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10 results on '"Gonzague Agez"'

1. Unveiling the optical emission channels of monolayer semiconductors coupled to silicon nanoantennas

Author

Gonzague Agez, Frank Fournel, Kenji Watanabe, Vincent Larrey, Jean-Marie Poumirol, Vincent Paillard, Ioannis Paradisanos, Shivangi Shree, Aurélien Cuche, Takashi Taniguchi, Xavier Marie, Cedric Robert, Nicolas Mallet, Bernhard Urbaszek, Peter R. Wiecha, Guilhem Larrieu, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017), ANR-19-CE24-0020,SPINOXIDE,Injection et détection de spin dans des nanostructures tout oxyde(2019), Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service Informatique : Développement, Exploitation et Assistance (LAAS-IDEA), Laboratory for Integrated Micro Mechatronics Systems (LIMMS), and The University of Tokyo-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Photoluminescence, excitons, Silicon, Exciton, dielectric nanoantennas, chemistry.chemical_element, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, Dielectric, 01 natural sciences, Mie-tronics, [PHYS.PHYS.PHYS-COMP-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Computational Physics [physics.comp-ph], 010309 optics, strain, 0103 physical sciences, Monolayer, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), Spontaneous emission, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Electrical and Electronic Engineering, [PHYS.COND.CM-MSQHE]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect [cond-mat.mes-hall], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, business.industry, transition metal dichalcogenides, 2D materials, 021001 nanoscience & nanotechnology, Atomic and Molecular Physics, and Optics, [PHYS.PHYS.PHYS-GEN-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/General Physics [physics.gen-ph], Electronic, Optical and Magnetic Materials, Semiconductor, chemistry, Optoelectronics, Light emission, 0210 nano-technology, business, Biotechnology
Abstract

Monolayers (MLs) of transition metal dichalcogenides (TMDs) such as WSe2 and MoSe2 can be placed by dry stamping directly on broadband dielectric resonators, which have the ability to enhance the spontaneous emission rate and brightness of solid-state emitters at room temperature. We show strongly enhanced emission and directivity modifications in room temperature photoluminescence mapping experiments. By varying TMD material (WSe2 versus MoSe2) transferred on silicon nanoresonators with various designs (planarized versus non-planarized), we experimentally separate the different physical mechanisms that govern the global light emission enhancement. For WSe2 and MoSe2 we address the effects of Mie Resonances and strain in the monolayer. For WSe2 an important additional contribution comes from out-of-plane exciton dipoles. This paves the way for more targeted designs of TMD-Si nanoresonator structures for room temperature applications., Comment: 10 pages, 5 figures

Published
2020
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2. Ultrabroadband gradient-pitch Bragg-Berry mirrors

Author

Mushegh Rafayelyan, Etienne Brasselet, Gonzague Agez, Laboratoire Ondes et Matière d'Aquitaine (LOMA), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), ANR-15-CE30-0018,HYPERPHORB,Traitement hyperspectral du moment angulaire orbital de la lumière(2015), ANR-11-IDEX-0002,UNITI,Université Fédérale de Toulouse(2011), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Range (particle radiation), business.industry, FOS: Physical sciences, Physics::Optics, Bragg's law, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Optics, Geometric phase, Liquid crystal, 0103 physical sciences, Helix, Orbital angular momentum of light, 010306 general physics, 0210 nano-technology, business, Optical vortex, Realization (systems), Physics - Optics, Optics (physics.optics)
Abstract

The realization of geometric phase optical device operating over a broad spectral range is usually confronted with intrinsic limitations depending of the physical process at play. Here we propose to use chiral nematic liquid crystal slabs with helical ordering that varies in three dimensions. Namely, gradient-pitch cholesterics endowed with in-plane space-variant angular positioning of the supramolecular helix. By doing so, we show that the recently introduced Bragg-Berry mirrors [Opt. Lett. {\bf 41}, 3972-3975 (2016)] can be endowed with ultra-broadband spectral range. Experimental demonstration is made in the case of ultra-broadband optical vortex generation in the visible domain. These results offer practical solution to the polychromatic management of the orbital angular momentum of light combining the circular Bragg reflection of chiral media with the Berry phase., Comment: 11 pages, 13 figures

Published
2017
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3. Multiwavelength micromirrors in the cuticle of scarab beetle Chrysina gloriosa

Author

Michel Mitov, Chloé Bayon, Gonzague Agez, Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
Optics and Photonics, Light, Cholesteric liquid crystal, Biomedical Engineering, Context (language use), 02 engineering and technology, Biology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biochemistry, Biomaterials, Optics, Animals, Computer Simulation, [NLIN.NLIN-AO]Nonlinear Sciences [physics]/Adaptation and Self-Organizing Systems [nlin.AO], Molecular Biology, Arthropod exoskeleton, Cuticle (hair), [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], business.industry, Pigmentation, General Medicine, 021001 nanoscience & nanotechnology, biology.organism_classification, 0104 chemical sciences, Iridescence, [SDV.BA.ZI]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Invertebrate Zoology, Coleoptera, Camouflage, Chrysina gloriosa, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Integumentary System, 0210 nano-technology, business, [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft], Structural coloration, Biotechnology
Abstract

Beetles from the genus Chrysina show vivid reflections from bright green to metallic silver-gold as a consequence of the cholesteric liquid crystal organization of chitin molecules. Particularly, the cuticle of Chrysina gloriosa exhibits green and silver stripes. By combining confocal microscopy and spectrophotometry, scanning electron microscopy and numerical simulations, the relationship between the reflectance and the structural parameters for both stripes at the micro- and nanoscales are established. Over the visible and near IR spectra, polygonal cells in tessellated green stripes behave as multiwavelength selective micro-mirrors and the silver stripes as specular broadband mirrors. Thermoregulation, conspecifics or intra-species communication, or camouflage against predators are discussed as possible functions. As a prerequisite to bio-inspired artificial replicas, the physical characteristics of the polygonal texture in Chrysina gloriosa cuticle are compared to their equivalents in synthetic cholesteric oligomers and their fundamental differences are ascertained. It is shown that the cuticle has concave cells whereas the artificial films have convex cells, contrary to expectation and assumption in the literature. The present results may provide inspiration for fabricating multiwavelength selective micromirrors or spatial wavelength-specific light modulators. Statement of Significance Many insects own a tessellated carapace with bumps, pits or indentations. Little is known on the physical properties of these geometric variations and biological functions are unknown or still debated. We show that the polygonal cells in scarab beetle Chrysina gloriosa behave as multiwavelength selective micromirrors over the visible and infrared spectra, with a variety of spatial patterns. In the context of biomimetic materials, we demonstrate that the carapace has concave cells whereas the artificial films have convex cells, contrary to expectation in the literature. Thermoregulation, communication or camouflage are discussed as advanced functions. Results may provide inspiration for fabricating spatial wavelength-specific light modulators and optical packet switching in routing technologies.

Published
2016
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4. Size-effect of oligomeric cholesteric liquid-crystal microlenses on the optical specifications

Author

Chloé Bayon, Michel Mitov, Gonzague Agez, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)

Subjects
Microlens, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Cholesteric liquid crystal, business.industry, Annealing (metallurgy), 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, (0803620) Lens system design, (0706120) Spatial light modulators, 0104 chemical sciences, (3503950) Micro- optics, Optical film, Light intensity, (0803630) Lenses, Optics, OCIS codes: (2303720) Liquid-crystal devices, Focal length, 0210 nano-technology, business, Intensity (heat transfer), Visible spectrum
Abstract

International audience; In cholesteric liquid-crystalline microlenses, we have studied the role of the microlens size on the focused light intensity and the focal length. We have found that the intensity is maximized by aiming a specific range for the diameter and the thickness of microlenses and that the focal length is adjusted by controlling the diameter and the annealing time of the optical film. Cholesteric microlenses may be used as wavelength-tunable directional light sources in organic soft-matter circuits.

Published
2015
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5. Wavelength-tunable light shaping with cholesteric liquid crystal microlenses

Author

Michel Mitov, Chloé Bayon, Gonzague Agez, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
[PHYS]Physics [physics], Mesoscopic physics, Materials science, business.industry, Cholesteric liquid crystal, Biomedical Engineering, Physics::Optics, Bioengineering, General Chemistry, Biochemistry, Ray, law.invention, Lens (optics), Wavelength, Optics, law, Liquid crystal, [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, Optoelectronics, Soft matter, Photonics, business, [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft]
Abstract

International audience; The ability to guide light on the mesoscopic scale is important both scientifically and technologically. Especially relevant is the development of wavelength-tunable light-shaping microdevices. Here we demonstrate the use of cholesteric liquid crystal polygonal textures organized as an array of microlenses for this purpose. The beam shaping is controlled by tuning the wavelength of the incident light in the visible spectrum. By taking advantage of the self-organization property of liquid crystals, the structure of the lens and its optical response are tailored by changing the annealing time of the single layer material during a completely integrated one-step process. The intrinsic helical organization of the layer is the cause of the light shaping and not the shape of the surface as for conventional lenses. A new concept of light manipulation using the structure chirality of liquid crystals is demonstrated, which concerns soft matter photonic circuits to mould the light.

Published
2014
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6. Cholesteric liquid crystalline materials with a dual circularly polarized light reflection band fixed at room temperature

Author

Michel Mitov, Gonzague Agez, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)

Subjects
Materials science, Cholesteric liquid crystal, Infrared, MESH: cholesteric liquid crystals, Polymer-Stabilized Liquid Crystals, light-reflecting materials, polarization-independent photonic devices, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Liquid crystal, Materials Chemistry, Light beam, Physical and Theoretical Chemistry, Circular polarization, [PHYS]Physics [physics], [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], business.industry, Atmospheric temperature range, 021001 nanoscience & nanotechnology, Polarization (waves), 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Condensed Matter::Soft Condensed Matter, Melting point, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft]
Abstract

International audience; An unpolarized normal-incidence light beam reflected by a cholesteric liquid crystal is left- or right-circularly polarized, in the cholesteric temperature range. In this article, we present a novel approach for fabricating a cholesteric liquid crystalline material that exhibits reflection bands with both senses of polarization at room temperature. A cholesteric liquid crystal that presents a twist inversion at a critical temperature Tc is blended with a small quantity of photopolymerizable monomers. Upon ultraviolet irradiation above Tc, the liquid crystal becomes a polymer-stabilized liquid crystal. Below Tc, the material reflects a dual circularly polarized band in the infrared. By quenching the experimental cell at a temperature below the blend's melting point, the optical properties of the material in an undercooled state are conserved for months at room temperature, which is critical to potential applications such as heat-repelling windows and polarization-independent photonic devices.

Published
2011
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7. Color selectivity lent to a cholesteric liquid crystal by monitoring interface-induced deformations

Author

Rajaa Bitar, Gonzague Agez, Michel Mitov, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
Materials science, Scanning electron microscope, Cholesteric liquid crystal, Annealing (metallurgy), 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, law.invention, Optics, Optical microscope, law, [PHYS]Physics [physics], [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Dopant, biology, business.industry, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, biology.organism_classification, 0104 chemical sciences, Macroscopic scale, Chrysina gloriosa, 0210 nano-technology, business, Chirality (chemistry), [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft]
Abstract

International audience; The cholesteric liquid crystalline structure is omnipresent in living matter and concerns many applications in optics because of its property of selective light reflection. The color reflected by this structure depends on material parameters such as the molecular chirality or the concentration of chiral dopant, the helical pitch of the twisted structure and the optical indices. In the present publication, we show that the color may be selected simply by varying the annealing time of a cholesteric oligomer film with hybrid anchoring. Experimental and simulated transmittance spectra reveal the color shift. The three-dimensional representation of the structure is provided from the macroscopic scale to the mesoscale by combining complementary imaging techniques (optical microscopy, transmission and scanning electron microscopies, atomic force microscopy) to image the texture in different directions. We show that the color selectivity is due to controlled changes of the orientation of the helical axis with respect to the air–material interface. The optical behavior is described with a single parameter, which is the angle between the film surface normal and the orientation within the film of the helical axis. Potential applications in the field of chiro-optical devices concern self-assembled chiral microreflectors fabricated via a low-cost controllable thermal process. Additionally, the texture formation provides insight to aid the understanding of the exoskeleton morphogenesis of beetles like Chrysina Gloriosa.

Published
2011
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8. Two-dimensional noise-sustained structures in optics: Theory and experiments

Author

Majid Taki, Gonzague Agez, Pierre Glorieux, Eric Louvergneaux, Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique ( CEMES-NeO ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 ( PhLAM ), and Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )

Subjects
Convection, Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], [ PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS ] Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], business.industry, Pattern formation, Contrast (music), 01 natural sciences, Pattern selection, Atomic and Molecular Physics, and Optics, [ PHYS.PHYS.PHYS-ED-PH ] Physics [physics]/Physics [physics]/Physics Education [physics.ed-ph], 010305 fluids & plasmas, [PHYS.PHYS.PHYS-ED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Physics Education [physics.ed-ph], Transverse plane, Optics, Classical mechanics, Convective instability, [NLIN.NLIN-PS]Nonlinear Sciences [physics]/Pattern Formation and Solitons [nlin.PS], 0103 physical sciences, [ NLIN.NLIN-PS ] Nonlinear Sciences [physics]/Pattern Formation and Solitons [nlin.PS], 010306 general physics, business, [NLIN.NLIN-AO]Nonlinear Sciences [physics]/Adaptation and Self-Organizing Systems [nlin.AO], [ NLIN.NLIN-AO ] Nonlinear Sciences [physics]/Adaptation and Self-Organizing Systems [nlin.AO], Noise (radio)
Abstract

International audience; Translational transverse shifts drastically affect pattern formation in a noisy system with optical feedback. These strong nonlocal interactions may give rise to large domains of convective instability resulting in various types of two-dimensional (2D) noise-sustained structures. These “basic patterns” are investigated and their thresholds and properties are analytically derived. Corresponding 2D experimental patterns are shown to be in complete agreement with theory. Surprisingly enough, some patterns that are purely sustained by noise are found to be nondrifting in contrast with the commonly widespread situation in which convective instabilities lead to traveling patterns.

Published
2006
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9. Experimental evidence of absolute and convective instabilities in optics

Author

Majid Taki, Christophe Szwaj, Eric Louvergneaux, Gonzague Agez, Pierre Glorieux, Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), and Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Convection, Physics, [PHYS]Physics [physics], 4754+r, business.industry, Physics::Optics, General Physics and Astronomy, 01 natural sciences, Noise (electronics), 010305 fluids & plasmas, Nonlinear optical, Optics, Liquid crystal, 0103 physical sciences, PACS numbers: 42.65.Sf, 05.40.Ca, 05.45.–a, 47.54.+r, 010306 general physics, business, Laser beams
Abstract

International audience; Experimental evidence of convective and absolute instabilities in a nonlinear optical system is given. In optics, the presence of spatial nonuniformities brings in additional complexity. Hence, signatures characterizing these two regimes are derived based on analytical and numerical investigations. The corresponding noise-sustained and dynamical patterns are observed experimentally in a liquid crystal layer subjected to a laser beam with tilted feedback.

Published
2003
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10. Noisy pattern precursors in an optical system

Author

Pierre Glorieux, Eric Louvergneaux, Christophe Szwaj, and Gonzague Agez

Subjects
Quantum optics, Physics, Work (thermodynamics), Optics, Kerr effect, business.industry, Homogeneous, Quantum noise, Atom optics, Nonlinear optics, Pattern formation, business, Computational physics
Abstract

This work reports noise-induced effects on the instabilities appearing near the first threshold, i.e. near the transition from the homogeneous to the patterned state. This study also shows that some characteristics (such as the wave number) of the pattern appearing above threshold are anticipated below threshold by precursors.

Published
2003
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