• Langue : Anglais
• Discipline : Milieux dilués et optique fondamentale
• Identifiant : 2026ULILR005
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 24/02/2026

Résumé en langue originale

L'implémentation d'Hamiltoniens décrivant des réseaux dans des plateformes photoniques sous forçage et dissipation ouvre de nouvelles voies pour contrôler le transport, la localisation et l'émission laser, au-delà de ce qui est accessible dans les systèmes à l'état solide à l'équilibre. Dans cette thèse, nous étudions expérimentalement et numériquement ces propriétés en utilisant une quasi-particule hybride lumière-matière, l'exciton-polariton, dans des réseaux semi-conducteurs à structures de bandes non triviales en présence de gain, de pertes et d'interactions entre particules. Dans une première partie, nous étudions une chaîne unidimensionnelle de micropiliers couplés et montrons que l'interférence entre excitations cohérentes et modes propres du réseau permet de réaliser un transport directionnel contrôlé par la phase ainsi qu'une localisation induite par interférence. En augmentant la puissance de pompage, nous démontrons en outre une localisation permise par la non-linéarité, à des désaccords pour lesquels le système linéaire reste seulement faiblement localisé. Dans une deuxième partie, nous concevons un réseau de Lieb sp bidimensionnel, dans lequel les modes orbitaux s et p de deux micropiliers de diamètres différents sont hybridés pour former des modes propres de type ligne. À l'aide d'un pompage non résonant spatialement structuré, nous réalisons une émission laser en ligne reconfigurable et montrons qu'une excitation en forme decroix produit deux lasers en ligne orthogonaux qui se verrouillent en énergie, en phase et en polarisation. Enfin, nous développons un modèle d'émission laser dans un réseau sous forçage et dissipation qui identifie le couplage orbital et le décalage vers le bleu induit par le réservoir comme ingrédients minimaux nécessaires à ce verrouillage de phase. Globalement, ce travail met en évidence les réseaux de polaritons comme une plateforme puissante pour façonner l'interférence, la structure de bande et la non-linéarité, afin de réaliser des phénomènes de transport, de localisation et d'émission laser non conventionnels, difficiles à obtenir dans des réseaux à structure de bande triviale.

Résumé traduit

The implementation of lattice Hamiltonians in driven-dissipative photonic platforms offers new routes to control transport, localization, and lasing beyond what is accessible in equilibrium solid-state systems. In this thesis, we experimentally and numerically investigate these properties using a hybrid light-matter quasiparticle called exciton-polaritons in semiconductor lattices with non-trivial band structures in the presence of gain, loss and particle interactions. In the first part, we study a one-dimensional chain of coupled micropillars and show that interference between coherent drives and lattice eigenmodes enables phase-controlled directional transport and interference-induced localization. Furthermore, by increasing the pump power, we demonstrate nonlinearity-enabled localization at detunings where the linear system remains only weakly localized. In the second part, we engineer a two-dimensional Lieb sp lattice where the s and p orbital modes of two pillars with different diameters are hybridized to form line-like eigenmodes. Using spatially structured non-resonant pumping, we realize reconfigurable line lasing and show that cross-shaped excitation produces two orthogonal line lasers that lock in energy, phase, and polarization. Finally, we develop a driven-dissipative lattice lasing model that identifies orbital coupling and reservoir-induced blueshift as the minimal ingredients required for this phase locking. Overall, this work highlights polariton lattices as a powerful system for tailoring interference, band structure, and nonlinearity to realize unconventional transport, localization, and lasing phenomena that are difficult to achieve in lattices with trivial band structures.