is capable of revealing the true physics that govern light-matter interaction, especially in the more obscure nonlinear regime, allowing for fast, efficient, and optimal designs with physical intuition and understanding of the involved physics and interactions. The realization of QUARTE research targets will be performed by the Researcher in the Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences (LP2N), a Joint Research Unit of Centre National de la Researche Scientifique (CNRS).

Ámbito científico (EuroSciVoc)

CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.

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Coordinador

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Aportación neta de la UEn
€ 195 914,88
Dirección
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Francia

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Región
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo de actividad
Research Organisations
Enlaces
Coste total
Sin datos