Nano-photonics and quantum optics

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Contact - Secrétariat de l’enseignement :
Tél : 01 44 32 35 60
enseignement@phys.ens.fr

Faculty : Christophe Voisin and Nicolas Treps
Tutor : Emmanuel Baudin
ECTS : 6
Langue d’enseignement : French and English
Keywords : electromagnetic confinement, opto-electronic, photons, entanglement
Exam : written

Description

The quantum optics and nanophotonics course is delivered as two half semestres.

The first half semester is devoted to give an overview of the major achievements in nanophotonics. Revisiting the basics of light-matter interaction in condensed matter, we will explore both recent fundamental research and technological developments in nanoscience and photonics. A large emphasis will be put on the discusssion of seminal experimental results.

Indicative list of topics in nanophotonics :

  • light-matter interaction in condensed matter (excitons, polaritons, plasmons,…)
  • spectroscopic techniques
  • plasmonics
  • optoelectronic semi-conducting nano-devicess : diodes, lasers, quantum cascade lasers…
  • micro-resonators and quantum photonics
  • new two-dimensional materials (graphene, dichalcogenides,...)

The second half-semester is devoted to an introduction to quantum optics and its associated major breakthrough in the manipulation and detection of quantum states of light.

Indicative list of topics in quantum optics :

  • Fundamentals : quantization, quantum states, density matrix and measurements
  • Photo-detection, photon counting and continuous variables
  • Non-linear optics, experimental implementation, entanglement and quantum protocols
  • Noise reduction, QND measurement and quantum metrology
  • Wigner function and state representation
  • Boson sampling

Courses are given by Christophe Voisin (Nanophotonics), Nicolas Treps (Quantum optics) tutorials by Emmanuel Baudin

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